Cours n 5: Inflammation et stress cellulaire

Page 1 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

UE1 : biologie cellulaire Pr Ea

Le 30/11/2018 de 13h30 à 15h30

Ronéotypeuses/Ronéoficheuses : Ludivine Demollière, Clara Cordani Wolfeler

Cours n°5:

Inflammation et stress cellulaire

Le cours étant identique à celui de l’année dernière, nous nous sommes contentées de reprendre et corrigée la fiche existante, en ajoutant bien sur les quelques détails précisés à l’oral pendant le cours.

Le professeur a accepté de relire la ronéo, on poste la version corrigée dès qu’elle est disponible !

I.

Autophagie

A. Les inducteurs métaboliques de l’autophagie B. Les senseurs du stress cellulaire

II.

L’inflammation

A. Définition clinique

B. Vue d’ensemble de la réaction inflammatoire III.

Les agresseurs = « inducteurs »

IV.

Les « senseurs »

A. Les signaux de danger B. Toll-like receptors

C. Mécanisme de reconnaissance du danger D. Activation de l’IL-1β

E. Les NRL

V.

Médiateurs/effecteurs

A. La réaction inflammatoire

B.

Exemple d’inflammation chronique

C. Mort cellulaire

D.

Retour à l’état initial via les facteurs lipidiques anti inflammatoire

VI.

La thérapeutique

Page 3 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

Stress cellulaires et inflammation Introduction:

Le stress cellulaire correspond à toute condition menaçant le fonctionnement normal d’une cellule (avec risque de mort ȼ), où la cellule se sent en « danger ». Le stress cellulaire est une défense de

l’organisme qui se traduit par une réponse inflammatoire dont le but est de revenir à l’état initial (sans danger). Le stress peut-être bénéfique (l’adaptation permet le retour à la condition normale) ou délétère (l’adaptation n’est pas possible et passe donc par la mort cellulaire par apoptose). Il faut donc des senseurs (capteurs pour ressentir le signal) pour permettre une réponse cellulaire efficace.

Il existe différents types de stress qui sont de natures diverses:

-environnementale (extracellulaire): infectieux, oxydatif, particulaire, microcristallin, irritant, ultraviolet, chimique, traumatique (coupure)…

-intracellulaire : métabolique, oxydait, réticulum endoplasmique, génétique…

I. Autophagie

Initialement, l’autophagie est définie comme un mécanisme de défense intervenant en cas de situation de danger ou de stress cellulaire (particulièrement en cas de carence nutritive ou énergétique). Il permet de dégrader des composants cytosoliques (organites) non indispensables en cas de mort imminente (dans un cadre de fonctionnement minimal) et d’utiliser ces produits de dégradation comme matière première pour la synthèse d’énergie, de nouveaux composés nécessaires à la survie cellulaire.

Ce mécanisme est aujourd’hui, très bien décrit et intervient dans de nombreuses fonctions de l’organisme (production acides aminés, énergie, renouvellement des organites, survie et mort ȼ, longévité…). Elle intervient aussi en pathologie dans les cancers, maladies inflammatoires, immunitaires, dégénératives.

On distingue:

-

La macro-autophagie (la plus souvent utilisée) : destruction de composés de grande taille intra cellulaire (organites, vésicules lipidiques, mitochondries, agrégats protéiques…). La macro-autophagie nécessite la synthèse de membrane (qui peut être néosynthétisée ou qui provient de la membrane cellulaire) pour entourer ses composés avant qu’ils soient détruits. Il y a d’abord la production de l’autophagosome (mb+organites) puis on observe une fusion avec un lysosome, ce qui donne un autolysosome (protéase/ enzyme de destruction+organites+mb). La destruction de ces organites donne de la matière première comme des acides aminés qui vont permettre la construction de nouvelles molécules ou d’énergie, et augmentent la longévité cellulaire. La synthèse de la membrane des

autophagosomes est régulée par de nombreuses protéines appelées les Atg (autophagy-related genes).

-

La micro-autophagie: destruction de composés de petite taille. Ici il n’y a pas de synthèse de membrane ; le lysosome ingère directement les petits composés pour les détruire afin d’obtenir de la matière première.

-

Autophagie-chaperon: intervention de protéines chaperons (=tiers) pour transporter/guider le substrat vers le lysosome où il va être détruit. Ici aussi on retrouvera de la matière première pour fabriquer de nouveaux éléments.

Un défaut d’autophagie des cellules ou protéines abimées provoque une augmentation de leur longévité, pouvant causer cancers, maladies inflammatoires, immunitaires ou encore dégénératives.

A. Les inducteurs métaboliques de l’autophagie 1. Déplétion énergétique

2. Déplétion acides aminés 3. Carence en fer libre 4. Excès d’ammonium

5. Excès d’acide gras saturé et insaturé 6. Diminution du ratio NADH/NAD+

7. Carence en acétyl-CoA (soit carence énergétique)

B. les senseurs du stress cellulaire

Le stress cellulaire est ressenti par la cellule via des senseurs capables, par exemple de reconnaitre un déficit en lipide. Il existe différents types de senseurs.

a) Les senseurs métaboliques de l’autophagie:

1. AMPK (adenosine monophosphate kinase) activée par une diminution de l’ATP, de la calmoduline kinase, de MAP3K. Elle stimule l’autophagie en inhibant mTORC1 et en activant ULK1(Unc 51-like kinase 1 = homologue humain atg1)

 mTORC1 (mechanistic Target Of Rapamycin Complex 1) est un inhibiteur de l’autophagie par inhibition de ULK1

2. EIF2α (Eukaryotic translation initiation factor 2α kinase) est activée par les protéines mal-repliées ou mal conformées, ou par accumulation de ARNt libre.

3. Sirtuine (histone déacétylase qui intervient dans la longévité) est activée par une diminution du ratio NADH/NAD+

Il y a un signal (diminution des réserves ou augmentation des déchets) qui active les senseurs qui eux même vont induire d’autres protéines plus puissantes que l’on appelle les effecteurs afin d’activer l’autophagie.

Le schéma ci contre est un résumé général, sont à connaître les senseurs expliqués ci-dessus.

(ne pas connaitre tout dans le détail mais le principe)

Rq: Ces senseurs métaboliques sont différents des Atg (plus spécialisé dans régulation de la formation des membranes).

b) Le senseur protéique dû à un stress protéique/stress du réticulum endoplasmique

En situation physiologique, si les protéines sont bien repliées elles sont exportées dans le cytoplasme. Si les protéines sont mal repliées elles sont dégradées par le protéasome.

En situation anormale on peut observer une accumulation de protéines mal-repliées ce qui entraine une réponse cellulaire UPR (Unfolded Protein Response) qui va soit inhiber la production de protéines mal repliées (régulation de la transcription des gènes ou de leur traduction) ou accélérer la dégradation des protéines par autophagie si elle est dépassée et que l’inhibition ne suffit plus.

Il existe 3 senseurs UPR:

1. PERK (Protein Kinase RNA-like ER kinase) qui permet l’autophagie et qui a une action anti- oxydante.

2. IRE1α et β (Inositol requiring transmembrane kinase) qui possède une activité RNase qui augmente contrôle de la qualité du repliement des protéines.

3. ATF6 (Activating transcription factor 6) qui permet une augmentation du contrôle de qualité du repliement des protéines et un contrôle de leur synthèse.

Le système UPR est impliqué dans de nombreuses fonctions physiologiques comme pathologiques.

Cette fonction est tellement importante que quelque soit l’organe atteint, si l’équilibre (création/destruction de protéines) n’est pas respecté, alors il y aura des pathologies.

Par exemple suite à un déséquilibre: (diapo non détaillée en cours, on les remet à titre indicatif)

-au niveau le cerveau, on peut voir des maladies neurovégétatives ou inflammatoires comme la sclérose en plaque, des cancers ou des AVC

-au niveau du coeur, on peut voir des ischémies cardiaques ou des crises cardiaques -au niveau de la fonction endocrine du pancréas, on peut voir de l’obésité ou du diabète -au niveau du foie, on peut voir une intolérance au glucose

-au niveau des intestins, on peut voir la maladie de Crohn -au niveau des os, on peut voir des phénomènes d’auto-immunité

Page 5 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

Le stress cellulaire se traduit par la réaction inflammatoire.

II. L’inflammation

C’est un phénomène physiologique de défense de l’organisme après une agression tissulaire dont le but est d’éliminer ou d’isoler l’élément pathologique et de réparer le tissu. Elle est nécessaire pour survivre à toute agression (lutte et réparation des tissus lésés). L’effet de cette réponse

inflammatoire est bénéfique si l’agent pathogène est détruit (inflammation aiguë) sinon il y aura un état d’inflammation permanent (chronique) qui est délétère et qui peut entrainer une perte de la fonction du tissu. En effet, l’inflammation chronique créer de la fibrose à la place du tissu et cette derrière n’est pas fonctionnelle. La persistance de l’inflammation peut-être due soit à la présence prolongée du

pathogène, soit à un problème dans la réponse anti-inflammatoire.

A. Définition clinique

L’inflammation se repère cliniquement grâce aux signes cardinaux de Celsius:

1. Rougeur

2. Chaleur (bactéricide)

3. Tumeur=gonflement (œdème)

Ces trois signes sont expliqués par une vasodilatation (rougeur) des capillaires proches de l’endroit atteint.

Le plasma peut donc diffuser dans les tissus (=exsudat)

=> aide pour les cellules de l’immunité

4. Douleur, médiée par des cytokines spécifiques comme: Badykinines, PGE2, substance P…

Le signal douleur est très important pour ressentir l’agression. Cela permet la mise en place d’une défense sinon les dégâts tissulaires sont plus importants = ALARME pour se défendre.

(5. Perte de la fonction tissulaire)

Exemple du panaris : infection sous-cutanée par un staphylocoque. Pour l’éliminer il faut crever l’abcès et déterger. Pour arrêter l’inflammation il faut stopper l’agression.

La réponse inflammatoire locale entraine la sécrétion de facteurs solubles (cytokines) ce qui induit une réponse systémique avec l’apparition de signes cliniques qui peuvent être:

-

Bénéfiques: fièvre qui diminue la résistance des bactéries.

-

Délétères: Cachexie, perte d’appétit, perte musculaire. Une fièvre prolongée augmente le catabolisme.

B. Vue d’ensemble de la réaction inflammatoire

Les inducteurs de l’inflammation peuvent être microbiens, bactériologiques, traumatiques (coupure chirurgical), physiques ou chimiques et provoquent une lésion tissulaire qui est un signal danger (sentinelle).

Ce danger est détecté par des senseurs spécifiques externes ou internes à la cellule, résidentes de l’organisme.

Quand le signal est capté, la cellule va mettre en place une réponse cellulaire rapidement grâce à des médiateurs (médiateurs solubles : lipidiques, protéiques, cytocliniques ; ou des facteurs cellulaires, cellules de l’immunité innée).

Les médiateurs activés vont recruter des cellules appelées des effecteurs (cellules résidentes de l’organisme agressé). Soit ces derniers arrivent à lutter contre le signal initial de l’inflammation, soit il y a une chronicité qui s’installe avec une perte de fonction progressive de la partie touchée et fibrose.

III. Les agresseurs = « inducteurs »

Ils peuvent être: - exogènes : microbiens, physiques, chimiques, traumatiques

- endogènes: « alarmines », produits de dégradation cellulaire et tissulaires, ADN altérés, oxydation, protéines non fonctionnelles, cristaux ( endogènes dus à un trouble du métabolisme cellulaire ex: cristaux d’urate de sodium qui créer une maladie inflammatoire appelée la goutte, la douleur intense au point que le patient ne peut pas marcher

La réaction inflammatoire peut être déclenchée par un dérèglement ou dysfonctionnement du système immunitaire, une mutation génétique (comme un gène qui code pour des protéines qui régulent l’inflammation ou comme des auto-anticorps qui déclenchent des inflammations chroniques => maladies auto-inflammatoires), un cancer, une maladie dégénérative.

Ces agresseurs vont être détectés par des « senseurs ».

IV. Les « senseurs » ( = les détecteurs)

Ce sont des cellules spécifiques qui possèdent des récepteurs spécifiques. Elles sont localisées dans le tissu blessé=résidentes: macrophages, mastocytes, fibroblastes, cellules endothéliales.

Elles reconnaissent l’agresseur par des récepteurs spécifiques. Ce sont des récepteurs de signaux « danger ».

Ils peuvent être dans la membrane pour les signaux exogènes, ou intra cellulaire pour les signaux endogènes.

Ainsi la cellule a mis en place différentes barrières qui s’adaptent aux dangers (ex: la membrane plasmique) A. Les signaux de danger

a) Signaux dangers exogènes:

Ils sont reconnus par des récepteurs de surface aux motifs pathogènes (PPR), les récepteurs TLRs qui appartiennent à la famille PRR qui reconnaissent pleins de motifs/ d’antigènes bactériens et microbiens. La famille TLR utilise les voies signalisations qui impliquent NF-κB.

b) Signaux dangers endogènes:

Ce sont des récepteurs intracellulaires appelés NLR qui reconnaissent plusieurs agresseurs.

NLRP3 est le grand complexe protéique qui régule en particulier la production de IL1 (très importante dans l’inflammation) /ASC/Cas1

Exemple des « cryopyrinopathies » qui est un groupe de maladie auto-inflammatoire à cause d’une mutation activatrices de NLRP3. Les symptômes de cette maladie sont déclenchés par le froid.

B. Toll-like receptors (famille des PPR)

Ils permettent une reconnaissance du « signal danger ». Il existe plusieurs membres dans la famille (11).

Ce sont des glycoprotéines transmembranaires qui forment des homo ou hétérodimère (TRL2/ TRL4++) De nombreux ligands microbiens (PAMP et protéines endogènes) et composants bactériens (parties de la mb bactérienne ou protéines bactériennes) se lient au TLR. Leur liaison va activer des voies de signalisation intracellulaires complexes via une protéine adaptatrice.

Rq: La voie intra cellulaire est la même que pour l’activation du IL-1R

Quelques exemples de TLR:

-TLR4 reconnait les lipopolysaccharides (LPS) composés principal des membrane de la bactérie

-TLR5 reconnait flagellin

-TLR9 (important+) reconnait les CpG de l’ADN bactérien ce qui induit une voie cellulaire spécifique -TLR3 reconnaît l’ARN double brin

Page 7 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

C. Mécanisme de reconnaissance du danger

étape 1: Reconnaissance du signal « danger » par les TLR qui se dimérisent et qui vont déclencher la voie intracellulaire induite par MyD88 (protéine intermédiaire).

Rq: La protéine intracellulaire adaptatrice partagée avec les récepteurs de IL 1 est: MyD88. Ainsi si on enlève cette MyD88, on enlève toute la signalisation intracellulaire de plusieurs TLR. Tout les TLR utilisent MyD88 sauf TLR3 qui est plutôt capable de reconnaitre des éléments en intracellulaire.

Cette voie intracellulaire passe par un facteur de transcription le NF-κB= dimère formé à partir de 5 protéines (RelA ou p65, Rel ou c-Rel, RelB, p50 et p52, association la plus fréquente P65/P50).

NF-κB peut être activé par de nombreux stimuli. Normalement, ce facteur de transcription est maintenu dans le cytosol sous forme inactive grâce à un inhibiteur = IκB (IκBα, IκBβ, IκBɣ et IκBε).

étape 2 : la dimérisation des récepteurs permet l’activation d’une kinase IKK (IκB kinase). Cette kinase contient 2 sous-unités catalytiques et une sous-unité régulatrice NEMO (3eme composante). Ainsi MyD88 sépare l’IKK de NEMO => IKK libre

étape 3 : levé de l’inhibition des IκB par phosphorylation via IKK et donc activation de NF-κB qui peut passer dans le noyau et activer les gènes cibles.

D. Activation de l’IL-1β

L’IL-1β est une cytokine pro-inflammatoire (action autocrine, paracrine et au niveau systémique) dont la synthèse est permise par 2 signaux:

-Le premier signal permet de synthétiser de la pro-IL-1β en passant par la voie de NF-κB.

Cette pro- IL-1β est stockée dans le cytoplasme.

-Le second signal (baisse du potassium dans la cellule) va activer NLRP3 (senseur

intracellulaire) qui forme un complexe avec caspase 1 et ASC dans l’inflammasome. L’activation de NRLP3 va activer la caspase 1 ce qui permet la maturation de la pro-IL-1β.

Rq: si l’activation de NRLP3 persiste on assiste à la mort cellulaire (domaine NOD non accessible).

NB : NF-κB est un facteur majeur

d’amplification de la réaction inflammatoire car il est activé par des cytokines, et active à son tour d’autres cytokines.

A retenir ++

NF-κB facteur de transcription majeur qui intervient dans la réaction inflammatoire. Son expression ubiquitaire et sa voie de signalisation intracellulaire sont majeures dans l’organisme vivant car sa délétion in utero chez l’animal est létale (-> implication dans

l’embryogenèse).

Il a de multiples fonction : régulation de nombreux gènes : IL-1, IL-6, IL-12, IL-18, TNF, iNOS, COX, etc… régulation du développement embryologique, la communication intercellulaire, la réponse

immunitaire innée et adaptative, la réponse inflammatoire, etc… NF- κB régule de nombreux processus physiologiques et pathologiques.

Il est aussi impliqué dans les pathologies inflammatoires, les pathologies cancéreuses, l’athérosclérose ou encore le diabète.

E. Les NLR (NOD Like Receptor)

C’est une grande famille décrite en plusieurs sous groupes. Leur structure protéique est bien définie ce qui permet de les classer:

- domaine NOD qui permet de faire des

oligomérisations, les NOD se lient à des NOD=>

formation de gros complexes

- domaine LRR permet de capter le signal danger

- domaine PYR qui permet l’activation de protéines qui ont le domaine PYR.

Ex: NLP3 qui va recruter d’autres protéines pour former un complexe protéique qui est formé

généralement de 3 protéines : NLRP3/ASK/Caspase1 Rq: différentes structures amènent à des fonctions différentes

Dans l’inflammasome, le NLRP3 est maintenu inactif, replié dans le cytosol. Lorsqu’il y a un danger, reconnu par le domaine LRR, il y'a un changement de conformation et libération du

domaine NOD. Cela va permet de faire une oligomersiation avec les protéines NLRP3. Ce qui entraine un regroupement de ASC via PYR (le PYR du NLRP3 reconnait le PYR du ASC). ASC a aussi un domaine CARD (CAspase Recruitment Domain) qui permet de recruter des caspases1 qui sont capables d’une autoactivation (via un autoclivage lorsqu’elles sont plusieurs procaspases). Les caspases1 activent ensuite les pro-IL1.

Il existe plusieurs activateurs de NLRP3. Cette protéine est capable de reconnaitre plein de dangers: microbiens, ioniques, endogènes (baisse du K+ ,baisse du métabolisme, baisse du glucose, baisse de l’atp), présence de cristaux (urate de sodium, cristaux calcique, cristaux amyloïde dans la maladie Alzheimer => état inflammatoire)

S’il y a une mutation du NLP3, on peut observer des pathologies comme l’urticaire lié au froid: c’est une maladie autosomique dominante créant des poussées inflammatoires récidivantes. Lors de ces poussées il y a: de la fièvre, urticaire, arthralgies, myalgies, céphalées, frissons. Ces poussées sont liées à l’exposition au froid et sont traitées par anti-IL1.

Ce n’est pas la seule pathologie due à cette mutation, celle-ci intervient dans de nombreuses maladies inflammatoires. On suggère actuellement que le mécanisme de régulation de NLRP3 est différent selon les tissus car sa mutation (identique à chaque fois) induit des manifestations différentes en fonction de l’endroit de l’organisme qu’elle touche (intestin, SNC, reins, peau…)

Page 9 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

V. Médiateurs/effecteurs

Les médiateurs régulent la réponse inflammatoire. Ce sont des cellules: cellules résidentes, leucocytes circulants, cellules endothéliales, plaquettes. Les cellules circulantes vont être attirées sur le site de l’infection par les facteurs solubles émis par les cellules résidentes= chimiokines (pro/anti-inflammatoires : IL-1b, TNFa, IL-10, TGFb…)

Toute réaction inflammatoire bien régulée doit produire des cytokines pro ET anti-inflammatoires (identifiées donc ciblées en thérapeutique)

Les cytokines anti-inflammatoires sont produites dès le début pour éviter que l’infection devienne

chronique. Le plus souvent, si l’inflammation se chronicise c’est soit parce que la production de cytokines/

facteurs anti-inflammatoires a été mal régulée par l’organisme (parce que problème génétique), soit parce qu’il y a une persistance de l’inflammation. Ainsi les cytokines peuvent être des cibles thérapeutiques.

Dans les facteurs solubles émis par les cellules résidantes, ont retrouve les facteurs de coagulation qui interviennent pour stopper le saignement des plaies ; le système du complément ; le système contact (premier qui arrive), les amines vasoactives (histamine, sérotonine…) et les facteurs lipidiques (ex: Acide Arachidonique, CycloOXygénase, ProstaGlandine, LeucoTriene). Ce sont aussi des cibles thérapeutiques.

Par exemple les AINS ont pour cible thérapeutique les COX1 (inhibition) => diminution des prostaglandines => diminution de la réaction inflammatoire

A. La réaction inflammatoire Elle se déroule en plusieurs étapes :

1. Initiation: c’est la phase vasculaire. Elle permet l’activation des senseurs qui vont recruter des médiateurs et des effecteurs. Lorsque les effecteurs arrivent il y a une amplification.

2. Amplification : phase cellulaire. Quand les effecteurs primaires arrivent sur le site ils produisent des médiateurs secondaires qui activent des effecteurs secondaire => amplification du signal initial 3. Phase Résolution-réparation / phase chronicisation

Réponse locale (qui se traduit par les Signes cardinaux) qui suffit généralement à arrêter la réaction inflammatoire (résolution) mais parfois pas elle n’est pas suffisante. Il y a donc une réponse systémique (médiée par des facteurs solubles) se traduisant par de la fièvre, une cachexie, une production protéines inflammatoires hépatiques..

L’initiation permet l’activation des cellules résidentes qui produisent des chimiokines. Ces chimiokines vont faire un gradient de concentration pour attirer les cellules circulantes (++ vers le site lésé). Les cellules circulantes (PNN, Monocyte) ont des récepteurs spécifiques de ces chimiokines. La liaison des

chimiokines à leur récepteur spécifique active la cellule circulante. Cela permet la production de récepteurs pour se lier avec les cellules endothéliales et les cellules circulantes vont pouvoir faire une diapédèse pour entrer dans la matrice extracellulaire.

L’activation les cellules résidentes permet aussi la production de molécules qui vont permettre la vasodilatation (++ histamine et sérotonine). Il y a donc un relâchement des cellules musculaires lisses et des parois endothéliales. Cela entraine un exsudat

plasmatique => signe clinique : gonflement et chaleur locale

L’amplification : les cellules circulantes sont activées et vont produire des facteurs solubles. Ces derniers sont souvent préformés ce qui permet une réponse rapide et brutale (pas besoin de néo synthèse). Les amines vaso- actives sont stockées dans des vésicules spécifiques et lorsque les cellules sont activées, elles vont dégranuler plus rapidement. Ex: mastocyte qui dégranule d’histamine et trispsine.

En même temps libération d’autres médiateurs qui eux sont néo formés et qui vont permettre l’amplification (attirer d’autres cellules).

Les médiateurs lipidiques (ex : PL

membranaires) de l’inflammation proviennent le plus souvent de la membrane cellulaire qui est modifiée par des enzymes spécifiques comme la phospolipase A2 qui va produire de l’acide arachidonique qui va être lui même métabolisé par d’autres enzymes spécifiques:

-COX (1/2) => prostaglandine

-lipoxygénase (plusieurs types)=> leucotriènes Rq: En fonction de la séquence d’activation des LO (lipoxygénases) il y a production soit de médiateurs lipidiques pro- inflammatoires (prostaglandines, leucotriènes), soit de médiateurs pro- résurrectifs/anti- inflammatoires (lipoxine ou résolvine).

L’amplification cellulaire permet l’activation des cellules par des cytokines qui vont activer d’autres cellules

=> boucle d’amplification.

La réponse locale ou systémique dépend des médiateurs solubles (cytokines pro-inflammatoires, notamment : IL-1/6, TNFalpha) qui peuvent diffuser à distance. Leurs actions portent:

-

sur le SNC (température, appétit, le catabolisme cellulaire)

-

sur le foie (production de protéines spécifiques de la

réaction inflammatoire, permet de quantifié l’inflammation en dosant le taux de production de protéines activées par

l’inflammation, comme le taux de CRP circulant ++ utilisé )

-

sur les cellules inflammatoire qui vont produire des cytokines et des éléments qui vont permettre de combattre l’agression.

Page 11 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

Si c’est une agression bactérienne les PNN vont libérer des filets d’ADN ou nets (très toxiques pour les bactéries=

nétose) pour emprisonner les bactéries contenant des enzymes/protéases liées à l’ADN ce qui va permettre de piéger les bactéries et de les détruire. On observe aussi une libration de radicaux libres (délétères pour les bactéries mais aussi les cellules) et d’enzymes. Le but est la destruction et l’élimination de l’agent pathogène.

Résolution-réparation/chronicisation: lorsque l’agent pathogène a été détruit il y a une phase de résolution qui s’installe. Elle dépend principalement de l’agent toxique (facteur de l’agression initiale) car sil n’est pas éliminé il n’y a pas de résolution possible. Ce phénomène est aussi sous la dépendance d’autres facteurs:

-

facteurs cellulaires: arrêt des cellules circulantes : arrêt de l’influx des PNN, arrêt de l’arrivée des cellules inflammatoires, modification du phénotype des macrophage (M1 inflammatoire ->M2 anti-inflammatoire) phénotype initialement inflammatoire puis anti.

-

facteurs solubles: cytokine anti-inflammatoire (TGF-B, IL-10)

-

facteurs lipidiques anti-inflammatoires (resolvine, lipoxine, protectine)

Rq: Les bactéries à développement intracellulaire sont les plus difficiles à combattre. Si elles n’ont pas été identifiées par la cellule, elles sont responsables d’infections chroniques. Ex: avant la tuberculose était une infection chronique. Depuis l’air des antibiotiques capables de destructions intracellulaires, elle peut être traitée.

L’inflammation a une régulation très complexe et qui fait intervenir pleins de protéines (au niveau de la mort des cellules, cytokine,.. ) ne pas connaitre le tableau c’est juste pour donner un ordre d’idée. Il a été réalisé en 2010, aujourd’hui, beaucoup d’autres gènes ont été découverts.

B.Exemple d’inflammation chronique, la fièvre périodique

Mutation génétique autosomique dominante, activatrice du récepteur du TNF. Les patients ont donc un taux de TNF beaucoup plus élevé que la norme car ils ont toujours le récepteur à la membrane. On observe chez ces patients des signes récidivants de fièvre, arthrite, atteinte cutanée, sérite, conjonctivite, douleurs au niveau de la plèvre ou du péritoine.

C.Mort cellulaire

Par nécrose (mort par agression) ou apoptose (mort cellulaire programmée)

Lorsque que le macrophage « mange » une cellule en apoptose il y a une diminution de la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires (TNF, IL1- β et IL-8, une chimiokine qui attire les PNN au site

d’inflammation) et augmentation de la sécrétion de cytokines anti- inflammatoires (TGF-β, IL-10). C’est inverse si le macrophage « mange » une cellule en nécrose => en fonction de la cellule ingérée, la réponse sera différente.

Produits par l’acide arachidonique

D.Retour à l’état initial via les facteurs lipidiques anti inflammatoire

Expérience 1: sur une souris, création d’une cavité artificielle (air à l’intérieur) qui permet d’injecter ce que l’on veut comme du TNF, des prostaglandines ou de la lipoxine A et de regarder leur variation en fonction de l’infection.

Pour le TNF et les prostaglandines, on observe leur augmentation tout de suite après la déclaration de l’infection => pro-inflammatoire.

Pour la lipoxine A4, on voit qu’elle n’est pas active durant les pics de TNF/prostaglandine (=>pas une pro-inflammatoire) mais elle s’active juste à la fin de l’infection (chute des pics de TNF/prostaglandines) => anti inflammatoire.

Expérience 2: la résolvine E1 qui régule l’interleukine 23

Lors d’une inflammation respiratoire la résolvine E1 permet de réduire l’inflammation (+ rapide) (voir photo avant/après) en réduisant les différentes cellules impliqués dans l’inflammation (PN éosinophile, lymphocyte, macrophage), en réduisant le nombre de cytokines pro-inflammatoires (IL17,IL23,IL6) et en augmentant le nombre de cytokines anti-inflammatoires (INFgamma)

La lipoxine et la resolvine sont des médiateurs lipidiques anti-inflammatoires qui proviennent du métabolisme de l’acide arachidonique. Ils possèdent des récepteurs cellulaires spécifiques à 7 domaines transmembranaires. En fonction de la cellule activée par la liaison du facteur lipidique anti- inflammatoire à son récepteur spécifique, les réponses sont différentes.

Ex: -pour les PNN, la liaison de lipoxine à son récepteur entraine une diminution de son pouvoir migratoire donc diminution des PNN dans l’infiltrat plasmatique.

-pour les monocytes, cela entraine une différenciation en macrophage anti inflammatoire.

-pour les cellules endothéliales, cela entraine une diminution de vascularisation du site inflammatoire.

-pour les cellules mésenchymateuses, cela entraine une diminution de la prolifération de ces cellules et donc diminution de la fibroses.

Ces facteurs lipidiques anti inflammatoires on une action indirecte inhibant la production de lipides inflammatoires.

Les 3 facteurs lipidiques anti-inflammatoires agissent à différents niveaux :

- au niveau de l’infiltrat en diminuant l’influx des PNN - au niveau du phénotype des macrophages en favorisant le switch M1/M2 => diminution de la sécrétion de facteur pro inflammatoire.

Le but est de permet un retour à l’état initiale.

Page 13 sur 14 Ronéo 10 UE1 cours 5

VI. La thérapeutique

a) corticoïde=AIS (anti-inflammatoire stéroïdien)

Possible résolution systémique par la production de corticoïde qui est une molécule avec une action anti- inflammatoire, sécrétée par les surrénales et stimulée par l’ACTH (axe hyphothalamo-hypophysaire) Elle possède des propriétés anti-inflammatoires mais aussi cataboliques ou de production de glucose.

Possible utilisation de corticoïdes de synthèse en thérapeutique (ils ont un effet anti-inflammatoire beaucoup plus élevé que les corticoïdes physiologiques). Cela a révolutionné la prise en charge des patients dans les années 50 mais il y a eu beaucoup d’effets secondaires découvert plus tard.

Ex : effet catabolique sur le muscle : myopathie cortisonique (destruction musculaire), ostéoporose (destruction os), intolérance au glucose (diabète induit), poussée d’hypertension, cataracte, problèmes de cicatrisation et dérèglement du système immunitaire qui favorise les infections.

NB : On peut aussi utiliser des antihistaminiques pour atténuer une réaction inflammatoire.

b) AINS (anti-inflammatoire non stéroïdien)

Il existe 3 types d’effets secondaires des AINS : Digestif (ulcération), rénal (insuffisance rénale) et cutanée (réactions allergiques graves).

En effet : COX1 (constitutive) est importante dans la réparation des muqueuses => complication des AINS

= ulcère digestif (20000 mort par an au USA à cause des AINS) c) anti-cytokines ciblées

Si l’on connait le rôle pathologique dû à une cytokine spécifique alors il existe la possibilité d’injecter un anticorps anti-« cette cytokine ». C’est le plus utilisé actuellement car il y a moins d’effets secondaires.

Rq : de manière générale plus c’est ciblé moins il y a d’effets secondaires

Ex: TNFalpha intervient dans la maladie de Crohn=> 60/70% des patients qui répondent bien à l’anticorps anti TNFalpha.

Possibilité dans certaines maladies inflammatoires d’avoir plusieurs cibles thérapeutiques.

Ex: dans la polyarthrite rhumatoïde il y a en 5cibles, dans maladie de Crohn TNF4 IL23 ++

Conclusion

La réaction inflammatoire est soit résolue et dans ce cas on dira qu’elle était adaptée, soit elle devient chronique dans ce cas elle devient pathologique.

Ex: de maladies inflammatoires chroniques

• Maladies infectieuses: tuberculose, bilharziose, VIH, VHC, VHB

• Maladies auto-inflammatoires: CAPS syndrome, TRAPS

• Maladies auto-immunes: lupus, polyarthrite rhumatoïde, thyroïdite, diabète

• Maladies tumorales

• Maladies cardiovasculaires: athérosclérose

• Maladies neurologiques: Alzheimer, sclérose en plaque, Parkinson

• Maladies rhumatologiques: goutte, chondrocalcinose, arthrose

Cassededi aux potos du début d’année Nioushnioush, Margaux et Acyl ; même si on passe moins de temps tous ensemble au fur et à mesure on vous kiffe 4ever

Et cassededi à mes coupains amateurs de salade qui se reconnaîtront

Grosse bise sur vos fesses

Page 15 sur 14

Ronéo 10 UE1 cours 5