Ligand CD 40 soluble

La première observation témoignant de l’importance fondamentale de l’axe CD₄₀/CD₄₀L dans l’immunité provint de patients souffrants du syndrome hyper-IgM couplé au chromosome X, chez lesquels une mutation génétique au niveau du gène du CD40L cause une anormalité sévère de la réponse immunitaire humorale et la production d’anticorps (IgG, IgA et IgE) (101) lié à un défaut d’interaction entre le CD₄₀L et le CD₄₀. Par la suite, la découverte de l’expression quasi ubiquitaire du complexe CD₄₀/CD₄₀L au niveau du système vasculaire et l’élucidation des diverses fonctions physiopathologiques à composante inflammatoire, changèrent la perception du CD40/CD40L comme un simple régulateur de l’immunité.

6.1. Le ligand CD

Le ligand CD40 est une glycoprotéine membranaire du type II, de 30 kDa à 33 kDa présentant des homologies de séquence avec les molécules de la famille du TNF. Il est principalement détecté chez les lymphocytes T et les plaquettes activées. Mais il est également exprimé, au niveau vasculaire, par les CE, les CML les macrophages (102).

La protéine du CD₄₀L est constituée de 261 acides aminés, dont l’extrémité carboxy-terminale est orientée à l’extérieur de la membrane cellulaire alors que la partie N-terminal est intracellulaire. Le gène codant pour le CD40L humain est localisé sur le chromosome X (locus Xq26.3-Xq27.1) et organisé autour de 5 exons (figure 16) (103).

Figure 16 Structure du gène et de la protéine du CD40L humain (104).

A/ Structure cristallographique (gauche) schématique (droite) de la protéine du CD40L (monomère). La région extracellulaire de la molécule comprend le domaine C-terminal, tandis que le domaine N-terminal se retrouve dans la région intracellulaire. Cette organisation est typique des protéines appartenant à la famille du TNF.

B/ Le gène qui code pour le CD40L contient 5 exons codants pour les différentes régions de la protéine (IC= intracellulaire; TM= transmembranaire; EC=extracellulaire)

6.2. ligand CD

soluble

Des formes solubles du CD₄₀L dérivées de la partie extracellulaire, sont produites à partir du CD₄₀L membranaire lors de l’activation des lymphocytes T, la principale ayant un poids moléculaire de 18 kDa. Qu’elles soient natives ou recombinantes, ces formes solubles semblent se présenter sous forme oligomérique et surtout trimérique. Le CD₄₀L est présent sous sa forme intégrale dans la plaquette, mais une forme soluble du CD₄₀L de 18 kDa est également libérée par la plaquette lors de son activation. Par analogie avec le TNFα, il est vraisemblable que la production des formes solubles du CD40L fait appel à un mécanisme protéolytique, qui n’a cependant pas été identifié ; la régulation de ce mécanisme par l’intégrine

α

β

Le CD40L soluble est capable de se fixer au CD40 et de reproduire la série de réponses biologiques résultant de l’engagement de celui-ci. Ce dernier point est cependant contesté pour le CD₄₀L soluble dérivé des plaquettes, qui ne semble notamment pas capable d’engager le CD₄₀ à la surface de la cellule endothéliale (106). Cependant, l’augmentation de la concentration plasmatique de la forme soluble du CD40L chez les patients présentant différentes pathologies auto-immunes ou du système cardiovasculaire suggère que cette augmentation pourrait jouer un rôle pathologique (107).

6.3. Le récepteur CD

CD₄₀, le récepteur de haute affinité du CD₄₀L, est une protéine transmembranaire de type I de 48 kDa appartenant à la famille des récepteurs du TNF (108). Le gène du CD40 se retrouve dans la région q12.13.2 du chromosome 20 et comprend 9 exons d’une longueur totale de 16.3 kb (109). L’exon I code pour la séquence promotrice de la protéine, les exons II-VI pour le domaine extracellulaire, l’exon VII pour le domaine transmembranaire et les exons VIII et IX codent pour le domaine intracellulaire du CD40. La protéine finale contient au total 255 acides aminés, dont la majorité (171 acides aminés) forme la région extracellulaire de la molécule (110).

Contrairement au CD₄₀L, le domaine C-terminal du CD₄₀ est situé dans la région intracellulaire et le domaine N-terminal se retrouve du coté extracellulaire. La région extracellulaire du CD40 est principalement constituée d’une séquence répétitive riche en résidus cystéines (20 au total), divisée en quatre domaines comprenant chacun un arrangement de deux sous domaines parmi un total de quatre (A1, A2, B1 et B2) (Figure 17).

En plus des lymphocytes B, le CD₄₀ est exprimé par diverses cellules; CE, fibroblastes, cellules épithéliales et les plaquettes ainsi que des cellules du système immunitaire. Ce qui suggère que le couple CD40L/CD40 intervient également en dehors de l’activation des lymphocytes B. L’expression du CD40 est, en règle, faible à l’état basal et augmentée par un ensemble de signaux inflammatoires comme ceux délivrés par l’interféron γ, le TNF-α ou l’interleukine-1 (111).

Figure 17 Structure du gène et de la protéine du CD40 humain (104).

A/ Le gène du CD40 contient 9 exons codant pour les domaines extracellulaire, transmembranaire et intracellulaire de la protéine (Leader= séquence promotrice; EC=extracellulaire; TM=transmembranaire; IC=intracellulaire).

B/ La protéine du CD40 est principalement constituée d’un long domaine extracellulaire contenant une séquence de 20 résidus cystéines (lignes horizontales) divisée en quatre domaines comprenant chacun deux sous-domaines.

6.4. Rôle physiologique du complexe CD

/CD

L

Le complexe CD₄₀/CD₄₀L est présent au niveau de la grande majorité des cellules du système vasculaire ainsi que les cellules immunitaires principalement les lymphocytes T et B. Il possède une fonction importante dans l’inflammation, en plus de son rôle crucial dans les réactions immunitaires, cellulaires et humorales.

Plusieurs données expérimentales pointent vers l’importance du complexe CD40/CD40L dans l’apoptose cellulaire. Cependant, la liaison du CD40 semble induire, soit un signal pro-apoptotique, soit un signal anti-apoptotique (survie cellulaire), tout dépendant du type cellulaire.

En général, l’activation du CD₄₀ au niveau des lymphocytes B et T induit un signal antiapoptotique et de survie cellulaire, tandis que son activation au niveau de plusieurs lignées tumorales, telle que la lignée lymphoblastique B, entraîne l’apoptose cellulaire (112).

6.5. Rôle dans la pathologie de l’athérosclérose

L’interaction entre le CD₄₀ et CD₄₀L engendre une cascade d’événements impliqués dans les stades initiaux et tardifs de l’athérosclérose. Balla et al ont investigué la relation entre le ligand CD₄₀ soluble et l’athérosclérose (113). Ils ont trouvé que le taux de ce ligand est élevé chez les patients avec des MCV.

6.5.1. Stade initial

En 1998, Mach et al. démontrèrent que le traitement des souris dyslipidémiques à l’aide d’un anticorps anti-CD₄₀L réduit significativement la taille et le contenu en lipides des lésions athérosclérotique (114). Par la suite, Lutgens et al. confirmèrent ces résultats par approche génétique en démontrant que la surface de la plaque chez la souris CD₄₀L-/-/ApoE-/- est 5.5 fois moins importante que chez la souris ApoE-/- (115). De plus, ces souris démontrent un contenu en collagène largement plus riche que les souris témoins, illustrant ainsi la stabilité de la plaque. Finalement, l’administration d’un anticorps anti-CD40L chez la souris ApoE-/-, soit au début de l’athérosclérose ou une fois les lésions bien développées, stabilise et diminue le contenu lipidique de la plaque, ce qui témoigne de l’importance du complexe CD40/CD40L au niveau des différents stades de l’athérosclérose (116).