S100A8 et S100A9 régule l'inflammasome NLRP-3

Les résultats obtenus dans la deuxième publication démontrent que S100A8 et S100A9 sont d'importants régulateurs de l'inflammasome NLRP-3. S100A8 et S100A9 induisent la synthèse de NLRP-3 et de pro-IL-1β via une activation de NF-κB dépendante de la production de réactifs oxygénés. En effet, l'inhibition de la production de ROS par l'utilisation du DPI ou encore

129

d'agents scavenger bloque la translocation de NF-κB ainsi que la synthèse de NLRP-3 et de pro-IL-1β.

6.2.1 Implication dans l'auto-immunité et l'auto-inflammation

La sécrétion d’IL-1β demeure sous le contrôle de différents inflammasomes. L’inflammasome NLRP-3 est le mieux caractérisé et l’implication de ce dernier dans l’immunité ainsi que dans le développement de maladies auto-immunes et auto-inflammatoires est bien décrit (Franchi et al., 2009). La sécrétion d’IL-1β mature requiert la synthèse de pro-IL1β. Nos résultats démontrent que les DAMP S100A8 et S100A9 permettent la synthèse des protéines NLRP-3 et de pro-IL1β. La synthèse de ces deux protéines est accompagnée d'une augmentation de l'activité de la caspase-1 ainsi qu'à une augmentation de la sécrétion d'IL-1β mature.

Dans un contexte d’auto-immunité et même d’auto-inflammation, où la cause exacte de l’inflammation demeure souvent inconnue, la synthèse de pro-IL-1β demeure sans doute un événement indésirable. En effet, l’IL-1β est maintenant ciblée de façon thérapeutique pour le traitement de plusieurs maladies inflammatoires chroniques et auto-inflammatoires (Dinarello, 2011). Pour ces pathologies, la neutralisation de l’IL-1β provoque une réduction marquée de la sévérité des symptômes, démontrant l’implication de cette cytokine dans la pathologie (Goldbach-Mansky et al., 2006, Hoffman et al., 2004). S100A8 et S100A9 favoriseraient ainsi la synthèse et la sécrétion d’IL-1β, contribuant au développement ou à l’exacerbation des pathologies. Il est intéressant de noter qu’on retrouve des concentrations élevées de S100A8 et S100A9 dans presque toutes les pathologies auto-inflammatoires également associées avec de fortes teneurs en IL-1β (Kessel et al., 2013). Par exemple, les syndromes périodiques associés à cryopyrine (CAPS) sont un groupe de maladies auto-inflammatoires, incluant le syndrome Muckle-Wells et le syndrome Neonatal-Onset Multiorgan Inflammatory Disease (NOMID), associé à une sécrétion incontrôlée d’IL-1β (Agostini et al., 2004, Janssen et al., 2004). On retrouve chez ces patients des concentrations élevées de S100A8 et S100A9 (Wittkowski et al., 2011). De plus, le traitement des patients CAPS avec des bloquants IL-1 démontre une amélioration de la condition des patients associée avec une normalisation des comptes de neutrophiles. En considérant le nouveau rôle de S100A8 et S100A9 dans la synthèse d’IL-1β, nos résultats suggèrent que la présence élevée de calgranulines contribue activement à ces pathologies auto-inflammatoires. D’autres pathologies auto-inflammatoires, comme la fièvre

130

familiale méditerranéenne, l’arthrite idiopathique juvénile, le syndrome PAPA et l’hypercalprotectinémie, sont toutes associées à la présence d’IL-1β et à de fortes concentrations de calgranulines (D Holzinger et al., 2013b, Kallinich et al., 2010, Sampson et al., 2002, Tasher et al., 2006, Wittkowski et al., 2008).

En plus de tous les autres rôles dans l’inflammation, l’IL-1β contribue également à la sécrétion de S100A8/A9 par les neutrophiles et les monocytes (Guignard et al., 1995, Suryono et al., 2003). S100A8 et S100A9 pourraient donc engendrer une boucle d’amplification inflammatoire en favorisant la synthèse d’IL-1β. Cette cytokine contribuerait alors à la sécrétion d’une quantité encore plus importante de S100A8 et S100A9, une théorie suggérée précédemment dans la littérature (Cesaro et al., 2012).

6.2.2 L'hypercalprotectinémie: un syndrome auto-inflammatoire associé aux

protéines S100A8 et S100A9

Les syndromes auto-inflammatoires, aussi appelés syndromes de fièvre périodique, sont une classe de désordres immunitaires dans lesquels on observe, entre autres, une dérégulation des processus inflammatoires et une absence d'auto-anticorps (Galon et al., 2000). Dans ces pathologies, la dérégulation de l'inflammation mène à une inflammation systémique associée à des épisodes inflammatoires aigus au niveau des articulations et de la peau combinée à des fièvres intenses (Stojanov et al., 2005). Les syndromes auto-inflammatoires regroupent plusieurs désordres inflammatoires génétiques comme la FFM, le CAPS, le TRAPS, le PAPA, le Periodic Fever, Apthous stomatis, Pharyngitis and Adenitis (PFAPA) et l'hypercalprotectinémie (D Holzinger et al., 2013b). L'hypercalprotectinémie fut d'abord identifiée par la présence de concentrations anormalement élevées de calprotectine et de zinc au niveau du sérum (Sampson et al., 2002). Les déficiences sévères en zinc sont connues depuis maintenant plusieurs années (Failla et al., 1982, Smith et al., 1976). Par contre, ce n'est que depuis récemment que l'on connait réellement les causes de ce désordre. Ce dernier est dû à deux mutations dans le gène PSTPIP1 E250K et E275K. Ces mutations engendrent l'augmentation de l'affinité de la calprotectine pour PSTPIP-1 (D Holzinger et al., 2013b). PSTPIP-1 est une protéine associée au cytosquelette d'actine et permet la formation de filopodes (Spencer et al., 1997). Il est intéressant de noter que la formation des filaments par PSTPIP1 est dépendante d'un réseau intact de tubuline et suggère une association directe ou indirecte avec les

131

microtubules (Waite et al., 2009), un événement possiblement régulé par S100A8 et S100A9 (Vogl et al., 2004). De plus, les mutations sur cette protéine (A230T et E250Q) favorisent l'association de cette dernière avec le domaine pyrine présent sur les protéines ASC et NLRP-3 (Shoham et al., 2003). Cette association provoque une augmentation de la sécrétion d'IL-1β chez les patients PAPA et hypercalprotectinémique (Yu et al., 2007). Nos résultats supportent donc l'implication de S100A8 et S100A9 dans la production d'IL-1, en partie responsable des épisodes d'inflammation et de fièvre chez les patients atteints de syndromes auto- inflammatoires, en particulier chez les patients hypercalprotectinémiques.

6.2.3 Rôles dans la réponse inflammatoire aiguë et l'immunité

Tel que mentionné précédemment, la régulation de l'inflammasome NLRP-3 par S100A8 et S100A9 s'avère un événement indésirable dans l'auto-immunité et l'auto-inflammation puisque dans ce contexte, la réponse inflammatoire est généralement incontrôlée. Par contre, l'état inflammatoire pathologique que l'on retrouve dans les désordres inflammatoires reflète nécessairement une contrepartie physiologique (Medzhitov, 2008). Autrement dit, la présence de médiateurs de l’inflammation, comme les protéines S100A8 et S100A9, joue d’abord et avant tout, un rôle bénéfique pour la défense contre les pathogènes. En effet, considérant l'importance de l'IL-1β dans la résistance aux pathogènes, la régulation de l'inflammasome NLRP-3 s'avère certainement bénéfique pour l'organisme. En effet, cette cytokine permet, entre autres, l'activation des COX, l'augmentation de l'expression des molécules d'adhésion des leucocytes en plus de l'induction de la synthèse de ROS et de iNOS par les phagocytes (Dinarello, 2009). Ainsi, nos résultats suggèrent que, dans un contexte d'infections par des pathogènes, la régulation de l'inflammasome NLRP-3 par S100A8 et S100A9 serait un événement favorable en contribuant à l’élimination des pathogènes.