IMPLICATION DE FACTEURS ASSOCIES A L’ADN POUR L’ACTIVATION DU TLR9

L’ACTIVATION DU TLR9 1. Anticorps

Aujourd’hui, nombreux sont les facteurs (protéines, peptides, etc.) qui semblent impliqués dans l’accès de l’ADN au TLR9. Le premier exemple a été démontré par l’étude de la maladie auto-immune où l’on observait une forte réaction inflammatoire contre l’ADN du soi. En effet, outre l’internalisation d’ADN seul, il existe aussi des complexes immuns d’ADN liés à des anticorps (ADN-Ac), qui peuvent activer les cellules immunitaires via le TLR9. Cela a particulièrement été décrit dans le cadre de la maladie autoimmune du lupus erythémateux systémique (SLE) où la présence de complexes immuns constitués d’ADN liés à des anticorps peut activer des pDCs à sécréter de l’IFNα en impliquant un récepteur FcR (Båve et al, 2003). De même, des complexes immuns (constitués d’anticorps liés à de la chromatine du soi) induisent la prolifération et la production d’IFNα par des lymphocytes B auto-réactifs via le récepteur des lymphocytes B (BCR) (Leadbetter et al, 2002 ; Uccellini et al, 2008) et la

réponse IL-12 et TNFα des DCs via un Fc récepteur pour les DCs (Boulé et al, 2004). Dans les deux cas, les réponses cellulaires sont dépendants des voies MyD88 et TLR9 (Uccellini et al, 2008; Boulé et al, 2004).

Récemment, des travaux ont montré que les voies de phagocytose et d’autophagie pouvaient coopérer à la réponse à des complexes immuns contenant de l’ADN et impliquer la signalisation du TLR9. L’autophagie est une voie de dégradation permettant à la cellule de dégrader ses éléments cytoplasmiques dans ses lysosomes. Mais elle intervient aussi dans la réponse immunitaire innée, par le contrôle de l’inflammation et la dégradation de pathogènes internalisés, et dans le contrôle de l’immunité adaptative, par le contrôle de la présentation antigénique et des réponses cytokines/chimiokines (Deretic et al, 2013). Ainsi, les auteurs montrent que suite à l’activation par des complexes ADN-Ac, l’internalisation du complexe par le récepteur FcR induisait le recrutement du TLR9 et de UNC93B1 dans le phagosome selon un mécanisme ADN-indépendant mais PI3K-dépendant, suggérant le rôle seul de la liaison de l’anticorps avec le récepteur FcR (Henault et al, 2012). Par la suite, l’activation de la signalisation TLR9 par l’ADN induit la maturation du phagosome avec des lysosomes issus de la voie de l’autophagie et conduit à l’activation d’IRF7 pour la synthèse d’IFNα (Henault et al, 2012).

2. LL37

Le peptide LL37 est un peptide cationique antimicrobien, issu du clivage de la cathélicidine par une sérine protéase, que l’on retrouve chez l’homme. Son équivalent murin est le peptide CRAMP. Il est sécrété par les kératinocytes de la peau en cas de psoriasis. Dans ce cas, par ses groupements cationiques, le LL37 peut interagir avec les groupements phosphates anioniques contenus dans l’ADN du soi et favoriser son accès au TLR9 dans les pDCs. Les complexes LL37-ADN deviennent en effet plus résistants à la DNase que l’ADN seul. De plus, le LL37 permet de retenir l’ADN dans les endosomes précoces, où l’ADN peut induire une signalisation via le TLR9 et initier une réponse IFN de type 1 (Lande et al, 2007).

Le LL37 peut aussi s’associer avec de l’ARN et induire la production d’IFNα via la signalisation TLR7 ou TLR8 dans les pDCs. En cas de psoriasis, des complexes LL37-ARN sont en effet aussi retrouvés (Lande et al, 2007).

De plus, la réponse des pDC via le TLR9 et leur production d’IFN de type 1 peut aussi impliquer des neutrophiles, qui peuvent entrer en NETose et libérer de l’ADN lié à des

peptides comme la SLPI (secretory leukocyte proteinase inhibitor) ou la NE (neutrophil elastase) (Skrzeczynska-Moncznik et al, 2012). SLPI est un peptide cationique antimicrobien d’environ 12kDa, inhibiteur de sérines protéases, telles que la neutrophile élastase ou la cathepsine G. Il serait un facteur limitant de l’inflammation générée par des protéases à sérines, notamment au niveau épithélial ou dans les muqueuses (Doumas et al, 2005). Produite par de nombreux types cellulaires dont les cellules épithéliales et les neutrophiles, SLPI est capable interagir avec l’ADN génomique et d’entrer en compétition avec des facteurs de transcription comme la p65, contribuant à inhiber la voie NF-kB (Taggart et al, 2005). Cependant, en association avec l’ADN et l’élastase, il induit l’activation des pDCs via le TLR9. Les ADN, NE et SLPI seuls n’ont pas d’effet (Skrzeczynska-Moncznik et al, 2012).

3. HMGB1

La protéine HMGB1 (High Mobility Group Box 1) est une protéine nucléaire associée à la chromatine au niveau du sillon mineur de l’ADN, qui intervient dans la régulation de l’expression des gènes. Elle a la capacité de courber ou relâcher l’ADN et ainsi de jouer sur l’affinité des facteurs de transcription à reconnaître l’ADN. Sa liaison sur l’ADN se fait sans spécificité de séquence, qu’il soit simple ou double brin, mais il a plus d’affinité pour un ADN avec des structures particulières qu’un ADN linéaire (Jaouen et al, 2005).

HMGB1 présente deux domaines : la boite A (avec une fonction régulatrice) et la boite B (fonction effectrice, pour l’induction de sécrétion de cytokine), avec un C-terminal acide. Elle peut être libérée en cas de nécrose ou sécrétée en cas d’apoptose ou de stimulation. En cas de stimulation des pDCs et des cDCs par le CpG, HMGB1 est transloqué du noyau vers le cytoplasme avant d’être sécrétée. Différents récepteurs ont été décrits pour HMGB1, notamment le TLR2, le TLR4, RAGE (Receptor for Advanced Glycation End-Products) (Bianchi & Manfredi, 2007).

La protéine HMGB1 peut se lier aussi bien au CpG qu’au TLR9. Des complexes HMGB1-CpG ont été observés in vitro et des complexes HMGB1-TLR9 ont été localisés dans le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi (Ivanov et al, 2007). HMGB1 n’est pas essentiel à la réponse CpG, puisque des cellules dérivées du foie fœtal et immortalisées (iFLDCs), déficientes en HMGB1 et exprimant le TLR9, présentent toujours une réponse au CpG seul mais beaucoup plus faible que chez des souris contrôles. HMGB1 est requis pour l’expression optimale de cytokines et d’iNOS en réponse au CpG DNA (Ivanov et al, 2007 ;

Yanai et al, 2009). L’addition de HMGB1 au CpG augmente la production de cytokines pro-inflammatoires et d’IFN de type 1 via l’activation du TLR9, comparé au CpG seul (Ivanov et al, 2007). En accord avec ces données, il a été démontré dans des souris invalidées pour HMGB 1, 2 et 3 que l’absence des protéines HMGB empêche l’activation du TLR3, TLR7 et TLR9 par leur ligand respectif. Les protéines HMGB sont des sentinelles universelles de la réponse innée aux acides nucléiques (Yanai et al, 2009).

HMGB1 peut provenir aussi bien du noyau que du milieu extracellulaire, avant d’aller se lier au CpG. Elle accélère la formation d’un complexe CpG-TLR9 et la relocalisation du TLR9 du réticulum endoplasmique vers les endosomes (Ivanov et al, 2007). HMGB1 se lie différemment aux ODN CpG-A et CpG-B, avec une interaction préférentielle avec le CpG-A, car ce dernier présente des structures multimériques alors que le CpG-B est linéaire (Tian et al, 2007). L’interaction de HMGB1 aux CpG implique aussi une interaction avec le récepteur RAGE. Le complexe augmente alors la réponse cytokine des pDCs et des lymphocytes B via la signalisation TLR9, par rapport au CpG seul. L’interaction de et RAGE le TLR9 a lieu seulement en présence de CpG (Tian et al, 2007).

HMGB1 et RAGE interviennent aussi dans l’activation par des complexes immuns contenant de l’ADN. En effet, HMGB1 peut lier de l’ADN ou de la chromatine, complexé à des anticorps, et induire l’activation de lymphocytes B auto-réactifs (Tian et al, 2007). Par ailleurs, dans le sérum de patients atteints de lupus érythémateux systémique (SLE), il a été observé que la sécrétion d’IFNα peut être inhibée avec des anticorps contre les protéines HMGB1 (High Mobility Group Box Protein 1) et RAGE (Receptor for Advanced Glycation End-Products) (Tian et al, 2007).

4. Granuline

Il s’agit d’une protéine riche en cystéines et fortement glycosylée, qui potentialise la réponse au CpG par le TLR9. Elle peut interagir avec le TLR9 entier dans une lignée de macrophages et a la capacité de se lier au CpG et de le délivrer dans le compartiment endosomal. L’addition de son précurseur (la progranuline) permet d’augmenter la sécrétion de TNFα en réponse au CpG. En effet, les souris déficientes pour la granuline montrent une réponse TNFα plus faible, qui peut être récupérée par l’addition de progranuline. La granuline reconnaît les oligonucléotides sans spécificité de séquence et peut aussi lier des oligonucléotides inhibiteurs (Park et al, 2011).

5. CD14

CD14 est une protéine soit soluble soit ancrée dans la membrane avec un glycophosphatidylinositol. Elle présente des régions riches en leucines comme les TLRs. Elle interagit de manière constitutive avec certains TLRs, en interagissant directement non seulement avec le TLR4 mais aussi avec son ligand, le LPS. Le CD14 peut se lier à d’autres TLRs, dont le TLR7 ou le TLR9. Ainsi, le LPS (ligand du TLR4), les oligonucléotides CpG (ligand du TLR9) et l’imiquimod (ligand du TLR7) peuvent entrer en compétition pour se lier au CD14. D’autres ligands, tels que les acides nucléiques (ARN ou ADN) peuvent se lier au CD14. Les BMDMs ou BMDCs de souris déficientes pour le CD14 répondent moins à l’imiquimod ou au CpG, avec une expression et une sécrétion réduites de cytokines pro-inflammatoires (Baumann et al, 2010).

J. IMPLICATION DU TLR9 DANS LES INFECTIONS PAR D’AUTRES