Action moléculaire de la cyclosporine A

2.2.1.2.1 Fixation de la CsA sur des récepteurs.

La CsA peut se fixer à des liposomes ce qui reflète son association préférentielle aux bicouches lipidiques. Au niveau cellulaire, il est très probable que la CsA traverse passivement la membrane plasmique et trouve sa cible dans le cytoplasme, notamment la calmoduline et la cyclophiline (28).

Ces deux enzymes régulent la transcription de l'ADN en réponse à des activateurs cellulaires de surface comme l'attachement d'antigènes ou l'interleukine.

2.2.1.2.1.1 La calmoduline. (16) (18) (65)

La calmoduline est une protéine de 19 kD qui fixe le calcium et régule certaines enzymes impliquées dans l'activation des cellules. La CsA se fixe sur la calmoduline en présence de calcium ce qui annulerait l'activité stimulatrice de la protéine sur la phosphodiestérase spécifique des nucléotides cycliques. Cette fixation est aussi température dépendante (35) (65).

Mais, in vivo, la calmoduline ne semble pas être la cible principale de la CsA. En effet, on ne retrouve pas d'affinité de liaison de la CsA à la calmoduline aux concentrations nécessaires pour l'obtention d'un effet biologique de la CsA (18).

2.2.1.2.1.2 La cyclophilline. (16) (18) (35) (37)

La cyclophilline est une immunophilline dont le rôle est d'assurer la présentation correcte de la protéine kinase au chromosome. Les immunophillines agissent comme des chaperons cellulaires pour apporter les protéines kinases à proximité des gènes promoteurs pour initier la transcription des cytokines. La cyclophilline a été la première immunophilline identifiée et elle se lie avec une stéréospécificité parfaite avec la CsA.

La cyclophilline est une protéine ubiquiste abondante. Elle est trouvée à des taux élevés dans les cellules T mais aussi dans les compartiments cytosoliques et nucléaires de toutes les cellules (35).C'est une protéine de 15 kD qui représente 0,1 à 0,4 % des protéines cellulaires.

La liaison de la CsA à la cyclophilline, dans un rapport de 1:1 semble spécifique et de forte affinité. Des acides aminés de la CsA sont ainsi impliqués dans la liaison à la cyclophilline et d'autres constituent son domaine effecteur. Une modification de ces derniers entraîne une diminution importante de l'activité immunosuppressive de la molécule. La cyclophilline possède une activité enzymatique de peptidyl-propyl-cis-trans-isomérase qui facilite le repliement et le maintien de la structure tertiaire des protéines, nécessaire notamment dans les phénomènes de transduction des signaux intracellulaires.

En se liant à la cyclophilline, la CsA inhibe son activité enzymatique de manière dose dépendante, à des concentrations identiques à celles nécessaires pour l'immunosuppression.

Plus précisément, c'est le complexe cyclophilline-CsA qui constituerait l'élément clef de l'activité immunosuppressive en ayant pour cible la calcineurine, une sérine tréonine phosphatasique dépendante de la calmoduline. Le complexe CsA-cyclophilline inhibe la transmission du signal calcium dépendant et le relargage consécutif du contenu des granules sécrétoires des mastocytes.

Le ligand naturel de la cyclophilline est la prolactine. Or in vivo, la prolactine joue un rôle immunopermissif. Les lymphocytes produisent un peptide prolactin-like qui joue un rôle critique dans le cycle des lymphocytes. Des anticorps antiprolactine inhibent les cellules lymphoïdes en réponse à des facteurs de croissance. Or sans le signal immunopermissif de la prolactine, les lymphocytes ne peuvent pas répondre à ces facteurs de croissance.

La prolactine a été identifiée dans les acini glandulaires et dans les larmes et il existe des récepteurs à la prolactine dans les acini. Une hypothèse suggère que dans les KCS à médiation immune, la sécrétion des lymphokines locales inclue la protéine prolactin-like. Cette protéine pourrait inhiber la régénération des acini, la production de granules sécrétoires et la sécrétion des granules.

Des expériences montrent que la prolactine sert à limiter la sécrétion lacrymale à des stades normaux mais que la CsA abolit cette effet (37).

La CsA inactive la régulation des récepteurs à la prolactine dans les tissus lacrymaux. Ceci expliquerait les délais de 2 - 3 semaines nécessaires à l'observation d'un effet après l'administration de la CsA, par la régénération des cellules et des granules sécrétoires dans les acini dégénérés. Cela expliquerait aussi le délai de 3 heures nécessaire à la restauration de la sécrétion lacrymale après un arrêt du traitement à la CsA par des effets directs sur la sécrétion.

2.2.1.2.1.3 La calcineurine.

La calcineurine est composée de deux sous-unités A et B. La sous-unité A est catalytique alors que la sous-unité B est régulatrice. Elle est présente principalement dans le cerveau et dans les muscles du squelette, mais on la trouve aussi en faible quantité dans les lymphocytes.

Lors de l'activation des lymphocytes T, on note une augmentation de l'activité phosphatasique de la calcineurine associée à une augmentation de la concentration des ions calcium. Or cette activité phosphatasique semble être nécessaire au transport de la sous-unité cytoplasmique du NFAT (Nuclear Factor for Activated T cells) vers le noyau.

Le complexe CsA-cyclophilline se lie de manière compétitive, directement à la calcineurine, et indirectement, par la calcineurine, à la calmoduline. Il inhibe l'activité phosphatasique de la calcineurine et empêche donc le transport dans le noyau des facteurs de transcription.

2.2.1.2.2 Effets sur la synthèse des lymphokines.

2.2.1.2.2.1 Cas de l'interleukine 2. (16) (24) (35) (60)

La CsA agit au niveau cytoplasmique en inhibant l'accumulation et la transcription de l'ARN messager codant pour l'IL-2. Le rôle de la CsA sur l'expression du récepteur à l'IL-2 reste controversé. (60)

L'activité du gène IL-2 est essentiellement contrôlée par un promoteur (séquence d'ADN à laquelle se fixe l'ARN polymérase). Pour pouvoir fonctionner, le promoteur du gène doit se trouver dans une certaine configuration et, pour cela, requiert la présence de protéines dénommées facteurs de transcription. La protéine de transcription la plus caractéristique est le

sous-unité cytoplasmique. Cette dernière doit être transportée dans le noyau pour se coupler avec la sous-unité nucléaire. La CsA bloquerait cette translocation.

L'action inhibitrice de la CsA sur la synthèse d'IL-2 est le phénomène le plus sensible à la CsA : la concentration de CsA nécessaire pour avoir 50 % d'inhibition n'est que de 10 à 20 ng/ml (24) (35).

2.2.1.2.2.2 Cas des autres lymphokines. (28)

La CsA inhibe la synthèse d'un grand nombre de lymphokines : IL-3, IL-4, IL-5, interféron gamma.

En revanche, il n'est pas bien établi que la CsA inhibe la synthèse des facteurs nécrosants des tumeurs TNF alpha et TNF bêta, du GM-CSF (facteur stimulant la formation de colonies de granulocytes et de macrophages), et de l'IL-1 par les macrophages (28).

2.2.1.2.3 Effets sur les récepteurs de l'interleukine 2. (18) (35)

Des résultats variables ont été trouvés par différents groupes quant aux effets de la CsA sur l'expression de la chaîne alpha, au niveau des ARN messagers comme au niveau de l'IL2 et de ses récepteurs. Ces différences peuvent avoir plusieurs origines, dont :

• La dose de CsA employée

• Le type d'activateur utilisé pour stimuler la synthèse d'IL2 par les lymphocytes T

• La présence ou non d'IL2 dans le milieu, car l'IL2 augmente la transcription de la chaîne alpha de son récepteur

• La durée écoulée entre la stimulation des lymphocytes T et l'étude de l'effet de la CsA

• Le type de détection utilisé : ARN, protéine ou test biologique.

Kaswan (35) a trouvé que la synthèse du récepteur à l'IL2 est inhibée à des taux de 100 à 200 ng/ml alors que la production d'IL2 et de l'interféron gamma est inhibée à des doses égalant 10 à 20 ng/ml.

Au bilan, les effets de la CsA sur les fonctions lymphocytaires peuvent s'expliquer par son effet inhibiteur de la synthèse de lymphokines et de certains de leurs récepteurs. Ceci confère à la CsA une activité très spécifique et intervient au sein des réponses immunitaires cellulaires et humorales sans inhiber la réaction immunitaire aux infections bactériennes. C'est pourquoi le terme d'immunomodulateur lui convient mieux que celui d'immunosuppresseur.