Notions fondamentales en immunologie - afvp.info allergo-Franco... · 18 AFVP Monographie – Maladies allergiques Chapitre 3 Notions fondamentales en immunologie Dr. Joseph de LOYE

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AFVP Monographie – Maladies allergiques

Chapitre 3

Notions fondamentales en immunologie

Dr. Joseph de LOYE

Allergologue

17 Avenue Gabriel Péri Résidence Beethoven. 95500 GONESSE

[email protected]

Dr. Linh PHAM VAN

Université de Médecine de Hai Phong. Service de Pneumologie, Hôpital Viet-Tiep

[email protected]

Dr. Michèle RAFFARD

Allergologue - Centre Médical de l’Institut Pasteur

75 rue de l’Eglise 75015 PARIS

[email protected]

Pr. Anh-Tuan Dinh-Xuan

Dr. Sy Duong-Quy

Dr. Thong Hua-Huy

Dr. Nhat Nam Le-Dong

Service de Physiologie-Explorations Fonctionnelles

Université Paris Descartes,75014, Paris

[email protected]

mailto:[email protected]




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Chapitre 3-a

Nouvelle nomenclature en allergie (Michèle RAFFARD)

Des définitions précises des maladies allergiques et des termes comme hypersensibilité, allergie et atopie ont été proposées ces dernières années par un groupe international d’experts [1, 2] qui a établi une nouvelle nomenclature au vu des récentes données immunologiques. Les maladies allergiques communes y sont détaillées : rhinite, conjonctivite, asthme et maladies cutanées. Pour ces dernières il est rappelé [3], que contrairement au tractus respiratoire, pour lequel la symptomatologie est plutôt uniforme, au niveau de la peau, une grande variété de maladies différentes présentant des mécanismes pathogéniques distincts peuvent se manifester.

Le terme hypersensibilité est utilisé comme terme général et le terme allergie est réservé aux réactions cliniques dans lesquelles un mécanisme immunologique est avéré ou fortement soupçonné et non à toutes sortes de réactions inattendues de la peau et des muqueuses y compris toutes sortes de réactions indésirables controversées aux aliments et aux additifs alimentaires [1] (Tableau 1).

Hypersensibilité

L’hypersensibilité provoque des symptômes ou des signes cliniques objectivement reproductibles, initiés par une exposition à un stimulus défini, à une dose tolérée par des sujets normaux.

Allergie

L’allergie est une réaction d’hypersensibilité initiée par des mécanismes immunologiques. Elle peut

être à médiation humorale ou cellulaire.

Atopie

L’atopie est une tendance personnelle ou familiale à produire des anticorps IgE en réponse à de faibles doses d’allergènes, généralement des protéines, et à développer des symptômes typiques comme l’asthme, la rhinoconjonctivite ou l’eczéma.

Allergènes

Les allergènes sont des antigènes, le plus souvent protéiques réagissant avec des anticorps le plus souvent IgG et IgE, stimulant une hypersensibilité par un mécanisme immunologique. De sources naturelles complexes, ils sont généralement constitués de protéines par enchaînement linéaire d’acides aminés et en 3 dimensions (conformationnel). Les sites de fixation des IgE sont les épitopes. Leur poids moléculaire varie de 3 à 90 kD. Il existe des allergènes majeurs et mineurs : les allergènes majeurs sont reconnus par plus de 50% des patients.

Les produits chimiques de faibles poids moléculaires sont appelés haptènes comme dans certains cas d’eczéma de contact (nickel).

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Tableau 1. La révision de la nomenclature.

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Bibliographie

1. Johansson SGO, Bousquet J, B. Wutrich et al. Révision de la nomenclature de l’allergie. Prise de position de l’EAACI par le groupe de l’EAACI chargé de la nomenclature. Allergy 2001;56:812-24.

2. Traduction par D Vervloet Rev fr Aller Immunol Clin 2004;44:218-230.

3. Johansson SGO et al. Revised nomenclature for allergy for global use : report of the Nomenclature Review Committee of the World Allergy Organisation, JACI 2004;113:832-6.

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Chapitre 3-b

Les immunoglobulines E ou IgE (Joseph de LOYE)

Introduction

Les Immunoglobulines E représentent quelques nanogrammes de glycoprotéines par millilitre. L’immunoglobuline G est de 10 000 à 1 million de fois plus abondante que l’IgE. (1). L’étude d’un myélome a permis la découverte de l’IgE en 1967 parce que cette protéine était produite en grande quantité (2).

L’IgE comme toute Immunoglobuline a la silhouette d’un Y majuscule. Elle est constituée de deux chaînes lourdes epsilon et de deux chaînes légères kappa ou lambda. Cette IgE a deux « bras » anticorps, les fragments F(ab), spécifiques de l’allergène. Le site anticorps a une conformation dans l’espace complémentaire d’un épitope d’allergène. Il agit comme une pince à sucre lorsqu’on saisit un cube de sucre cristallisé. Un bras de la pince est une chaîne légère, le bras opposé de la pince est l’extrémité de la chaîne lourde epsilon. La chaîne epsilon de 72 kDa contient environ 550 acides aminés, elle a 4 domaines C constants et un domaine V variable. L’IgE complète de 190 kDa est particulièrement riche en hydrates de carbone.

Taux normal des IgE

Le taux est élevé à partir de 113 kU/l (soit une moyenne géométrique de 17,4 kU/l + 2 écarts type), chez l’enfant il convient de se reporter aux tableaux fournis par les fabricants de réactifs, sachant qu’il y a un petit pic vers l’âge de 10 ans autour de 22 kU/l (3, 4) (Fig.1 et 2).

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Machinerie des IgE

Une cellule présentatrice d’antigène (CPA) capte un antigène. Par convention cet antigène qui induit des IgE s’appelle allergène. La Cellule Présentatrice d’Antigène est la cellule de Langerhans ou bien la cellule dendritique circulante. Elle va présenter l’allergène à un lymphocyte T qui va découper l’allergène en petits peptides : il l’apprête pour les lymphocytes B. La sécrétion de cytokine IL-4 et IL13 entraîne le lymphocyte B à se transformer en plasmocyte, cellule sécrétrice d’anticorps. Les IgE sont formées à partir des IgM, des IgG et des IgA par commutation de classe d’immunoglobuline. Cette commutation en IgE survient dans les bronches des asthmatiques et les divers tissus des atopiques : peau et muqueuses intestinale, respiratoire et conjonctivale. L’IgE circulante a une demi-vie de deux jours et demi mais la fixation cellulaire prolonge son action. L’IL-4 promeut la synthèse des IgE.

Les recepteurs a immunoglobuline E

Il existe sur les cellules compétentes 2 sortes de récepteurs trans-membranaires pour les IgE appelés Fcε RI ou RII soit Fc pour le fragment Fc par lequel se fixe l’IgE, ε puisqu’il s’agit d’une immunoglobuline de type E, I pour les récepteurs de forte affinité et II pour ceux de faible affinité.

- Fcε RI sur les cellules suivantes :

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o Mastocytes

o Basophiles

o Cellules dendritiques : cellules épithéliales de la cavité buccales, cellules de Langerhans de la peau…

o Eosinophiles

- Fcε RII ou CD 23 sur les cellules suivantes :

o Eosinophiles

o Neutrophiles

o Plaquettes

L’expression du récepteur FcRI est modulable, elle est augmentée par la présence d’IgE qui stabilise le récepteur à la surface. Elle l’est aussi par l’IL-4 qui promeut sa synthèse. Les mastocytes et basophiles ont une densité de récepteurs accrue quand la production d’IgE est augmentée.

La sensibilisation

Les IgE circulantes vont se fixer sur les basophile du sang et sur les mastocytes des tissus. Les basophiles ont environ 150 000 récepteurs de forte affinité par cellule et les mastocytes 300 à 700 000. L’IgE (Fig.3) se fixe par le fragment Fc. La fixation se produit au niveau du domaine constant C3 de la chaîne lourde epsilon. Cette fixation de l’IgE s’appelle sensibilisation, elle persiste et conduit, en cas de nouvelle présentation de l’allergène, à une réaction immuno-allergique.

La réaction immuno allergique

L’allergène, quand il est multivalent, se fixe sur plusieurs sites anticorps Fab d’IgE voisines elles-mêmes fixées sur des récepteurs des mastocytes (Fig. 3, 4]. On dit qu’il y a « pontage » entre deux IgE (ou plusieurs IgE) [5] accrochées par leurs site anticorps Fab à l’allergène d’une part « en clé de voûte » et fixées par leur site « pied » sur le récepteur de forte affinité. Les récepteurs mastocytaires se rapprochent, activent les cellules induisant une cascade de réactions enzymatiques. Cette cascade aboutit à une libération de médiateurs préformés comme l’histamine et de médiateurs néo formés, les leucotriènes LTC4, LTD4 bronchoconstricteurs, des cytokines (agents intermédiaires entre les cellules), en particulier l’IL-5. Cet IL-5 va attirer les polynucléaires éosinophiles sur le lieu de la réaction. On voit ici le principal lien entre IgE et éosinophilie dans la réaction allergique. La présence d’IgE circulante suggère que les basophiles et les mastocytes sont recouverts d’IgE, mais cela ne suffit pas pour affirmer : Allergie. On parle de sensibilisation.

Dans une ambiance Th2 la défense immunitaire s’orienterait vers les IgE.

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Région C3

Allergène

Site de

fixation

IgE

Activité Tyrosine kinase

Mastocyte

La réaction immuno-allergique

Récepteur FcRI

Figure 3. La réaction immuno-allergique.

La réaction immuno-allergique

IgEAllergènes

Récepteurs

En quelques minutesMédiateurs lipidiques : ProstaglandinesLeucotriènes

SifflementConstriction des bronches

En quelques heuresProduction de cytokines :Particulièrement IL-4, IL-13

Production de mucusRecrutement des éosinophilesInflammation des bronches

Libération immédiateContenu des granules :Histamine, TNF-, Protéases, Héparine

EternuementsCongestion nasaleNez qui gratte et couleLarmoiements

Figure 3. La réaction immuno-allergique.

Dans quelles affections trouve-t-on des IgE élevées

Les IgE sont très élevées dans les parasitoses. Dans le cas du Nippostrongylus brasiliensis du rat, les basophiles libèrent de l’histamine provoquant une fuite plasmatique dans le tube digestif, une diarrhée qui chasse le parasite de l’intestin de l’animal sensibilisé par IgE. Dans les bilharzioses la fixation des IgE sur les récepteurs situés sur l’éosinophile entraîne la libération de médiateurs cytotoxiques détruisant le parasite. Il est intéressant de noter que l’helminthe Anisakis simplex donne de vraies réactions allergiques (6).

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L’atopie

L’atopie a été récemment définie, par l’Académie Européenne d’Allergie et d’Immunologie Clinique et validée par le congrès mondial (Fig. 5) d’allergie comme étant une tendance individuelle ou familiale à produire des anticorps IgE en réponse à de faibles doses d’allergènes (pneumallergènes ou allergènes inhalés et trophallergènes ou allergènes alimentaires) et à développer des symptômes typiques tels que eczéma, asthme et rhinoconjonctivite.

La recherche d’une cause allergique dans l’asthme est fondamentale, les deux tiers des asthmes étant atopiques (7). On peut s’orienter par des prick tests cutanés puis demander des tests sérologiques de débrouillage, ce sont des mélanges de pneumallergènes. Ainsi on oriente avec précision les demandes d’IgE spécifiques. Les IgE sont élevées dans d’autres affections respiratoires et c’est un critère majeur de l’aspergillose broncho pulmonaire allergique qui représente 1 à 2% des asthmes.

Dermatite atopique

Les allergènes alimentaires sont fréquemment rencontrés.

Allergie alimentaire

Environ 4% de la population mondiale a une allergie alimentaire: Le lait de vache, l’œuf de poule, le soja, l’arachide, les fruits à coque, le blé, le poisson et les fruits de mer (8). Chez l’enfant rechercher les IgE anti lait de vache, soja, oeuf, blé et arachide. En Asie, les produits de la mer représentent 40% des allergies alimentaires de l’enfant et 33% des allergies alimentaires de l’adulte (9).

Les aliments sont très fréquemment en cause dans les réactions anaphylactiques, mais également avec les venins d’hyménoptères, le latex, et quelques médicaments tels que les Béta lactamines (Fig. 5).

Les syndromes hyper IgE.

Elles sont élevées dans certaines viroses (10), dans les infections avec des IgE anti superantigène du staphylocoque (11) les candidoses et dermatophyties, dans certains cancers (12, 13) comme le cancer du pancréas (14) dans l’autoimmunité : IgE anti kératinocyte dans la dermatite atopique (15), IgE anti auto antigène Hom 2 de la dermatite atopique (16) Le plus souvent il s’agit d’anticorps anti IgE, anti récepteur cellulaire de l’IgE (17).

Les IgE peuvent elles orienter vers l’évolution de certaines pathologies ?

Les IgE permettent parfois de prévoir l’entrée dans l’atopie : couple mère- enfant. Dans des familles atopiques le dosage des IgE du sang cordonal peut avoir un rôle prédictif. Ces IgE s’élèveront vers l’âge de 10 ans (18). Si les mères ont plus de 100 KU/l le risque est élevé d’avoir une élévation des IgE chez l’enfant jusqu’à l’âge d’un an (19).

La sensibilisation à des allergènes alimentaires communs et aux pneumallergènes pendant la première année de vie est un facteur prédictif du développement de l’atopie à 6 ans dans les familles atopiques (20, 21). La non rémission de la dermatite atopique à l’âge de 5 ans surtout en cas d’allergie à l’arachide, à l’œuf ou bien aux acariens (22) La chute des IgE spécifiques des aliments annonce la guérison de l’allergie alimentaire.

Traitement de l’asthme par les anti-IgE

Un anticorps anti IgE, anticorps murin humanisé à 95% l’Omalizumab se fixe sur le domaine epsilon C3 de la chaîne lourde de l’IgE, site de fixation de l’immunoglobuline au récepteur de haute affinité. Il bloque l’IgE circulante et la liaison des IgE sur les récepteurs de forte affinité et de faible

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affinité (23). Le nombre de récepteurs à IgE diminue sur les basophiles, les mastocytes et les cellules dendritiques présentatrices d’antigène (24). Il est indiqué dans l’asthme sévère allergique résistant aux thérapeutiques habituelles. Il est actif dans la rhinite mais représenterait un traitement fort coûteux pour cette pathologie (25). Le dosage des IgE totales est indispensable pour engager le traitement de l’asthme grave par Omalizumab. Les IgE totales doivent être dans la

fourchette 30 à 700 kU/l.

Les IgE spécifiques

Le dosage des IgE spécifiques des pneumallergènes (26, 27) peut être utile à la suite des tests cutanés pour réaliser une éviction, ou entreprendre une immunothérapie spécifique quand elle est possible. Le suivi des IgE spécifiques en cours d’immunothérapie montre une modeste décroissance tardive des IgE spécifiques. Elle survient après l’amélioration clinique, d’où son peu d’intérêt.

Les dosages d’allergènes disponibles

Les acariens Dermatophagoides Pteronyssinus, Dermatophagoides Farinae, Blomia tropicalis, les moisissures Alternaria alternata, Cladosporium herbarum, Aspergillus fumigatus, le pollen de graminées, d’herbacées et d’arbres, en fonction de la région tempérée ou tropicale : chiendent digité, canne à sucre, palmier dattier (28) et palmier à huile [29] , les poils de chat, chien, les blattes, germanique, orientale et américaine. Le terrain atopique est dépisté dans 99% des cas par un panel de 11 allergènes seulement.

La technologie du dosage des IgE spécifiques évolue vers les « bio chips » ou biopuces (ImmunoCAP® ISAC du laboratoire Phadia) qui permettront de doser les IgE de composants allergéniques naturels purifiés spécifiques ou recombinants, d’un grand nombre d’allergènes à la fois. (10 nanolitres d’allergène par tache) (30).

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Figure 5. Révision de la nomenclature Vervloet RFAIC 2004;44:218-230 (2).

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Chapitre 3-c

Cellules présentatrices d’allergènes (Michèle RAFFARD)

Introduction

Les Cellules Présentatrice d’allergènes ou d’Antigène (CPA) forment un groupe hétérogène de cellules ayant en commun la fonction de présenter les peptides étrangers aux lymphocytes T (LT), au cours de la réponse immunitaire. Elles sont capables de reconnaître un antigène étranger (glycoprotéines et lipides), de le phagocyter et en même temps de maintenir le signal d’alarme pour obtenir une réponse immune spécifique.

Classification

On peut distinguer

Les cellules « professionnelles »

- Cellules dendritiques (CD) sanguines et tissulaires dont les cellules de Langerhans cutanées et épithéliales buccales.

- Macrophages/ monocytes.

- Lymphocyte B.

Les cellules «non professionnelles», actives dans certaines conditions :

- Mastocytes.

- Lymphocytes T activés.

- Cellules épithéliales et endothéliales stimulées par l’INT.

- Entérocytes des villosités intestinales.

- Cellules épithéliales de la muqueuse respiratoire.

Les CD du sang selon une nouvelle classification se divisent en au moins 2 sous-types, selon leurs marqueurs de surface :

- CD1 marqueurs de surface de type myéloïdes.

- CD2 marqueurs de surface de type plasmoïdes.

L’allergène va être phagocyté puis internalisé dans la cellule. Les lysosomes vont le découper en petits peptides qui correspondent aux épitopes antigéniques.

Ces peptides pourront être présentés au LT grâce au CMH de classe II (voir ci-dessous). Cette étape appelée apprêtement, est indispensable pour que les lymphocytes puissent reconnaître l’allergène car il n’accepte que les oligopeptides de 9 à 25 acides aminés.

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CD tissulaires

Les CD tissulaires prédominent dans les épithéliums muqueux et cutanés, portes d’entrée des allergènes, comme les cellules de Langerhans dans l’épiderme où elles représentent 2 à 4% des cellules épidermiques. Les CD tissulaires captent l’allergène de diverses façons : macrocytose, pinocytose, capture par les granules de Bierbeck des cellules de Langerhans, phagocytose, endocytose par leurs récepteurs membranaires.

Après cette étape d’apprêtement intracellulaire, les épitopes allergéniques sont pris en charge par les molécules HLA de classe II au cours de la migration des CD vers le cortex profond des ganglions, où elles seront devenues matures pour pouvoir présenter les peptides aux LT. Tous ces phénomènes font des CD matures les stimulateurs les plus puissants des LT. Des molécules de co-stimulation sont nécessaires pour l’affinité et l’activation des cellules T.

Complexe majeur d’ histocompatibilite (CMH)

CMH (Complexe Majeur d’ Histocompatibilité) ou Système HLA (Human Leucocyte Antigen) ou antigènes leucocytaires humains. Le 1er antigène HLA a été découvert par Jean Dausset en 1958 à Paris, alors qu’il étudiait les réactions de rejet de greffe.

Ces molécules sont des glycoprotéines appartenant à la super famille des immunoglobulines.

Les molécules HLA de Classe I

Les molécules HLA de Classe I sont constituées d’une chaîne lourde associée à la 2 microglobuline. Elles présentent les peptides endogènes aux lymphocytes TCD8 (cytotoxiques). Elles sont exprimées par la majorité des cellules de l’organisme, à l’exception des hépatocytes, neurones, érythrocytes, épithéliums acinaires de pancréas et glandes salivaires.

Les molécules HLA de Classe II

Les molécules HLA de Classe II sont constituées de 2 chaînes homologues et , associée de façon non covalente. Le site de liaison peut recevoir des peptides de 12 à 20 acides aminés. Ces peptides, antigènes du « non-soi » (bactéries extra cellulaires et allergènes) et du soi (débris cellulaires) sont présentés aux lymphocytes TCD4, par l’intermédiaire des cellules dendritiques

modulées par des interleukines, interféron , facteurs de croissance. Les molécules HLA de classe II sont restreintes aux seules CPA.

Les molécules HLA sont indispensables à la présentation des antigènes peptidiques aux lymphocytes T, grâce à l’intermédiaire des CPA. Le lymphocyte T (LT) reconnaît un fragment peptidique de l’Antigène par son récepteur TCR (T Cell Receptor).

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Chapitre 3-d

Lymphocytes et allergie (Linh PHAM-VAN)

Lymphocytes T

Les cellules T activées jouent un rôle important dans l'asthme. Pendant une longue période, la réponse des lymphocytes T dans l'asthme a été interprétée dans le cadre du fameux paradigme Th1/Th2 dans lequel le développement des cellules Th2 est considéré comme capital et essentiel dans le développement de l'asthme allergique. La participation des cellules T dans la pathogenèse de l'asthme allergique a été élargie pour inclure la contribution des cellules T régulatrices (Treg), des lymphocytes NKT et de la sous population T nouvellement décrite, Th17.

Lymphocytes Th2

Les cellules Th2 jouent un rôle central dans l'inflammation allergique. Une fois coordonnées et stimulées, elles augmentent l'expression d'un cluster de gènes sur le chromosome 5q31-33 comprenant les gènes codant l'IL-3, IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 et GM-CSF. Ces cytokines sont impliquées dans la commutation de classe d'immunoglobulines des cellules B vers la synthèse d'IgE (IL-4 et IL-13), le recrutement des mastocytes (IL-4, IL-9 et IL-13), et la stimulation, maturation des éosinophiles (IL-3, IL-5 et GM-CSF) et des basophiles (IL-3), cellules effectrices essentielles de la réponse allergique (Barnes, 2008a). Les cellules Th2 différenciées sont recrutées dans le site inflammatoire par la production des chimiokines CCL1, CCL2, CCL11 et CCL17 (TARC) (Teran, 2000).

Lymphocytes T régulateurs

Il existe des arguments attestant l’existence d’une population de cellules T régulatrices (Treg) qui se sont développées durant la maturation des cellules T dans le thymus (appelées cellules T régulatrices naturelles) ou en réponse à une stimulation particulière en périphérie (cellules T régulatrices induites) (Bluestone and Abbas, 2003).

Les Treg dites naturelles constituent 5 à 10% des lymphocytes CD4+ de la périphérie. Ces cellules expriment constitutivement et fortement la molécule CD25 (cellules T CD25high), la molécule CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen-4), le GITR (glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor) et le facteur de transcription Foxp3 (forkhead box protein 3) (Nomura and Sakaguchi, 2007). Contrairement aux autres cellules T CD4+, ces cellules ne prolifèrent pas et ne produisent pas de cytokines lorsqu’elles sont stimulées avec un antigène in vitro, mais suppriment la prolifération et la production de cytokines par d'autres cellules T appelées effectrices.

A la différence des effets des lymphocytes T régulateurs naturels non spécifiques de l’allergène, les lymphocytes T régulateurs dits "induits" limiteraient les réponses allergiques par des actions spécifiques de l’allergène. Chez la souris, les cellules T déjà converties à la différenciation d'une lignée effectrice (Th2, Th17) ou au phénotype mémoire, préservent encore leur plasticité et, dans certaines conditions, pourraient se redifférencier pour exprimer FoxP3 et adopter un phénotype régulateur (Kim et al., 2010; Oboki et al., 2008). Il a été suggéré que le déclenchement de l’asthme chez l'homme pourrait être lié à un développement insuffisant des lymphocytes T régulateurs ou/et une inhibition de leur fonction (Provoost et al., 2009; Mamessier et al., 2005; Robinson, 2009).

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Inversement, des travaux récents montrent que l'immunothérapie spécifique utilisant l'allergène impliqué dans l'asthme pourrait induire des cellules T régulatrices produisant de l'IL-10 (Tr1), ce qui conduirait à une atténuation de l'inflammation allergique (Francis et al., 2008; Radulovic et al., 2008; Akdis and Akdis, 2009; Mobs et al., 2010; Larche, 2007; Bohle et al., 2007). Des recherches supplémentaires portant sur la différenciation dynamique in vivo des Treg dans l'interaction avec d'autres populations cellulaires ainsi que sur le rôle de différentes souspopulation de Tregs dans différentes maladies allergiques sont encore nécessaires.

Lymphocytes NKT

Les lymphocytes NKT (Natural Killer T) constituent une sous-population de lymphocytes T qui exprime à la fois des marqueurs de T et de NK. Ces cellules sont soit CD4+, soit CD4- CD8- et une petite population de NKT humains est CD8+. Ils expriment un TCRαβ avec une chaîne α invariante (Vα24Jα18). Les NKT répondent à des antigènes glycolipidiques présentés par la molécule CMH de classe I non polymorphique CD1d, en produisant rapidement de grandes quantités de cytokines

telles l’IL-4, l’IL-13, l’IL-10 et l’IFN- (Park et al., 2000).

Récemment, l’équipe de Trottein a démontré que l’activation des DC par les agonistes des TLR7/8 et TLR9 induisait la production d’IFN de type I et de glycosphingolipides, deux phénomènes nécessaires à l’activation des lymphocytes iNKT (Vanhoutte et al., 2008). Première indication que les agonistes des TLR peuvent induire l’expression de(s) ligand(s) endogène(s) des lymphocytes NKT, ce travail permet de mieux appréhender le paradoxe entre le répertoire TCR restreint de ces cellules et leur implication dans des situations infectieuses très variées.

Par la production rapide de cytokines, ces cellules peuvent inhiber ou amplifier les réponses immunes. Des observations expérimentales ont suggéré un rôle délétère des cellules NKT dans le développement de l'asthme. Il a été rapporté que les souris déficientes pour les cellules NKT développent un asthme allergique d'une ampleur très réduite (Akbari et al., 2003; Lisbonne et al., 2003; Bilenki et al., 2004). Ces données ont été confortées par des observations cliniques (Akbari et al., 2006; Hamzaoui et al., 2006; Pham-Thi et al., 2006) ce qui a même conduit certaines équipes à proposer que les cellules NKT pourraient être l'acteur essentiel responsable du développement de l'asthme (Umetsu and DeKruyff, 2010).

Pourtant ces données et arguments ne paraissent pas encore suffisants pour établir une conclusion. D’autres études expérimentales ne confirment pas l'observation concernant le rôle indispensable des NKT dans le développement des réponses d'asthme (Apostolou et al., 1999; Brown et al., 1996; Korsgren et al., 1999). L'étude utilisant les souris déficientes pour la β2-microglobuline, qui n’expriment ni les molécules du CMH I, y compris le CD1d, ni les cellules CD8 et NKT, a montré que l’hyperréactivité bronchique n’est pas affectée chez ces souris (Zhang et al., 1996). En revanche, une fois activées par l’α-GalCer (α-galactosylcéramide, dérivé isolé à partir d'un extrait de l'éponge marine, puis synthétisé chimiquement, est un ligand synthétique spécifique des cellules NKT chez la souris et chez l'homme), ces cellules inhibent le déclenchement de l’asthme (Morishima et al., 2005; Matsuda et al., 2005; Hachem et al., 2005) ce qui suggère leur rôle potentiellement régulateur. Ainsi, le rôle spécifique des lymphocytes NKT dans le développement de l’asthme est complexe. En effet, leur action dans le déclenchement de la réponse asthmatique dépendra de leur statut d’activation mais aussi des collaborations avec d'autres populations T conventionnelles.

Lymphocytes Th17

En 2000, Infante-Duarte et coll. ont montré que les cellules T productrices d'IL-17 constituaient une population distincte des cellules Th1 et des cellules Th2 chez les souris et les humains (Infante-Duarte et al., 2000). Ivanov et al. ont identifié ROR-γt comme un facteur de transcription essentiel pour la différenciation des cellules Th17 (Ivanov et al., 2006). Chez la souris, l'IL-23 est nécessaire à la différenciation induite par l'IL-6 et le TGF-β des cellules Th17 (McGeachy and Cua, 2007).

Chez l'homme, le rôle du TGF-β est remplacé par l'IL-1β. Il a été récemment décrit que l’IL-35, produite par les lymphocytes T régulateurs FoxP3+, supprimait la réponse des cellules Th17, (Niedbala et al., 2007; Collison et al., 2007b). Très rapidement après leur description, il a été

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démontré par l'étude des souris déficientes pour le gène codant l’IL-17R que les signaux via IL-17R étaient indispensables à la phase d'induction (sensibilisation) du développement des réponses asthmatiques expérimentales (Schnyder-Candrian et al., 2006).

Lymphocytes B

Les cellules B jouent un rôle important dans les maladies allergiques, y compris l'asthme allergique, pour la synthèse des IgE spécifiques aux allergènes sous l'influence des réponses dérégulées à cellules Th2. Chez l'homme, l'IL-4 induit la commutation vers l'IgE et vers un isotype d'IgG (IgG4). Le contact avec l'allergène dans la phase de sensibilisation induit la synthèse par les cellules B des anticorps IgE spécifiques de l'allergène. Cette phase met de deux à trois semaines pour se développer pleinement (DeFranco, 2009). Ces anticorps se fixent rapidement à leurs

récepteurs de haute affinité (FcRI) présents essentiellement sur les mastocytes et les basophiles.

Lors d'un contact ultérieur avec l'allergène, la réponse est déclenchée par le pontage des molécules

d'IgE liées aux FcRI, ce qui entraine la dégranulation immédiate des mastocytes et des basophiles avec libération des médiateurs dont l'histamine et de protéases suivie par la synthèse et la libération des médiateurs lipidiques et des cytokines inflammatoires peu de temps après. La réponse inflammatoire précoce provoque le recrutement de nombreuses populations cellulaires, y compris les basophiles, les éosinophiles et les cellules Th2 aux sites inflammatoires.

Chez la souris, la liaison de CD23 à l'IgE fournit un signal régulateur négatif à la production d'IgE (Lamers and Yu, 1995, Schulz et al., 1998) et il existe des arguments pour l’implication de CD23 dans la régulation de la synthèse des IgE chez l’homme (McCloskey, 2007). Comme la synthèse des IgE est dépendante des cytokines libérées par les cellules Th2, elle est régulée par les facteurs qui influencent le développement et les activités de ces dernières. C'est le cas par exemple des cellules Th1, Th17, des lymphocytes NKT, et des T régulateurs. Les cellules épithéliales, les cellules dendritiques, les basophiles participent également à la régulation de la production des IgE par les cellules B.

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37


Chapitre 3-e

Mastocytes et basophile

( Michèle RAFFARD & Linh PHAM -VAN )

Les mastocytes et le basophile sont des cellules effectrices de la réaction allergique. Elles

expriment les récepteurs de haute affinité pour les IgE qui sont activés par les allergènes et

induisent la libération de médiateurs de l’allergie, l’histamine, les protéases…qui sont préformées

dans les granules et les dérivés de l’acide arachidonique qui y sont synthétisés.

Cette libération induit un œdème, la contraction des muscles lisses, une vasodilatation et une

perméabilité accrue des veinules post-capillaires, dans différents tissus de l’organisme, c’est-à-dire

une inflammation.

Les mastocytes contribuent à la pathogénie de l’asthme et des autres maladies allergiques,

rhinoconjonctivite, eczéma atopique et urticaire. Les mastocytes et les basophiles se ressemblent par

certaines caractéristiques morphologiques, biochimiques et immunophénotypiques, mais dérivent de

précurseurs différents.

I- Basophile

Ce sont des cellules du sang périphérique qui sont recrutées dans les foyers inflammatoires

accompagnant la réaction allergique, aux côtés des autres cellules dont les lymphocytes T.

Caractéristiques morphologiques

Cellule ronde de 10 à 15 µm, à noyau polylobé, à chromatine condensée, le basophile est caractérisé par la présence de granules cytoplasmiques métachromatiques (bleu de toluidine/rouge violacé), ronds ou ovalaires, peu nombreux, plus grands que ceux du mastocytes. Son taux dans le sang chez l’adulte sain est, en général, de moins de 1% des leucocytes.

Récepteurs membranaires d’IgE

Les récepteurs d’IgE : FcRI, de haute affinité, en grand nombre (de 10 000 à 200 000), sont

constitués de 4 chaines : , , 2 transmembranaires. La chaîne est impliquée dans la fixation de

la molécule d’IgE, la chaine et les chaîne sont essentielles aux mécanismes de communication.

Le basophile produit en particulier 2 interleukines IL-4 et IL-13 qui sont des cytokines de type Th2 qui jouent un rôle prépondérant dans l’allergie et la lutte antiparasitaire. On ne trouve aucune production de cytokines du profil Th1.

Activation

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La stimulation IgE dépendante induit une dégranulation avec libération d’histamine en quelques minutes car stockée dans les granules. La libération du leucotriène LTC4 par la voie de la lipo-oxygénase à partir de l’acide arachidonique est plus tardive.

Lors de l’activation des basophiles, les granules semblent fusionner avec la membrane cytoplasmique.

Leur rôle est très spécialisé dans la réaction inflammatoire immédiate mais aussi plus tardive, uniquement chez le patient sensibilisé.

L’activation est induite par le GM-CSF et l’IL-5 puis l’IL-4, 30 minutes après la stimulation antigénique, maximum entre la 4ème ou 6ème heure. Enfin l’IL-13 agit plus tardivement avec un pic à la 24ème heure, et joue un rôle dans le maintien et l’amplification de la réponse inflammatoire. Il existe une boucle d’amplification entre éotaxine et IL-4.

Les basophiles jouent un rôle dans la ligne de défense contre les pathogènes : parasites, LPS (lipopolysaccharides) des bactéries mais leur "vraie" fonction physiologique est encore inconnue.

II- Mastocytes

Le mastocyte cellule effectrice de la réaction IgE médiée au niveau des muqueuses, est aussi un acteur important de la régulation des réponses immunes innées et spécifiques d’antigènes divers. Il partage de nombreuses analogies avec le basophile : expression des récepteurs à IgE, capacité de stocker de l’histamine mais diffère selon plusieurs critères : synthèse de nombreuses cytokines, mode de différenciation, contenu en médiateurs des granulations, aspect morphologique et localisation : toujours dans les tissus ou les muqueuses, et non dans le sang circulant.

Caractères morphologiques Dès 1863 Von Recklinghausen décrit le mastocyte puis Ehrlich étudie les inclusions métachromatiques.

Le mastocyte au repos est une cellule mononuclée de 8 à 20 µm de diamètre, de forme variable avec un noyau rond de forme régulière. Le cytoplasme est basophile rempli de très nombreuses granulations denses de 0,3 à 1,5 µm, colorées en violet foncé, moins volumineuses mais plus nombreuses que dans le basophile, hétérogènes en taille, en structure et en contenu (Fig. 1 et 2).

Il existe chez l’homme 2 phénotypes différents, caractérisés par leur contenu en protéases neutres: mastocytes muqueux (MCT) ne contenant qu’une seule protéase neutre, la tryptase, et mastocytes cutanés (MCTC) contenant en plus, la chymase et la carboxypeptidase (Tableau 1).

Les mastocytes occupent une position tissulaire particulière : prés de la porte d’entrée des substances étrangères, c’est-à-dire dans la muqueuse du tube digestif, le tractus respiratoire, la conjonctive, la peau et autour des vaisseaux (Tableau 2).

39


Table 1. Médiateurs des mastocytes.

MCTC MCT

Histamine Histamine

Tryptase Tryptase

Chymase

Carboxypeptidase

Table 2. Localisation des mastocytes.

MCTC MCTC MCT

Peau +++++

Muqueuse intestinale ++++ ++

Sous-muqueuse intestinale ++ ++++

Sous-épithélium bronchique +++ +++

Paroi alvéolaire +++++ +

Masto intra-pulmonaire +++++ +

Amygdales ++ +++

Muqueuse nasale ++++ ++

Figure 1. Mastocyte (S. Mécheri). Figure 2. Mastocyte dégranulé (S. Mécheri).

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Récepteurs de surface

En dehors des récepteurs des IgE de haute affinité (FcRI) exprimés en densité de 200 000/cellule environ comme pour le basophile, il exprime également de nombreux marqueurs de surface dépendant du tissu à partir duquel il a été isolé.

Maturation

La différenciation des mastocytes s’effectue dans la moelle osseuse, le sang du cordon, le sang périphérique ou le foie fœtal à partir de progéniteurs hématopoïétiques (CD34+ ou CD133+) dans le sang circulant.

La principale cytokine qui agit sur la différenciation et la prolifération des mastocytes, dans les tissus, est le SCF (Stem Cell Factor) dont le récepteur spécifique est le c-Kit ou CD117.

Médiateurs

L’étude des mastocytes et de leur contenu met en évidence une grande hétérogénéité dans la composition des médiateurs en particulier des protéases ce qui correspond aussi à une grande diversité morphologique. Ces cellules constituent la principale source de médiateurs de la réaction allergique immédiate.

Médiateurs préformés

- Histamine : stockée, présente en grande quantité (2 à 5 pg/cellule) rapidement libérée par dégranulation, interagit aves 3 récepteurs H1, H2 et H3, elle a de nombreux effets biologiques comme broncho constriction, sécrétion de mucus, vasodilatation et vasoperméation des capillaires entrainant l’œdème, augmentation de la perméabilité intra cellules épithéliales favorisant le passage de l’allergène.

- Protéases neutres :

o Tryptase

o Protéase neutre, marqueur le plus spécifique de l’activation mastocytaire, libérée associée aux protéoglycanes, sa dissociation dans le milieu extra cellulaire est rapide. Elle a une activité trypsine, active des collagénases, clive la fraction C3a du complément et inactive le fibrinogène.

o Chymase

o Enzyme de type chymotrypsine, présente uniquement dans les MTTC, peut intervenir dans la formation de bulles de la mastocytose bulleuse et de la pemphigoïde bulleuse par clivage de l’épiderme et du derme, elle convertit l’angiotensine I en angiotensine II.

o Carboxypeptidase, présente uniquement dans les MTTC

- Protéoglycanes

Ils représentent la structure essentielle des granulations (65% d’héparine et 35% de chondroïtine sulfate) et sont associés par liaison ionique à l’histamine et aux protéases neutres dans les granulations.

Médiateurs néo-formés

Cytokines

La synthèse de nombreuses cytokines du profil Th2, impliquant dans la réponse d’allergie IgE médiée est induite :

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- IL-1, IL-8, TNF, cytokines pro inflammatoires, chimiotactiques, produites rapidement suite à la phase d’activation immédiate.

- IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, GM-CSF, agissant sur l’hématopoïèse et sécrétées plus tardivement.

Métabolites de l’acide arachidonique

L’acide arachidonique, libéré sous l’action des phospholipases sur les phospholipides membranaires, est dégradé selon 2 voies différentes :

- La voie de la cyclo-oxygénase.

Libérant des prostaglandines en particulier de la PGD2.

broncho constriction.

obstruction nasale.

vasodilatation cutanée.

- La voie de la lipo-oxygénase.

Produisant des leucotriènes principalement du LTC4.

broncho constriction.

perméabilité des veinules post-capillaires.

vasoconstriction pulmonaire et coronarienne.

Activation mastocytaire

Le rapprochement de 2 molécules d’IgE fixées par leur fragment Fc sur 2 récepteurs différents au contact de l’allergène aboutit à leur dimérisation et induit l’activation cellulaire.

Lors de cette activation, la libération des granules, dans le milieu extracellulaire, se fait par l’intermédiaire de pores se développant à travers la membrane cellulaire, c’est la dégranulation des médiateurs préformés, ensuite se produit la synthèse et la libération des médiateurs néoformés (Fig. 3).

Figure 3. Induction et phase effectrice de la réaction allergique à IgE (S. Mecheri).

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L’activation antigénique par l’intermédiaire des IgE est dite indirecte, comprenant successivement :

La libération immédiate des médiateurs stockés :

- Histamine.

- Protéases neutres.

La libération en quelques minutes de médiateurs synthétisés ou néoformés ayant l’effet sur plusieurs types de cellules (Fig. 4) :

- Prostaglandines dont la PGD2.

- Leucotriènes dont le LTC4 c.

- Cytokines : IL-1, IL-3, IL-6, IL-8, IL-13, TNF, GM-CSF.

Figure 4. Activation du mastocyte (S. Mécheri).

De très nombreuses autres substances sont capables d’induire une dégranulation directe, sans participation allergique (Tableau 3).

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Table 3. Agents activant les mastocytes ou les basophiles.

Facteurs inducteurs Exemples

Agents immunologique IgE spécifique+antigène multivalent, Anti-IgE, Anti-FcεRI

Agents physiques Froid, Chaleur, Frictions, Vibrations, Lumière

Complément C3, C5

Neuropeptides Substance P, VIP, Somatostatine, CGRP

Cytokines et facteurs de croissance SCF, IL-3, GM-CSF

Chimiokines MIP-1α, MCP-1, MCP-3, IL-8, RANTES

Protéases Tryptase

Protéines dérivées des éosinophiles Protéine basique majeur

Produits bactériens LPS

Opiacés Codéine, Morphine, Enképhaline, β-endorphines

Agents histamino-libérateurs 48/80, Alcool

Venins Hyménoptères, Serpents

Médicaments Aspirine, Polymyxine B, Curares, Produits de contraste iodés…

III- Quelques applications cliniques

Diagnostic d’allergie médicamenteuse et alimentaire

o Le test de dégranulation des basophiles humains (TDBH) n’est plus utilisé, car peu fiable car le nombre de cellules est insuffisant.

o Le test de libération d’histamine en présence d’allergène est plutôt utilisé en recherche, car c’est un examen de laboratoire long et délicat, à pratiquer sur le sang total frais.

o Le test d’activation des basophiles (BAT - basophil activation test) analyse par cytométrie de flux l’activation in vitro des basophiles du patient allergique :

Après incubation avec les médicaments à différentes dilutions.

Les basophiles sont marqués avec des anticorps anti-IgE.

Leur activation est détectée avec des anticorps monoclonaux anti-CD63 ou anti-CD203c.

Le cytomètre de flux est un matériel couteux, utilisé en immunologie, en hématologie et en oncologie. Il se compose d’un laser, d’un système optique et de matériel électronique qui amplifie et transforme les signaux lumineux ainsi que d’un ordinateur pour l’analyse et l’archivage des données. Ce test est en cours de validation, pour les médicaments.

Dosage de la tryptase sérique

Après un accident anaphylactique aux produits de contraste iodés ou lors d’une anesthésie générale, pour le différencier d’un choc cardio-vasculaire, on dose la tryptase sérique, marqueur spécifique de la dégranulation mastocytaire. Elle a une 1/2 vie plasmatique de 2 h et une cinétique sérique bien déterminée :

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o Elévation du taux pendant les 15-30 mn suivant l’accident.

o Plateau pendant 60 mn.

o Régression lente en 12-24h.

Le prélèvement de 10 ml de sang est conservé à 4°C pendant plusieurs heures.

Le taux normal < 2 ng/ml (Unicap Pharmacia).

Thérapeutique

Cromoglycate disodique

Substance inhibitrice de la dégranulation des mastocytes par blocage d’un canal chlore et diminution de l’afflux calcique intra-cellulaire, c’est le traitement de base de l’allergie oculaire ou

nasale: collyres: Opticron, Cromoptic…, pulvérisations nasales : Lomusol.

Anti-IgE (Omalizumab: Xolair)

Anticorps de souris anti-IgE, humanisé, qui en complexant les IgE libres sériques, empêche l’agrégation des récepteurs IgE et l’activation des cellules porteuses de ces anticorps, donc la libération des médiateurs de l’hypersensibilité immédiate. Ce produit est proposé sous-forme injectable, en complément des thérapeutiques habituelles, dans les asthmes allergiques sévères, résistants au traitement médical bien conduit.

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Chapitre 3-f

Eosinophiles (Michèle RAFFARD)

L’éosinophile sanguin et tissulaire est « l’image de marque » des maladies parasitaires et allergiques, asthme, rhinite, conjonctivite, dermatite atopique et certaines urticaires. Il est également actif dans l’alvéolite broncho-pulmonaire, la polypose nasale, la rhinite non allergique à éosinophile, les vascularites avec ou sans asthme associé, maladies non IgE dépendantes ainsi que dans le syndrome hyperéosinophilique et certaines hémopathies.

Les médiateurs pro inflammatoires qu’il libère, sont la cause de dommages tissulaire plus ou moins sévères. Les traitements qui contrôlent le taux d’éosinophiles, améliorent la symptomatologie et évite les dégâts collatéraux (atteinte cardiaque).

Son rôle dans la défense immunitaire, comme phagocyte et régulateur des réponses inflammatoires, en particulier dans l’élimination des parasites et dans la réaction allergique immédiate, est étroitement lié a :

- La grande variété des récepteurs membranaires exprimés à la surface

o pour les immunoglobulines

o pour le complément

o pour les cytokines

- La libération après stimulation de

o médiateurs cytotoxiques

o médiateurs lipidiques

o cytokines

L’éosinophile joue un rôle dans divers autres mécanismes immunopathologiques ce qui explique sa grande hétérogénéité cytologique et fonctionnelle. Il est un émetteur et un récepteur de nombreux messages de la réponse immune normale et pathologique.

Caractéristiques morphologiques

L’éosinophile (PNE : PolyNucléaire Eosinophile) sanguin, cellule de 10 à 14 µm à noyau bilobé contient des granules caractéristiques colorés en rouge orangé par l’éosine, colorant acide ; son taux normal est de moins de 500 éléments par mm³. La numération des PNE sanguins n’est pas le reflet du taux tissulaire qui est beaucoup plus important, il n’existe pas toujours de corrélation stricte entre le niveau d’une hyper éosinophilie sanguine et le risque éventuel d’une atteinte viscérale dépendante des PNE.

Les granules contiennent des protéines basiques :

• . MBP (Major Basic Protein),

• . ECP (Eosinophil Cationic Protein),

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• . EPO (Eosinophil Peroxydase Protein)

• . EDN (Eosinophil-derived neurotoxin)

Dans les granules une formation cristalline centrale, opaque aux électrons, est formée de MBP (Major Basic Protein) La périphérie de ce cristal contient les 3 autres protéines basiques.

D’autres granules plus petits contiennent de nombreuses enzymes :

• . Arylsulfatase B

• . Phosphatase acide

D’autres structures sont visualisables en microscopie électronique :

• . Corps lipidiques

• . Particules de glycogène

• . Vésicules

• . Tubules

A la face interne de la membrane plasmique est localisée la lysophospholipase qui est la protéine formant les cristaux de Charcot-Leyden.

Le PNE a été découvert en 1879 par Paul Ehrlich et longtemps mis de côté, mais à l’aube du XXIème siècle, on découvre que le PNE possède de multiples potentialités : il peut exercer des fonctions de cellule présentatrice d’antigène, de cellule régulatrice, de cellule effectrice. Celles-ci sont mis en évidence par l’identification de plusieurs sous population d’éosinophiles ayant des fonctions différentes. On distingue des éosinophiles normo denses et des éosinophiles hypodenses, ou activés. Cette hypodensité, témoin de l’activation cellulaire a plusieurs origines :

- Diminution du nombre des granules.

- Diminution de la taille des granules.

- Augmentation des corps lipidiques.

Récepteurs membranaires des PNE

Les PNE expriment de très nombreux récepteurs de membrane. L’action conjuguée de facteurs chimiotactiques et de molécules d’adhérence exprimées à la surface du PNE conditionne sa migration vers certains tissus cibles.

Le PNE mature quitte la moelle pour le sang et les tissus, notamment les muqueuses respiratoires et digestives. Ces localisations sont déterminées par l’action coordonnée de facteurs chimiotactiques et de molécules d’adhérence exprimées à la fois, à la surface du PNE et sur les autres surfaces de contact.

L’afflux tissulaire des éosinophiles est en relation avec une production locale accrue des facteurs chimiotactiques qui induisent le recrutement et la mobilisation.

Récepteurs des molécules d’adhérence

Les molécules d’adhérence sont présentes sur les PNE, elles interviennent dans les muqueuses, lors de la mobilisation active et du recrutement tissulaire, appelés domiciliation (de l’anglais homing*) des PNE.

Après une phase de décélération des PNE à la surface de l’endothélium (phénomène de « rolling »), ils adhèrent plus fortement à l’endothélium (phénomène de « flattening »), ils migrent à travers l’endothélium et la cellule entre en contact avec les éléments de la matrice extracellulaire.

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Au cours de toutes ces étapes, interviennent respectivement sélectines, intégrines et membres de la super famille des immunoglobulines (ICAM, VCAM).

Récepteurs des immunoglobulines

Les récepteurs pour les immunoglobulines permettent au PNE de fixer les anticorps

- FcRII (CD32) : récepteur de faible affinité pour les gammaglobulines.

- FcR : récepteur pour l’IgA monomérique.

- FcRII (CD23) : récepteurs de faible affinité pour les IgE.

- FcRI : récepteurs de forte affinité pour les IgE dans certains syndromes d’hyper éosinophilie.

Autres récepteurs du PNE

Le PNE exprime des récepteurs sensibles à l’action de facteurs chimiotactiques très variés :

- Anaphylatoxines : C5a et C3a (complément)

- Cytokines :IL-3R, IL-5R, IL-8R, GM-CSFR

- Chimiokines : C-C chimiokines …

- ECF-A

- LTB4 et PAF-acéther

- Histamine, glucocorticoïdes, estradiol…

Maturation

Facteurs de croissance des éosinophiles

Le PNE aurait un progéniteur commun avec le basophile, issu comme tous les granulocytes de progéniteurs myéloïdes (CMP) qui engendrent les GMP (granulocytes-macrophages progenitors) dans la moelle osseuse.

Facteurs de croissance et cytokines qui jouent un rôle prépondérant, dans la différenciation des PNE, dans la moelle osseuse :

- IL-3,

- GM-CSF

- IL-5.

Le cycle médullaire dure de 4 à 6 jours puis après un court passage sanguin (1/2 vie de 24h) le PNE migre vers sa localisation tissulaire pour quelques jours (2 à 6 jours).

La proportion de PNE circulants est d’environ 1%, les 99% restants sont tissulaires, en majorité dans l’intestin, ils sont absents de la peau et rares dans le poumon.

Chez le sujet allergique, des progéniteurs communs aux basophiles et aux éosinophiles ont été détectés dans le sang, ce phénomène est amplifié après test de provocation allergénique et serait lié à l’IL-5.

Dans l’asthme les lésions de la muqueuse bronchique et la pérennisation de la réaction inflammatoire (phase retardée) paraissent associées à l’afflux d’éosinophiles activés.

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Médiateurs préformes et néoformes

Médiateurs préformés ou cytotoxiques

Les médiateurs cytotoxiques sont 4 protéines basiques contenus dans les granules. Elles sont essentiellement toxiques pour certaines cellules comme elles le sont pour les larves de parasites

la MBP (Major Basic Protein), la plus importante

- a une puissante toxicité envers les parasites et certaines bactéries

- est cytotoxique pour les cellules épithéliales trachéales, intestinales et épidermiques

- active les plaquettes et les polynucléaires neutrophiles

- provoque une histamino-libération des mastocytes et des basophiles

l’ECP : Eosinophil Cationic Protein

- a une toxicité antiparasitaire 10 fois plus importante que la MBP

- a une activité ribonucléase faible

- est toxique envers les cellules épithéliales bronchiques

- est toxique envers les cellules cardiaques

- inhibe la prolifération lymphocytaire


l’EPO : Eosinophil Peroxydase Protein

- a une cytotoxicité envers les cellules épithéliales bronchiques

- a une action bactéricide, antiparasitaire, anti-tumorale


- inactive la production des leucotriènes LTC4

- agit sur le peroxyde d’hydrogène qui se convertit en dérivés toxiques

l’EDN : Eosinophil-derived neurotoxin

- a une puissante activité neurotoxique

- a une puissante activité ribonucléasique

- a une faible toxicité antiparasitaire

- inhibe la prolifération lymphocytaire

Médiateurs lipidiques

Le PNE est la source mais aussi la cible de nombreux médiateurs lipidiques.

50


Dans le PNE activé, on constate un nombre accru de corps lipidiques. La voie de la lipoxygénase, à partir de la phospholipase A2, est prédominante avec la production de LTC4 converti en LTD4 et LTE4, libérés dans l’environnement cellulaire.

Le PNE activé synthétise du PAF-acether qui est très actif sur le PNE (chimiotactisme,

dégranulation…) sous le contrôle de l’acéthylhydrolase.

Cytokines et chimiokines

Le PNE stocke et synthétise de nombreuses cytokines et chimiokines. Il en est aussi la cible. Une boucle autocrine d’activation, s’ajoute donc aux effets paracrines des médiateurs libérés au sein du foyer inflammatoire.

Le PNE est producteur de :

- TNF et IL4 activation des cellules endothéliales dons expression des molécules d’adhérence.

- IL-16 et éotaxine agit sur le recrutement des lymphocytes T CD4+ ou sur certains TH2.

- IL-4 effets sur lymphocytes B commutation de classe vers l’IgE.

- IL-8 neutrophiles.

- IL-9 et SCF mastocytes.

Enzymes et dérivés de l’oxygène

Le PNE synthétise et libère de nombreuses enzymes : arylsulfatase, phospholipase D, collagénases…

La stimulation du PNE génère des radicaux libres, dérivés de l’oxygène, potentiellement toxiques :

- Anion super oxyde (O2-).

- Radical hydroxyle (OH-).

- Eau oxygénée (H2O2).

Ainsi le PNE peut être engagé dans de multiples interactions avec les cellules résidentes ou recrutées du voisinage.

Activation des éosinophiles tissulaires

Les éosinophiles activés présentent une augmentation du nombre des corps lipidiques, des granules et des structures vésico-tubuleuses, ils sont dits hypodenses.

Les PNE sont attirés lors de la réaction allergique par les médiateurs lipidiques tels que les leucotriènes notamment LTB4 mais aussi LTD4 et LTE4 et les prostaglandines comme PGD2. Ces médiateurs sont libérés par les mastocytes qui ont dégranulé après le pontage entre les allergènes et les IgE à leur surface.

Toutes les cellules impliquées dans la réaction allergique produisent des facteurs chimiotactiques ayant des effets plus ou moins sélectifs sur les PNE. Les mastocytes produisent des C-C chimiokines ainsi que les cellules dendritiques, les cellules endothéliales et les fibroblastes.

Tous les signaux d’activation ne sont pas complètement identifiés, ils peuvent aboutir à la libération globale des médiateurs par exocytose des granules ou à la libération sélective appelée « piece-meal degranulation » ou dégranulation pas-à-pas.

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La survie des PNE dans les tissus dépend de l’engagement des récepteurs de surface pour des facteurs de croissance, des cytokines (GM-CSF, IL5), ou de l’activation de molécules de surface (CD32, CD9).

Une fois sur place l’éosinophile peut exprimer ses propres cytokines de croissance et de maturation en particulier :

- GM-CSF

- IL-5 l’interleukine la plus caractéristique du PNE qui intervient dans

o le chimiotactisme

o la réponse à la dégranulation adhésion

o la cytotoxicité

o la maturation

- C-C chemokines dont le CCR3

En revanche d’autres signaux membranaires (CD95, CD69, TGF-) peuvent induire sa mort programmée : apoptose. Si cette lyse est dans le cadre d’une réaction pro inflammatoire elle est néfaste pour le tissu, elle s’accompagne de dépôts de granules et de leurs produits toxiques, il s’agit d’un processus nécrotique.

Toutes ces interactions cellulaires à de multiples niveaux expliquent les réactions immédiates et retardées de la réaction allergique avec la pérennisation de l’inflammation instaurant une maladie chronique. Ces mécanismes mettent en évidence le rôle délétère des PNE.

Applications cliniques

- Lavage Broncho Alvéolaire : augmentation des éosinophiles dans le liquide de lavage bronchique

chez l’asthmatique.

Lavage broncho alvéolaire chez 10 sujets sains comparés à 43 asthmatiques = passage de 0,1

0,3 à 2 3,3 éléments (Bousquet 1990).

Hyper éosinophilie réactionnelle

- Parasitaires

o Helminthiases digestives ou tissulaires

o Aspect caractéristique de la courbe d’HE sanguine

o Syndrome de Loeffler

- Allergiques

o Souvent modérée, fluctuante, localisée dans les tissus

o Asthme, rhinite, eczéma atopique

o Aspergillose broncho-pulmonaire

- Maladies systémiques, vascularites

o Pneumopathie Chronique Idiopathique à éosinophiles : Maladie de Carrington

o Angéite de Churg et Strauss

Asthme sévère + forte hyper éosinophilie sanguine

- Médicamenteuses voir Tableau 1

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o Association de manifestations cutanées et respiratoires

o Anti-infectieux, anti-inflammatoires, psychotropes, hypoglycémiants, anticoagulants…

o < http://www.biam2org/index.html

- Cancers

o Carcinomes pulmonaires

o Hémopathies malignes

Hyper éosinophilies dites « primitives »

Anomalies clonales des processus de régulation de l’hématopoïèse qui sont souvent persistantes et font craindre le développement d’une hémopathie sous-jacente.

Tableau 1. Médicaments et hyperéosinophilie. Tonnel in Rev Prat 2000.

• Agents anti-infectieux

• Pénicillines, Cyclines, Quinolones, Métronidazole, Sulfamides

• Anti-inflammatoires

• AINS, Acide acétylsalicylique

• Médicaments du système nerveux

• Antidépresseurs, Anti-épileptiques, Neuroleptiques

• Médicaments à tropisme cardio-vasculaire

• Amiodarone, Captopril clofibrate, β-bloquants

• Agents antirhumatismaux

• Sels d’or, Sulfasalazine, pénicillamine

• Agents hypoglycémiants

• Cytokines recombinantes

http://www.biam2org/index.html

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Chapitre 3-g

Cytokines et molécules d’adhérence (Michèle RAFFARD)

Les cytokines sont une grande famille de médiateurs solubles, hétérogènes qui régule les communications entre les cellules. Elles comprennent interleukines (IL), chimiokines, facteurs de croissance et INF (INterFéron).

Les interleukines (IL)

Les lymphocytes activés ont des récepteurs membranaires et synthétisent des interleukines qui sont des glycoprotéines de poids moléculaire compris entre 8 et 70 kDa ayant un nombre d’acides aminés allant de 77 à 180. Elles agissent à de très faible concentration (nano ou picogramme) avec un mode endocrine, autocrine ou paracrine. Leur activité est pléiotropique : effet différent pour une même cytokine selon la cible mais différentes cytokines peuvent avoir une même activité et agissent également en réseau. Messagers entre lymphocytes elles sont dépourvues de spécificités antigéniques. Plus d’une trentaine sont identifiées, certaines sont plus spécialisées dans la médiation de la réaction allergique.

IL-4 et IgE

L’Il-4 a de nombreuses propriétés biologiques dont l’orientation de la commutation des immunoglobulines vers la synthèse d’IgG4 et d’IgE, elle stimule donc la production des anticorps de l’allergie immédiate. Elle peut être stockée dans le mastocyte qui la libère lorsqu’il est stimulé.

IL-5 et éosinophiles

L’IL-5 est un facteur d’activation et de recrutement principalement pour les éosinophiles. Elle a une action chimiotactique sur les éosinophiles et induit la sécrétion de radicaux libres de l’oxygène. Elle prolonge leur survie en réduisant leur apoptose.

Plusieurs Anti-IL-5 ont été étudié pour traiter le syndrome hyperéosinophile et la polypose nasale.

IL-10 et tolérance immunitaire

L’IL-10 a une activité pléiotrope et stimule les T régulateurs (Tr1), elle intervient lors de l’immunothérapie spécifique.

Les chimiokines

Les chimiokines sont des molécules de petit poids moléculaire, ayant des résidus cystéinés,

agissant de façon non spécifique sur les cellules. On distingue les chimiokines et β.

Les chimiokines ou CXC (2ères cystéines séparées par un acide aminé) comprennent, entre autre, l’IL-8 qui attire les neutrophiles.

Les chimiokines β ou CC (2ères cystéines sans acide aminé) comprenant le RANTES (Regulated upon Activation Normal T cell Expressed and presumably Secreted) ainsi que l’éotaxine qui joue

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un rôle de premier plan dans l’inflammation allergique en recrutant les éosinophiles grâce à leur récepteur CCR3 et ayant également une action autocrine, augmentée en présence d’IL-3.

Les molécules d’adhérence

Les molécules d’adhérence intercellulaire représentent un système complexe groupant des molécules hétérogènes entre elles, jouant un rôle dans le trafic des cellules de l’immunité, lymphocytes, basophiles et éosinophiles qui à partir du sang nécessite une migration organisée. Après une phase d’adhésion à l’endothélium vasculaire, les cellules traversent la barrière capillaire et migrent vers le tissu conjonctif sous muqueux des organes puis se dirigent vers un épithélium de surface. Ces molécules contribuent à l’adhérence, au recrutement puis au routage des cellules de l’inflammation vers les tissus. On peut distinguer les sélectines, les cadhérines, les intégrines et la superfamille des immunoglobulines.

- Les sélectines ralentissent les leucocytes dans le courant sanguin et les font rouler le long de la paroi des vaisseaux, par exemple la P-Sélectine est exprimée en quelques minutes par l’histamine.

- Les cadhérines dépendantes du calcium sont dans les épithéliums.

- Les intégrines β1 et β2 comme LFA-1 (Leucocyte Function associated Antigen 1) et Mac-1, sont des hétérodimères, permettant l’adhésion à la paroi des vaisseaux et la migration vers le site inflammatoire, leur régulation fonctionnelle est particulièrement complexe.

- La superfamille des immunoglobulines comprend plus de 50 éléments, formés de glycoprotéines dont la structure se rapproche de celle des chaînes lourdes des immunoglobulines. Les plus impliquées dans la réaction inflammatoire sont l’ICAM-1 (IntraCellular Adhesion Molecule 1) récepteur des β2-intégrines LFA-1 et Mac-1 et la VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1) qui intervient dans les phénomènes de recrutement des leucocytes, principalement les éosinophiles, sur les sites inflammatoires et dans la migration des lymphocytes.

Les nombreux médiateurs libérés au cours de la réaction allergique immédiate sont connus pour moduler in vitro l’expression des molécules d’adhérence.

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Chapitre 3-h

Les mediateurs de l’allergie IgE dépendante (Michèle RAFFARD)

Les médiateurs de l’allergie sont libérés initialement par les mastocytes muqueux, lors de la réaction allergènes/IgE. Ces mastocyte contiennent des médiateurs préformés, stockés dans les granules cytoplasmiques : l‘histamine, la tryptase et certaines interleukines, puis d’autres médiateurs néoformés: les leucotriènes, les prostaglandines et le PAF (Platelet Activating Factor).

L’histamine

L’histamine est synthétisée par décarboxylation de l’histidine à la base des manifestations allergiques, elle provoque le prurit nasal et cutané, la rhinorrhée et les éternuements, elle augmente la perméabilité vasculaire cutanée et bronchique, l’œdème des muqueuses et facilite le passage d’autres cellules et du plasma à travers les vaisseaux. Elle est très vite métabolisée.

La tryptase

La tryptase est un métabolite de l’histamine qui a une durée de vie plus longue et permet certains dosages plusieurs heures après un accident allergique lors d’un examen radiologique avec injection d’un produit de contraste iodé, ou au cours d’une anesthésie générale. Ce dosage permet de faire la distinction entre un accident cardio-vasculaire et allergique.

Les leucotriènes (LTB-4, LTC-4, LTD-4, LTE-4) :

Les leucotriènes sécrétées par des cellules de la lignée blanche, les basophiles et les mastocytes, ont une activité inflammatoire et broncho constrictrice, ils sont issus de l’acide arachidonique par la voie de la lipo-oxygénase (Schéma 1).

Les prostaglandines (Schéma I), PGE2 et PGD2

Les prostaglandines sont respectivement bronchodilatatrice et broncho constrictrice, issues de l’acide arachidonique par la voie de la cyclo-oxygénase (COX1 et COX2).

Le PAF (Platelet Activating Factor)

Le PAF a une activité inflammatoire très brève sur les plaquettes.

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Schéma 1. Pl Demoly in Allergologie CD-ROM 2006.

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Chapitre 3.l

Les mécanismes de l’inflammation (Anh-Tuan Dinh-Xuan, Sy Duong-Quy

Thong Hua-Huy, Nhat-Nam Le-Dong)

Le phénomène inflammatoire est connu depuis près de vingt siècles grâce à la description princeps faite dès le début de notre ère par Celsus (30 avant J.-C à 38 après J.-C.) des 4 signes cardinaux de l’inflammation que sont la rougeur, la tuméfaction, la chaleur et la douleur. Le traitement anti-inflammatoire est également employé depuis près de trois siècles avec l’utilisation par Fontana (en 1825) et Gerhardt (en 1853) du saligenol Ŕ un extrait de l’écorce de saule dont dérive l’acide salicylique Ŕ pour traiter douleur et fièvre, deux des quatre signes cardinaux de l’inflammation. Ainsi, contrairement à bon nombre de maladies « vedettes » de ce début du vingt et unième siècle, le phénomène inflammatoire, tant dans sa description que pour son traitement, n’est donc pas de découverte récente. Cependant, bien que familière, l’inflammation reste imparfaitement comprise à cause du nombre et de la complexité des mécanismes moléculaires et cellulaires qui la sous-tendent. Cette courte mise-au-point ne nous permettra qu’évoquer certains de ces mécanismes, dont la description complète nécessite des ouvrages entiers [1]. Nous nous efforcerons surtout de redéfinir la place de l’inflammation dans la réponse cellulaire et tissulaire face aux agressions exogènes (et/ou endogènes). Nous essaierons également de mieux comprendre les mécanismes responsables de la pérennisation de l’inflammation de la muqueuse respiratoire et les conséquences de celle-ci sur les maladies telles que l’asthme, la bronchite chronique ou la rhinite.

Inflammation : un phénomène ubiquitaire aux aspects multiples

Présente aussi bien chez les mammifères que chez des métazoaires primitifs, l’inflammation est un phénomène à la fois universel (touchant plusieurs espèces) et ubiquitaire (affectant plusieurs organes, au sein d’une même espèce). Ainsi, c’est grâce à une réaction inflammatoire de type « primitif » (avec mélanisation et afflux des hémocytes) que les insectes parviennent à se défendre efficacement contre de nombreux agents pathogènes [2]. La réaction inflammatoire est beaucoup plus élaborée chez les mammifères, avec un degré de complexité qui culmine dans l’espèce humaine où elle varie en fonction de l’agent causal, du type tissulaire et du contexte physiopathologique environnant. L’inflammation fait ainsi partie de pratiquement toutes les affections touchant l’être humain, intervenant dans des domaines aussi divers que les réponses immunitaires et allergiques ou les processus infectieux et néoplasiques. Le tableau clinique de certaines maladies génétiques peut même être en grande partie déterminée par l’importance du phénomène inflammatoire collatéral. C’est ainsi le cas de la mucoviscidose, maladie génétique dont la sévérité est fortement liée à l’importance des phénomènes inflammatoires des voies aériennes.

La réponse inflammatoire peut donc revêtir plusieurs formes selon le type de tissus et/ou d’organes impliqués. Au sein d’un même organe, tel que l’appareil respiratoire, l’expression symptomatique de l’inflammation peut également varier, allant du simple écoulement nasal jusqu’à la toux rebelle en passant par l’obstruction bronchique sévère. Cette dernière peut être plus ou moins favorisée par une hyper-réactivité bronchique préexistante, elle-même l’expression d’une inflammation bronchique sous-jacente. Malgré la diversité des symptômes cliniques et la complexité des interactions moléculaires, la séquence d’événements menant à la réaction inflammatoire demeure relativement constante, se déroulant en quatre étapes.

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Première étape

Elle est caractérisée par l’apparition des signaux initiateurs de l’inflammation. Selon leurs natures, ces signaux initiateurs peuvent être d’origine physique (radiations ou traumatismes) ou chimique. Les signaux initiateurs d’origine chimique peuvent être eux-mêmes classés en signaux immuno-allergiques (antigènes ou allergènes) ou infectieux (bactéries, virus ou levures).

Deuxième étape

En réponse au stimulus inflammatoire initial (signal initiateur), les cellules élaborent une série de réactions dont les plus précoces font intervenir des phénomènes dits « de surface ». Ces phénomènes sont ainsi appelés car les premières réactions cellulaires aboutissent à une accumulation extra-vasculaire de cellules sanguines (normalement circulantes) qui nécessite une réorganisation moléculaire et l’apparition de nouvelles molécules (dites d’adhérence) à la surface des membranes cellulaires. Cette redistribution tissulaire permet à des cellules pro-inflammatoires de quitter le secteur vasculaire (par diapédèse) pour aller dans le secteur interstitiel où elles vont s’accumuler.

Le rôle des macrophages dans l’inflammation des voies aériennes induite par la fumée de cigarettes chez des patients atteints de bronchite chronique est, à cet égard, exemplaire (Figure 1). En réponse aux agents agresseurs, les macrophages libèrent des facteurs chimiotactiques (NCF, IL-8, LTB4, etc…) attirant ainsi d’autres cellules inflammatoires, notamment les polynucléaires neutrophiles, vers le site de l’inflammation. Ces dernières représentent une source cellulaire majeure de protéases (élastases, cathepsines, métalloprotéases) dont le rôle physiologique est la destruction protéolytique des aérocontaminants. L’action lytique des protéases est normalement neutralisée par celle des anti-protéases qui peuvent se retrouver en déficit, soit de façon relative (en cas d’agressions répétées), soit de façon absolue (maladie génétique). Le déséquilibre qui en résulte favorise non seulement la persistance de l’inflammation mais aussi et surtout la mise en place de façon durable les mécanismes de destruction tissulaire et de modifications fonctionnelles (hypersécrétion bronchique, œdème pariétale) à l’origine du passage à la chronicité de l’obstruction bronchique (Figure 1).

Aux modifications vasculaires habituellement décrites, s’ajoute la participation d’une composante nerveuse qui s’intègre de façon coordonnée dans la réponse inflammatoire globale des tissus et des organes [3]. La survenue et la persistance de l’inflammation neurogénique sont médiées par la libération et l’action de nombreux neuromédiateurs peptidiques. Ces neuropeptides (substance P, tachykinines, etc…) agissent non seulement sur des cellules cibles vasculaires et bronchiques, mais également sur des cellules immunitaires, amplifiant ainsi la réaction inflammatoire et favorisant sa persistance et son passage à la chronicité. Ceci est particulièrement vrai au niveau des voies aériennes supérieures et des bronches expliquant le rôle potentiellement important de l’inflammation neurogénique dans la pérennisation des affections comme la rhinite [4] ou l’asthme [5].

Troisième étape

La limitation ou, au contraire, l’amplification de la réponse inflammatoire initiale caractérise la troisième étape et détermine l’évolution vers la guérison ou, à l’inverse, la persistance de l’inflammation et son passage à la chronicité.

En réponse à un stimulus initiateur causal, l’évolution normale, physiologique, d’une réaction inflammatoire est la résolution à terme de celle-ci. Cette résolution passe par deux séries d’élimination, d’abord celle de l’agent causal, contre lequel luttent les cellules inflammatoires, puis celle des cellules inflammatoires, une fois l’agent causal éliminé. L’élimination des cellules inflammatoires devenues inutiles en l’absence d’agent causal est possible grâce au phénomène d’apoptose (ou mort cellulaire programmée) (cf. infra). Un défaut d’apoptose des cellules inflammatoires de l’organisme entraîne alors logiquement la persistance de l’inflammation.

Quatrième étape

La guérison (ou l’installation) d’une inflammation chronique, conditionne l’évolution favorable (ou défavorable) de la quatrième et dernière étape.

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Les facteurs de transcription : point de convergence des signaux inflammatoires

Un des points essentiels reliant la diversité des signaux et la multiplicité des molécules pro-inflammatoires, d’un côté, et la remarquable constance de l’efficacité d’une seule classe d’hormones anti-inflammatoires (les glucocorticoïdes), de l’autre, a trait à l’existence de protéines particulières, les facteurs de transcription. Ces derniers peuvent à la fois jouer le rôle de commutateurs de la signalisation cellulaire et servir de cibles thérapeutiques privilégiés pour des agents anti-inflammatoires. Les facteurs de transcription jouant un rôle important dans l’inflammation des voies aériennes sont le facteur nucléaire NF-кB [6] et la protéine activatrice 1 (activator protein-1, AP-1) [7].

NF-кB

Le NF-kB est un hétérodimère formé de deux sous-unités (p50 et p65), toutes deux liées à une protéine inhibitrice (IкB) dont le rôle essentiel est d’empêcher l’entrée de NF-кB dans le noyau [6]. De nombreuses molécules portant le signal inflammatoire agissent sur la cellule cible en activant des enzymes spécialisés, les protéines kinases membranaires et/ou cytosoliques, dont la fonction est d’induire la phosphorylation d’IкB et sa transformation en substrat préférentiel pour les protéasomes [8]. La protéolyse d’IкB par ces dernières libère NF-кB qui peut désormais traverser la membrane nucléaire et entrer dans le noyau pour y activer la transcription de gènes spécifiques. Les protéines codées par des gènes dont la transcription est contrôlée par NF-кB sont nombreuses et appartiennent, pour la plupart, au groupe des cytokines pro-inflammatoires (Tableau 1). Notons que la disparition d’IкB de la cellule n’est que transitoire car, une fois activé, NF-кB stimulera la transcription du gène IкB [9]. La réapparition de la protéine inhibitrice IкB dans la cellule arrête la transcription des gènes dépendants de NF-кB par la reconstitution du complexe inactif NF-кB/IкB, permettant ainsi de fermer la boucle d’activation de NF-кB. Il est probable qu’une partie des effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes passe également par la synthèse de novo d'IκB dont la réapparition graduelle dans le cytosol permet la reconstitution progressive du complexe protéique inactif NF-кB/IкB et, par conséquent, l'inhibition de NF-кB.

Tableau 1. Protéines codées par des gènes régulés par NF-κB.

Cytokines pro-inflammatoires Facteur de nécrose tissulaire (TNF)-α Interleukine (IL)-1β IL-2 IL-6 IL-8 Facteur de stimulation des granulocytes et des macrophages (GM-CSF) Enzymes pro-inflammatoires NO synthase inductible Cyclo-oxygénase 2 5-lipoxygénase Phospholipase A

2 cytosolique

Molécules d’adhérence Molécule d’adhérence inter-cellulaire (ICAM)-1 Sélectine E Protéines inhibitrices IκB

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La protéine activatrice 1 (activator protein-1, AP-1)

L’AP-1 est un autre facteur de transcription capable d’activer des gènes impliqués dans la réaction inflammatoire (et la prolifération cellulaire). Un complexe AP-1 typique est constitué d’une sous-unité c-Jun et d’une sous-unité Fos, liées par une glissière de leucine (leucine zipper) [10]. Chez des patients ayant un asthme résistant aux corticoïdes, il semble qu’il y ait une liaison anormale entre le complexe AP-1 et les récepteurs aux corticoïdes aboutissant à la séquestration intra-nucléaire de ces derniers [7]. Le complexe AP-1 peut être activé par des enzymes, en particulier les protéines kinases spécifiques de la sous-unités c-Jun (Jun kinase, JNK). Sous sa forme activée, AP-1 inhibe les récepteurs des corticoïdes et empêche ces derniers (même lorsqu’ils sont liés aux corticoïdes) d’induire la transcription des gènes anti-inflammatoires [7].

L’apoptose : une mort programmée nécessaire à la résolution de l’inflammation.

L’apoptose (ou mort cellulaire programmée) est un processus physiologique dont le dérèglement est à l’origine de nombreuses affections [11]. Schématiquement, on peut dire que l’apoptose est une mort cellulaire « propre », caractérisée par une succession d’évènements ordonnés aboutissant à la condensation de la chromatine et à la fragmentation de l’acide désoxyribonucléique. Les mécanismes induisant, ou inhibant, l’apoptose font intervenir essentiellement trois familles de protéines. Ces protéines furent d’abord identifiées grâce à l’étude d’un des plus petits organismes pluricellulaires, le nématode Caenorhabditis elegans (C. elegans) [12]. Ce ver transparent ne comporte que 1090 cellules parmi lesquelles 131 vont, au cours du développement embryonnaire, invariablement mourir d’apoptose. L’analyse systématique de ces 131 cellules, dont le programme génétique doit contenir les gènes de mort cellulaire, a ainsi permis d’identifier les principales protéines impliquées dans l’apoptose. Ces protéines peuvent être schématiquement classées en deux familles : les protéines pro-apoptotiques et les protéines anti-apoptotiques. Chez C. elegans, les protéines pro-apoptotiques sont codées par les gènes Ced-3 et Ced-4, alors que le gène Ced-9 code pour une protéine anti-apoptotique. Les équivalents de ces protéines dans l’espèce humaine sont maintenant identifiés [13].

Conclusion et perspectives

Les mécanismes inducteurs de l’inflammation de la muqueuse bronchique sont à la fois nombreux et complexes [14, 15]. Pour comprendre ces mécanismes, nous pouvons certes essayer de les dénombrer de façon systématique, tout en nous appliquant à rassembler les différentes pièces de ce gigantesque et tentaculaire puzzle qu’est l’inflammation. Une autre approche possible consisterait à identifier les mécanismes « primaires » : points de passage obligatoires pour des processus « secondaires », plus nombreux mais moins importants. La logique d’une telle approche étant basée sur l’hypothèse selon laquelle la maîtrise d’un des mécanismes primaires suffise à contrôler l’ensemble des processus secondaires qui en dérivent et la réaction inflammatoire qui en résulte. L’apoptose et les facteurs de transcription NF-κB et AP-1 semblent, pour des raisons que nous venons d’invoquer, correspondre à de tels processus « fondamentaux ». Il est donc licite d’essayer de les maîtriser afin de pouvoir mieux traiter les maladies inflammatoires de la muqueuse respiratoire.

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