de l’intestin
Chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin la fonction barrière de l’épithélium est profondément altérée du fait de la présence d’une couche de mucus plus fine et irrégulière exposant l’épithélium directement au microbiote intestinal (Swidsinski et al., 2007). L’augmentation du nombre de bactéries en contact avec la muqueuse intestinale peut également résulter d’une incapacité du système immunitaire à contrôler le microbiote intestinal. En effet, un défaut de production de peptides anti- microbiens par les cellules épithéliales intestinales se retrouve à la fois chez les patients
atteints de maladie de Crohn et de rectocolite hémorragique (Aldhous et al., 2009; Mukherjee et al., 2008; Nuding et al., 2007; Wehkamp et al., 2004).
30 à 50 % des patients atteints de maladie de Crohn présentent au moins une variation génétique sur le gène Nod2. Trois polymorphismes majeurs de ce gène sont associés à la maladie de Crohn (Hugot et al., 2001; Ogura et al., 2001a) : Gly908Arg, Arg702Trp et une mutation résultant d’une insertion dans le cadre de lecture de la Leu1007 (mutation Leu1007fsinsC). Ces mutations, localisées au sein ou à proximité du domaine de reconnaissance des ligands, confèrent au patient un phénotype « perte de fonction » en empêchant l’activation de la voie NF-κB par le MDP et de ce fait l’élimination des bactéries (Inohara et al., 2003). Ainsi, la production de cytokines pro-inflammatoires (IL-6 et TNFα) par les cellules mononucléées isolées de sang périphérique après stimulation par du MDP est altérée chez les patients de Crohn possédant la mutation Leu1007fsinsC (Netea et al., 2004; van Heel et al., 2005). Ces observations sont pourtant en contradiction avec l’augmentation de l’inflammation dépendante de NF-κB observée dans les prélèvements cliniques de patients atteints de maladie de Crohn. Plusieurs hypothèses établissent un lien entre ces mutations « perte de fonction » et le développement de la maladie :
– La première hypothèse suggère que la perte de fonction de NOD2 dans les cellules épithéliales intestinales et les cellules phagocytaires conduit à une déficience dans la fonction barrière de l’épithélium et donc à une augmentation de l’invasion microbienne et de l’inflammation. En effet, de nombreux processus régulés par NOD2 peuvent contribuer au maintien de la fonction barrière de l’épithélium. Premièrement la diminution de la production de peptides antimicrobiens comme les défensines chez les patients de Crohn favorise une dérégulation de la croissance du microbiote intestinal et une augmentation de la sensibilité aux infections par les bactéries entériques. Ceci est corroboré par deux observations : premièrement, les patients de Crohn ayant une mutation de Nod2 présentent une réduction de l’expression des α-défensines dans la muqueuse iléale (Wehkamp et al., 2004) et deuxièmement les souris Nod2-/- sont plus sensibles aux infections orales par
Listeria monocytogenes et présentent une diminution de la production de peptides
antimicrobiens par les cellules de Paneth (Kobayashi et al., 2005). L’autophagie et la production d’espèces réactives de l’oxygène, des processus impliqués dans l’élimination des pathogènes, sont également diminuées chez les cellules épithéliales et les DC de patients de Crohn avec une mutation Nod2 (Cooney et al., 2010; Lipinski et al., 2009; Travassos et al., 2010).
– La deuxième hypothèse propose que NOD2 soit un régulateur négatif du TLR2 et que sa perte de fonction provoque une exacerbation de la réponse pro-inflammatoire initiée par le TLR2 au sein des DC et des macrophages intestinaux (Watanabe et al., 2004).
– Une troisième hypothèse, provenant des études réalisées avec des souris exprimant la mutation Leu1007fsinsC, suggère que cette mutation est une mutation « gain de fonction » (Maeda et al., 2005). Les macrophages de ces souris stimulés avec du MDP présentent une activation exacerbée de NF-κB ainsi qu’une augmentation de la production d’IL-1β. Cependant, ces résultats sont en opposition avec ceux montrant que les patients de Crohn homozygotes pour cette mutation présentent un phénotype « perte de fonction » (Inohara et al., 2003; van Heel et al., 2005).
– Récemment, il a été montré qu’une mutation de Nod2 associée à la maladie de Crohn diminuait la production de la cytokine immuno-régulatrice IL-10 (Noguchi et al., 2009).
Des polymorphismes du TLR4 ont également été retrouvés dans des cohortes de patients souffrant de maladie de Crohn ou de rectocolite hémorragique (Brand et al., 2005; Torok et al., 2004). Des souris déficientes pour les récepteurs TLR2, TLR4, TLR5 et pour l’adaptateur MyD88 sont plus susceptibles que les souris naïves aux colites spontanées ou induites (Araki et al., 2005; Fukata et al., 2005; Gibson et al., 2008a; Gibson et al., 2008b; Rakoff-Nahoum et al., 2004; Vijay-Kumar et al., 2007). Un défaut dans la voie de signalisation de NF-κB au sein des cellules épithéliales intestinales favorise également l’inflammation intestinale spontanée ou induite chimiquement par du DSS (Nenci et al., 2007; Steinbrecher et al., 2008). Les souris déficientes pour le facteur de transcription T-bet, impliqué dans la différenciation des cellules T naïves en cellules Th1 et dans la production de TNF, présentent, comme chez les patients atteints de rectocolite hémorragique, une dérégulation du microbiote avec une prédominance de bactéries colitogènes favorisant l’inflammation intestinale (Garrett et al., 2007). De plus, une polarisation Th1 mise en place par l’IL-27, indépendamment de la sous-unité p40 de l’IL-12/IL-23 et des TLR, est responsable de l’apparition d’une inflammation intestinale spontanée semblable à celle observée lors de rectocolites hémorragiques chez les souris IL-2-/- (Rakoff-Nahoum et al., 2006).
Chez des patients atteints de maladie de Crohn et de rectocolite hémorragique, des polymorphismes nucléotidiques ont été observés dans des gènes codant pour les protéines impliquées dans le processus d’autophagie ATG16L1 (autophagy-related 16-like protein 1) et IRGM (immunity-related GTPase family M) (Hampe et al., 2007; Prescott et al., 2007; Rioux et al., 2007). Ces polymorphismes pourraient être associés à une altération de la dégradation intracellulaire de bactéries puisque l’autophagie est un mécanisme impliqué dans l’élimination des pathogènes intracellulaires (Biswas et al., 2008; Zhao et al., 2008). De façon intéressante, NOD2 participe à l’autophagie des bactéries invasives en recrutant la protéine ATG16L1 au site d’entrée de la bactérie (Travassos et al., 2010). Ce lien mécanistique entre deux gènes de susceptibilité à la maladie de Crohn suggère qu’une dérégulation de l’axe NOD2/ATG16L1 peut favoriser l’apparition la maladie.
D. Perte de la tolérance vis-à-vis du microbiote intestinal lors des maladies