Il est de plus en plus admis que la régulation des voies mélatonergiques, tant pinéales que systémiques, peut être un aspect important de la manière dont les virus entraînent les changements cellulaires qui sous-tendent leur contrôle de la fonction cellulaire.
Nous passons en revue le rôle de la voie mélatonergique dans les infections virales, en mettant l’accent sur les infections par la grippe et le covid-19. La suppression virale ou préexistante de la mélatonine pinéale inhibe l’attraction des neutrophiles, contribuant ainsi à une « tempête de cytokines » initiale, ainsi qu’à la régulation d’autres cellules immunitaires. La mélatonine induit le gène circadien Bmal1, qui désinhibe le complexe pyruvate déshydrogénase (PDC), contrant ainsi l’inhibition virale de Bmal1/PDC. Le PDC entraîne la conversion mitochondriale du pyruvate en acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA), augmentant ainsi le cycle de l’acide tricarboxylique, la phosphorylation oxydative et la production d’ATP. La suppression de la mélatonine au niveau de la pinéale atténue ce phénomène, empêchant la « réinitialisation » circadienne du métabolisme mitochondrial. Ce phénomène est particulièrement important dans les cellules immunitaires, où le passage du métabolisme glycolytique à la phosphorylation oxydative fait passer les cellules d’un phénotype réactif à un phénotype quiescent. L’acétyl-CoA est un cosubstrat nécessaire à l’arylalkylamine N-acétyltransférase, qui fournit un groupe acétyle à la sérotonine, déclenchant ainsi la voie mélatonergique.
Par conséquent, la mélatonine pinéale régule la mélatonine mitochondriale et le phénotype des cellules immunitaires. Le contrôle de la voie mélatonergique pinéale et mitochondriale par les virus et les cytokines régule donc les réponses immunitaires. Les changements induits par les tempêtes de virus et de cytokines augmentent également la perméabilité et la dysbiose intestinales, supprimant ainsi les niveaux d’acide gras à chaîne courte, le butyrate, et augmentant le lipopolysaccharide circulant (LPS). Les altérations du butyrate et du LPS peuvent favoriser la réplication virale et la gravité des symptômes de l’hôte en agissant sur la voie mélatonergique. Le fait de se concentrer sur les régulateurs immunitaires a des implications thérapeutiques pour le covid-19 et d’autres infections virales.