A- Les cellules dendritiques
6. Production de cytokines
La maturation des DCs s’accompagne de la production d’un vaste panel de cytokines. Les cytokines produites sont conditionnées par les signaux reçus par les DCs au cours de leur maturation. Elles jouent un rôle essentiel dans l’amplification de l’inflammation, l’orientation de la polarisation de la réponse T, et/ou dans la régulation de l’activation immunitaire. Les principales cytokines produites et leurs fonctions sont détaillées ci-dessous.
a) Le facteur de nécrose des tumeurs alpha (TNF-α)
Le TNF-α appartient à la superfamille des "tumor necrosis factor" qui est constituée de différents facteurs solubles ou membranaires (
Chu 2013
). Initialement, il a été découvert pour sa propriété de nécrose des tumeurs (Carswell, Old et al. 1975
) mais on sait aujourd’hui qu’il présente un large spectre d’activités. Il est produit majoritairement par les monocytes, les macrophages, et les DCs, mais les neutrophiles, les cellules Natural killer (NK) et les LT en synthétisent également (Skinner, MacIsaac et al. 2005
;Buscemi, Ramonet et al. 2007
). C’est un acteur essentiel de la réponse immunitaire innée et de la réponse inflammatoire. Il est produit très rapidement suite à l’activation cellulaire. Les niveaux d'ARNm augmentent brusquement en 15 à 30 minutes après activation. La protéine est produite sous forme de précurseurs transmembranaire de 26 kDa, avec un domaine cytoplasmique et une extrémité C-terminale à l’extérieur de la cellule. Elle peut être clivée par une métalloprotéase membranaire appelée TNF convertase enzyme (TACE) (Gearing, Beckett et
al. 1994
) pour donner un facteur soluble. Le TNF-α libéré (17 kDa) peut s'assembler en trimère, pour trouver sa forme biologiquement active (Aggarwal and Kohr 1985
). Il peut donc exercer sa fonction, soit à distance par la forme soluble, soit lors de contact intercellulaire par la forme membranaire (Kriegler, Perez et al. 1988
). Le TNF-α agit en se fixant sur son récepteur TNFR. Il43 existe deux récepteurs connus TNFR1 et TNFR2. Cependant, la forme soluble du TNF-α ne semble activer efficacement que le TNFR1. Suite à sa fixation, le TNF-α active une cascade de signalisation complexe qui conduit principalement à l’activation des facteurs de transcription NF-κB et AP-1 (
Cabal-Hierro and Lazo 2012
). Ces facteurs, une fois transloqués dans le noyau vont pouvoir activer l’expression de nombreux gènes, impliqués dans la réponse immunitaire. Ainsi, le TNF-α induit la libération de molécules de la défense immédiate (radicaux libres, monoxyde d’azote, métalloprotéases, PGE2, PAF). Il active la production en cascade de nombreuses autres cytokines pro-inflammatoire (IL-1β, IL-6,…) visant à amplifier la réponse inflammatoire. Il favorise également le recrutement et l’activation de cellules immunitaires effectrices. Il active également la production de son régulateur l’IL-10. Enfin, le TNF-α active de nombreux gènes impliqués dans la maturation des DCs comme les molécules de co-stimulation positives et le CMH-II. Ainsi, il joue un rôle essentiel dans la défense anti-infectieuse. Il est aussi impliqué dans des pathologies telles que l’asthme et le choc septique (Skinner, MacIsaac et al. 2005
) en cas de dérégulation.b) L’interleukine-1β (IL-1 β)
L’IL-1β est une cytokine clé dans le déclenchement de la réponse inflammatoire. Elle est produite par un nombre limité de cellules telles que les monocytes, les macrophages, les cellules microgliales et les DCs. Sa production est étroitement régulée. Elle est produite sous la forme de pro- IL-1β (31 kDa) et son activation est contrôlée par l’ « IL-1β converting enzyme » également appelé la caspase 1. L’activation de la caspase 1 est elle-même contrôlée par un ensemble complexe de protéines intracellulaires appelé l’inflammasome. Suite à sa libération l’IL-1β va entrainer la production en cascade d’une série de médiateurs de l’inflammation tels que l’IL-1β, l’IFN-, le TNF-α, l'IL-6 et les chimiokines CXCL1 et CXCL2. L'IL-1β est une cytokine pléiotrope, qui exerce un large spectre d’activité dont la plus part se recoupent avec les autres cytokines pro-inflammatoires dont le TNF-α (
Dinarello, Simon et al. 2012
).c) L’Interleukine-6 (IL-6)
L’IL-6 est une petite glycoprotéine de 21kDa. Elle est produite par de nombreux types cellulaires incluant des cellules immunitaires comme les cellules présentatrices d’antigènes (monocytes, macrophages et DCs), les lymphocytes (T, B, et NK) et non immunitaires comme les cellules endothéliales et les fibroblastes. Sa production est induite par de nombreux stimuli comme l’activation des TLRs tel que le TLR4 ou, sous l’effet d’autres cytokines telles que l’IL-1β et le TNF-α. Son récepteur : l’IL-6R est une protéine transmembranaire possédant une région intra-cytoplasmique très courte si bien que la liaison de l'IL-6 n’induit pas de réponse. Pour signaliser, le complexe de IL- 6/IL-6R doit s’associer avec une autre protéine transmembranaire, la gp130 (
Rose-John 2012
). Ce complexe de récepteur permet à l’IL-6 d'initier la signalisation intracellulaire via la voie JAK / STAT (Rincon 2012
).L’Il-6 possède un large spectre d’activités parmi lesquelles : l’activation des hépatocytes, des neutrophiles, des macrophages et des LT et LB. Au cours de la réponse innée, elle est le troisième acteur central de la réponse inflammatoire avec l’IL-1β et le TNF-α. L’IL-6 est à l’origine de la fièvre
44 avec l’IL-1β. En agissant sur les hépatocytes elle active la production des protéines de la phase aigue incluant la C-reactive proteine, le fibrinogène, et la serum amyloïde protéine A. Elle active également les LB et joue un rôle essentiel dans la différenciation des LB en plasmocytes producteurs d’immunoglobulines. L’IL-6 est aussi une cytokine polarisante qui module la différentiation des LT auxiliaires. Elle favorise la différentiation des LTh2 en augmentant la production des cytokines pro- Th2 comme l’IL-4, et l’IL-13. En combinaison avec le TGF-β elle est essentielle à la différentiation en Th17, et au contraire, elle inhibe la différentiation des LT régulateurs. Ainsi, l’IL-6 régule la balance entre tolérance et activation immunitaire. Enfin, l’IL-6 est également associée avec la différentiation des LTfH en activant le facteur de transcription BCL-6 essentiel à leur différentiation (
Swain,
McKinstry et al. 2012
).d) L’interleukine-12 (IL-12)
L’IL-12 est une glycoprotéine hétérodimérique de 70 kDa. Elle est constituée de deux sous- unités, une de 35 kDa (p35) et une de 40 kDa (p40) reliées par un pont disulfure. Les protéines p35 et p40 sont codées par deux gènes différents et leur expression est régulée de façon indépendante. Alors que p40 est inductible, p35 est exprimée de façon constitutive. Lorsque ces deux sous unités sont exprimées dans la même cellule, elles forment une protéine IL-12p70 active. Ces sous-unités forment aussi des hétérodimères avec d’autres protéines. Ainsi p40 s’associe avec p19 pour former l’IL-23 et p35 se lie avec Ebi3 pour former l’IL-35 mais ces deux autres cytokines de la famille de l’IL- 12 ont des fonctions bien différentes (
Vignali and Kuchroo 2012
).L’IL-12p70 est produite principalement par les cellules présentatrices d’antigènes dont les macrophages, et les DCs. Elle joue un rôle majeur dans la polarisation des LT vers le profil Th1 producteur d’IFN-γ. Elle agit en se fixant à son récepteur présent sur les LT. Celui-ci est composé de deux sous unité IL-12Rβ1 et IL-12Rβ2. L’interaction IL-12p70-récepteur induit une signalisation qui passe par les voies JAK/STAT. Au final, l’IL-12 augmente l’expression du facteur de transcription T- Bet, le régulateur majeur de la différentiation Th1, et inhibe la différentiation en Th2.