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récepteur soluble de l’immunité innée PTX3 dans la mucoviscidose

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Academic year: 2023

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Merci de m'avoir encouragé tout au long de la thèse ainsi que dans mes projets. Les cellules immunitaires de l’immunité innée jouent également un rôle majeur : les cellules d’origine myéloïde (par ex.

L’immunité innée

Les cellules de l’immunité innée

Les épithéliums

L'appareil mucociliaire (cils et mucus) et les jonctions serrées (maintiennent l'intégrité des cellules épithéliales) ajoutent une protection mécanique, biologique et chimique à l'épithélium. L'épithélium respiratoire régule également les réponses immunitaires innées en produisant des substances antivirales telles que les interférons (IFN), la lactoferrine, les β-défensines et l'oxyde nitrique dans le mucus, produisant des cytokines et des chimiokines qui recrutent et activent les cellules immunitaires de la sous-muqueuse.

Les cellules d’origine lymphoïde

Les cellules NK sont capables de reconnaître et de détruire les cellules infectées par des micro-organismes (principalement des virus) ou des cellules tumorales. La fonction des cellules NK est contrôlée par des combinaisons de récepteurs activateurs et de récepteurs inhibiteurs présents à leur surface.

Figure 2 :  Reconnaissance  des  cellules  cibles par  les  cellules  NK :  Balance  entre  les  signaux activateurs et inhibiteurs
Figure 2 : Reconnaissance des cellules cibles par les cellules NK : Balance entre les signaux activateurs et inhibiteurs

Les cellules d’origine myéloïde

Les protéines endogènes ou virales sont chargées dans les molécules du CMH de classe I, puis le complexe peptide/molécule du CMH-I est transporté à la surface cellulaire. NRAMP-1 (« Natural Resistance-Associated Macrophage Protein 1 ») est transporté à la surface de la membrane du phagosome.

Figure 3 :  Les  différentes  sous-populations  de  macrophages. Les  macrophages  se  polarisent  et acquièrent  différentes  fonctions  en  réponse  à  des  signaux  environnementaux
Figure 3 : Les différentes sous-populations de macrophages. Les macrophages se polarisent et acquièrent différentes fonctions en réponse à des signaux environnementaux

Les récepteurs de l’immunité innée

  • Les récepteurs d’endocytose
  • Les récepteurs de signalisation
  • Les récepteurs solubles
  • La mucoviscidose

Les protéines de la phase aiguë de l'inflammation, CRP (« C-reactive protein ») et SAP (« sérum amyloïde P ») font partie des pentraxines courtes. En fait, la liaison de PTX3 à la surface des cellules apoptotiques augmente l'opsonisation des cellules par les protéines C1q et C3, favorisant l'activation de la voie classique du complément (195).

Figure 12 : Représentation schématique des différentes classes de Scavenger Receptors
Figure 12 : Représentation schématique des différentes classes de Scavenger Receptors

Le gène et la protéine CFTR

  • Structure du gène CFTR
  • Structure et fonctions de la protéine CFTR
  • Les classes de mutations
  • Les relations génotype/phénotype

La protéine CFTR fait partie de la famille des transporteurs ABC (ATP-binding cassette). Les mutations de classe VI affectent la stabilité de la protéine CFTR au niveau de la membrane plasmique.

Figure 15 : Structure du gène et de la protéine CFTR. Le gène codant la protéine CFTR (en haut) se situe sur le bras long du chromosome 7 et comprend 27 exons qui codent pour une protéine de 1480 acides aminés (au milieu)
Figure 15 : Structure du gène et de la protéine CFTR. Le gène codant la protéine CFTR (en haut) se situe sur le bras long du chromosome 7 et comprend 27 exons qui codent pour une protéine de 1480 acides aminés (au milieu)

Présentation clinique et approches thérapeutiques

Dépistage et diagnostique

Le dépistage néonatal de la mucoviscidose repose sur le dosage de la trypsine immunoréactive (TIR), une enzyme pancréatique, réalisé à partir de plusieurs gouttes de sang séché prélevées sur papier buvard 72 heures après la naissance (test de Guthrie). C'est pourquoi le diagnostic de la maladie se fait généralement par un test de sueur.

Signes cliniques

Général (tous âges) Antécédents familiaux de mucoviscidose, goût salé sur la peau, toux avec crachats, présence de P. Les infections virales sont souvent associées à des symptômes respiratoires sévères et à une fonction pulmonaire réduite chez les patients atteints de mucoviscidose.

Figure 17:  La  mucoviscidose,  une  maladie  polyviscérale. (A)  Représentation  des  divers  organes pouvant  être  affectés  chez  les  patients  atteints  de  mucoviscidose
Figure 17: La mucoviscidose, une maladie polyviscérale. (A) Représentation des divers organes pouvant être affectés chez les patients atteints de mucoviscidose

Les thérapies

Le traitement RhDNase empêche la progression du nombre de neutrophiles, CXCL8 et élastase, ainsi qu'une diminution de la concentration de MMP dans les lavages broncho-alvéolaires des patients atteints de mucoviscidose [ 246 , 247 ]. Une nouvelle formulation de tobramycine est en cours de développement : WENK (TOBI Inhaled Powder). L'association avec un agent antifongique (itraconazole, voriconazole ou posaconazole) permet une réduction de la charge antigénique et une économie de corticoïdes.

L'ibuprofène est un anti-inflammatoire non stéroïdien qui, à fortes doses, a un effet bénéfique sur le déclin de la fonction respiratoire [259] et réduit la quantité de neutrophiles dans les poumons [260] chez les patients atteints de mucoviscidose. La diminution de la sécrétion de glutathion, observée chez les patients atteints de mucoviscidose, favorise l'inflammation et exacerbe le stress oxydatif. Le miglustat, un médicament oral utilisé pour traiter la maladie de Gaucher, est un inhibiteur de la 1-2 glucosidase.

Les premiers résultats de l'étude de phase 2 (NCT01225211) montrent une amélioration significative des fonctions respiratoires chez les patients porteurs de la mutation F508del. Les mutations de classe I (mutations non-sens, insertions-délétions, anomalies d'épissage) inhibent la production de la protéine CFTR.

Tableau 9 : Exemples d’essais cliniques en cours dans le traitement palliatif de la mucoviscidose.
Tableau 9 : Exemples d’essais cliniques en cours dans le traitement palliatif de la mucoviscidose.

L’immunité innée dans la mucoviscidose

L’épithélium

Le transfert de gènes vers les cellules épithéliales des voies respiratoires a été démontré pour divers vecteurs in vitro et in vivo, mais l'expression du CFTR reste transitoire dans la plupart des études. Une autre question reste sans réponse, celle de savoir à quel seuil minimum la fonction CFTR doit être restaurée pour obtenir une réelle amélioration clinique [275]. In vivo, les souris surexprimant la sous-unité β du canal ENaC miment cette augmentation de l'absorption des ions Na+ [277].

Dans ce modèle, le déséquilibre entre la sécrétion d'ions Cl- et l'absorption des ions Na+ entraîne une diminution de l'ASL et une diminution de la clairance du mucus in vivo, et entraîne des complications pulmonaires similaires à celles survenant chez les patients atteints de mucoviscidose (obstruction des voies respiratoires par le mucus, réduction de la clairance mucociliaire des agents pathogènes). , inflammation neutrophile chronique et emphysème) [277]. Les mutations du gène CFTR sont également associées à l'activation constitutive des voies de signalisation pro-inflammatoires à la fois en l'absence et en présence de stimuli microbiens apparents (Figure 20). La même étude montre l’activation de NF-κB en l’absence d’infections, suggérant que les dysfonctionnements du CFTR conduisent à l’activation de NF-κB qui augmente alors l’expression de cytokines pro-inflammatoires spécifiques [278] (Figure 21).

Un défaut de transport dans le SCN- associé aux mutations CFTR a également été observé (281). Ainsi, le défaut de transport du SCN- à la surface apicale des cellules épithéliales constitue le système oxydatif.

Monocytes, macrophages et cellules dendritiques

Les CD de souris déficientes en CFTR présentent une expression diminuée de la calvéoline-1 et une expression accrue d'un régulateur négatif de l'expression de la calvéoline-1 (« protéine de liaison de l'élément régulateur du stérol » ou SREBP).) [293]. L'équipe de Xu et ses collègues ont également montré que les cellules de moelle osseuse de souris déficientes en CFTR présentent un retard dans la différenciation des DC par rapport aux souris sauvages [293]. Il semble également que la maturation des CD soit inhibée par l'élastase neutrophile présente dans les crachats des patients atteints de mucoviscidose [294].

L'élastase semble également réduire la capacité des CD à présenter des antigènes aux lymphocytes T ; cet effet est en partie dû au clivage de la molécule CD86 [294]. L’infection des CD par le complexe Burkholderia cepacia (un groupe de bactéries opportunistes responsables d’infections sévères chez les patients atteints de mucoviscidose) empêche leur maturation et favorise leur nécrose sans affecter la production de cytokines [295]. Ces différents résultats suggèrent que dans la mucoviscidose, l’interaction entre les réponses immunitaires innées et adaptatives, orchestrées par les CD, pourrait également être compromise.

Neutrophiles

L'étape de roulement au cours du processus de migration des neutrophiles (Figure 8, section 1.A.3.d) est dérégulée chez les patients atteints de mucoviscidose. Le clivage de la L-sélectine à la surface des neutrophiles est nécessaire au renouvellement cellulaire. La première étape de la phagocytose est la reconnaissance des agents pathogènes opsonisés par divers récepteurs neutrophiles.

Même si l’expression de CR3 à la surface des neutrophiles de patients atteints de mucoviscidose semble normale, ainsi que sa signalisation, une réduction de la phagocytose des particules opsonisées par iC3b de ces neutrophiles a été mise en évidence [300]. L’augmentation de la concentration de MMP-9 dans les crachats des patients atteints de mucoviscidose est corrélée à la concentration de HNE et est inversement corrélée au VEMS chez ces patients [307]. L'activation constitutive de la protéine NF-κB conduit à une production excessive de chimiokines, comme CXCL8, qui favorise le recrutement et l'accumulation de neutrophiles et de leurs produits dans les voies respiratoires.

Des quantités accrues d'espèces réactives de l'oxygène (O2, H2O2 et HOCl) sont associées à une production accrue de CXCL8 et d'IL-6 en réponse à Pseudomonas aeruginosa [326], à un défaut de phagocytose, à une réduction de l'expression de CFTR [327] et à l'incapacité à éliminer bactéries (Figure 20). Les TNE représentent les principaux composants structurels extracellulaires des fluides des voies respiratoires chez les patients atteints de mucoviscidose (336).

Tableau 10 :  Exemples  d’actions  de  l’élastase  du  neutrophile. Légende : ↗ ,  augmentation ; ↘ , diminution ; → à pour conséquence
Tableau 10 : Exemples d’actions de l’élastase du neutrophile. Légende : ↗ , augmentation ; ↘ , diminution ; → à pour conséquence

Les récepteurs de l’immunité innée

Martinez de la Torre, Y., et al., Evolution of the pentraxin family: the new entry PTX4. Haardt, M., et al., C-terminal truncations destabilize the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator without impairing its biogenesis. Bilton, D., et al., Inhaled dry powder mannitol in cystic fibrosis: an efficacy and safety study.

Martin, S.L., et al., Safety and efficacy of recombinant alpha(1)-antitrypsin therapy in cystic fibrosis. Pediatr Pulmonol p. Griese, M., et al., Inhalation of alpha1-antitrypsin reduces airway inflammation in patients with cystic fibrosis. Eur Respir J p. Ratjen, F., et al., Long-term effects of denufosol tetrasodium in patients with cystic fibrosis. J Cyst Fibros.

Greene, C.M., et al., TLR-induced inflammation in cystic fibrosis and noncystic fibrosis airway epithelial cells. J Immunol p. Blohmke, C.J., et al., TLR5 as an anti-inflammatory target and modifier gene in cystic fibrosis.

Figure 21 : Signalisation  et  expression  des  TLRs  altérées  au  niveau  de  l’épithélium  des  voies respiratoires  chez  les  patients  atteints  de  mucoviscidose
Figure 21 : Signalisation et expression des TLRs altérées au niveau de l’épithélium des voies respiratoires chez les patients atteints de mucoviscidose

Breast milk contains the prototypic long pentraxin PTX3 that may rapidly spread

The high concentrations of PTX3 in colostrum compared to those detected in the serum suggested a local production of PTX3. The production of PTX3 was next evaluated by ELISA in the supernatants of these cell lines. Neutrophils and mononuclear myeloid cells are an important source of PTX3 in response to proinflammatory signals (29).

The levels of PTX3 in human colostrum were determined by ELISA on day 1 (D1) to day 4 (D4) post-partum. Western blotting analysis of PTX3 in milk formula and in human colostrums collected on day 1 (D1), D2 and D3 postpartum. Analysis of PTX3 mRNA expression by RT-PCR in human tissues (left panel) and in unstimulated human mammary epithelial cell lines (right panel).

Spontaneous PTX3 production by human mammary epithelial cell lines (MCF-10A, MDA-MD-231, and MDA-MD-435) was determined by ELISA in supernatants collected at the indicated times. Western-blotting analysis of PTX3 expression in cell lysates from total HMC (lane 1) and from CD11b-EpCAM+ (lane 2) and CD11b+ EpCAM- (lane 3) cells.

Endogenous PTX3 translocates at the membrane of late apoptotic human

Neutralizing monoclonal anti-PTX3 antibodies (mAb) inhibit macrophage uptake of late apoptotic neutrophils. The results showed that endogenous PTX3 translocates on the surface of late apoptotic neutrophils and is involved in their uptake by macrophages. Membrane PTX3 was detected on the surface of the apoptotic neutrophil fraction (AnnexinVþ) but not on live neutrophils (AnnexinVPI) (Figure 1a).

Together, these results indicate that among dying cells, PTX3 is selectively detected on the surface of late apoptotic neutrophils. We analyzed whether translocated PTX3 is involved in the capture of late apoptotic neutrophils by macrophages. Next, we assessed the role of membrane PTX3 in the capture of late apoptotic neutrophils.

Finally, we analyzed the potential role of membrane PTX3 in the engulfment of late apoptotic neutrophils. The mechanism involved in the recognition and capture of late apoptotic neutrophils by macrophages remains unclear.

Figure 1 PTX3 is detected at the surface of late apoptotic human neutrophils. (a) Human neutrophils, freshly isolated (left panels), cultured for 48 h in RPMI-1640 medium containing 1% FCS (spontaneous apoptosis) (middle panels) or incubated at 56 1 C for
Figure 1 PTX3 is detected at the surface of late apoptotic human neutrophils. (a) Human neutrophils, freshly isolated (left panels), cultured for 48 h in RPMI-1640 medium containing 1% FCS (spontaneous apoptosis) (middle panels) or incubated at 56 1 C for

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Figure 1 : Les mécanismes de défense de l’épithélium pulmonaire lors d’une infection virale
Figure 2 :  Reconnaissance  des  cellules  cibles par  les  cellules  NK :  Balance  entre  les  signaux activateurs et inhibiteurs
Figure 3 :  Les  différentes  sous-populations  de  macrophages. Les  macrophages  se  polarisent  et acquièrent  différentes  fonctions  en  réponse  à  des  signaux  environnementaux
Figure 4 : Les  voies  d’internalisation  et  de  présentation  des  antigènes  par  les  cellules dendritiques
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Referências

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