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Dépôt Institutionnel de l’Université libre de Bruxelles / Université libre de Bruxelles Institutional Repository
Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:
Henry, E. (2007). Dendritic cells genetically engineered to express IL-10 induce long-lasting antigen-specific tolerance in experimental asthma (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté des Sciences – Sciences biologiques, Bruxelles.
Disponible à / Available at permalink : https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/210584/8/e0c7554b-1d01-485a-9df7-994d73ac2348.txt
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DBM 00719
UNIVERSITE UBRE DE BRUXELLES Faculté des Sciences
Institut de Biologie et de Médecine Moléculaires Unité de Physiologie Animale
Induction à long terme d’une tolérance spécifique de l’antigène dans un modèle murin d’asthme expérimental
en adrniriistrant des cellules dendritiques génétiquement modifiées sécrétant de l’IL-10
Emmanuelle Henty
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Thèse présentée en vue de Pobtention du titre de Docteur en Sciences
Promoteurs : Dr Muriel Moser / Dr Fabrice Bureau
Décembre 2007
UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES Faculté des Sciences
Institut de Biologie et de Médecine Moléculaires Unité de Physiologie Animale
Induction à long terme d’une tolérance spécifique
de l’antigène dans un modèle murin d’asthme expérimental en administrant des cellules dendritiques génétiquement
modifiées sécrétant de l’IL-10
Emmanuelle Henry
Thèse présentée en vue de l’obtention du titre de Docteur en Sciences
Promoteurs : Dr Muriel Moser / Dr Fabrice Bureau
Décembre 2007
REMERCIEMENTS
Je souhaiterais tout d’abord remercier le Fonds pour la formation à la Recherche dans l’Industrie et dans l’Agriculture qui m’a permis, par son soutien hnancier, de réahser ces cinq années de recherches, et, en particulier, merci à Madame Simoen.
Un énorme merci à mes deux promoteurs de thèse, Muriel et Fabrice, pour leur gentillesse, leur grande disponibilité et leurs précieux conseils scientifiques. Merci Muriel de m’avoir redonné l’envie de poursuivre ma thèse de doctorat et de m’avoir accueillie au sein du laboratoire de Gossehes. Merci Chef de m’avoir confié ce beau projet et d’avoir toujours trouvé du temps pour moi. Merci aussi de m’avoir transmis cette rigueur dans le travail.
Je tiens à remercier Jacques Urbain, Josiane Roscam, Claude S 2 pirer, Cyril Gueydan et Bart Lambrecht qui m’ont fait l’honneur de constituer mon jury de thèse. Merci aussi à l’équipe de Philippe Gosset pour leur aide au niveau des analyses sériques et à l’équipe de Kns Thielemans pour nous fournir en GM-CSF.
Merci aux membres du GIGA de Liège, pour leur collaboration et leur bonne humeur...Merci à toi Denis pour ta gentillesse et ta disponibilité.
Merci Virginie, pour ton aide technique, pour ta patience et ta persévérance lorsque les productions lentivirales ne fonctionnaient pas.
Je remercie également tous les membres du laboratoire, passés et présents, pour leurs petits coups de main, leurs conseils et leur bonne humeur. Plus que de simples collègues, certains sont devenus des amis. Je pense à vous Geoffroy, Caro, Soraya, Valou, Françoise, Isa, Marjorie, Delphine, Alice,... et tous les autres qui se reconnaîtront.
Merci à mes amies toujours là... Isa, Véro, les 2 Catherine, Marie-Claire, Christine, Amparo. J’ai beaucoup de chance de vous avoir à mes côtés !!!
Merci à ma fantille pour leur amour et leur patience durant ces derniers mois. Merci à mes parents de m’avoir donné la chance d’arriver jusqu’ici. Merci Marraine d’avoir relu ma thèse. Merci Tante pour ton écoute et pour m’avoir permis de voir la vie de façon différente. Merci aussi à mes petits rayons de soleil Lauréline et Noah.
Enfin, Emeline et François, le dernier merci sera pour vous. Votre amour et les merveilleux
moments que nous passons ensemble m’ont encouragé à donner le meilleur de moi-même.
TABLE DES MATIERES
ABREVIATIONS 3
INTRODUCTION 5
I. L’asthme atopique 5
1.1 Généralités sur l’asthme atopique 5
1.2 L’inflammation asthmatique V
1.2.1 Preuves de l’importance de l’inflammation dans l’asthme 7 1.2.2 Les différentes phases de l’inflammation asthmatique 10 1.2.3 Les lymphocytes T CD4^ de type 2 orchestrent l’inflammation asthmatique 11 1.2.3.1 Rôles des cytokines produites par les lymphocytes Th2 13
1.2.3.2 Polarisation des lymphocytes Th2 15
1.2.4 Les cellules dendritiques 16
1.2.4.1 Types de cellules dendritiques 16
1.2.4.2 Importance des cellules dendritiques dans l’aUergie des voies aériennes 17 1.2.4.3 L’activation des cellules dendritiques, leur migration et l’activation des T 18
1.2.5 Le traitement de l’inflammation asthmatique 20
1.2.5.1 Les bronchodilatateurs 20
1.2.5.2 Les agents anti-inflammatoires 21
1.2.5.3 Les antagonistes des récepteurs 21
1.2.5.4 Les immunothérapies 22
1.3 Les modèles animaux d’asthme atopique 25
II. La tolérance immunologique 26
2.1 Généralités sur la tolérance immunologique 26
2.2 Importance des cellules dendritiques et des signaux de danger 27 2.3 Les lymphocytes impliqués dans les mécanismes de tolérance 28
2.4 Le rôle de l’IL-10 31
2.5 Utilisation de cellules dendritiques pour induire une tolérance 32
III. La tolérance immunologique dans les voies respiratoires 33
3.1 Les cellules dendritiques 33
3.2 Mécanismes de tolérance 34
3.3 Persistance des lymphocytes Th2 35
BUTS DU TRAVAIL 39
RESULTATS 40
I. Les cellules dendritiques immatures et « semi-matures » ne préviennent pas l’inflammation
allergique des voies aériennes 40
II. Génération in vitro de cellules dendritiques sécrétant de l’IL-10 41
III. Prévention de l’asthme expérimental en adrninistrant des OVA-IL-lO-DCs par voie IT 43 IV. Les effets des cellules dendritiques sécrétant de l’IL-lO sont spécifiques de l’antigène 44 V. Les cellules OVA-IL-lO-DCs favorisent la tolérance via l’induction de lymphocytes T régulateurs
CD4+CD25+Foxp3+IL-10+ 45
VI. Traitement de l’allergie établie des voies aériennes en utilisant des cellules OVA-IL-lO-DCs 47
VII. L’administration des OVA-IL-lO-DCs a des effets préventifs et curatifs à long terme 48
CONCLUSION 50
DISCUSSION 52
MATERIEL ET METHODES 58
BIBLIOGRAPHIE 65
ANNEXE 81
ABREVIATIONS
ADNc : Acide désoxyribonucléique complémentaire AP-1 : A.ctivatingprotein 1
APC : Altophycocyanin
ARN: Acide ribonucléique
BMDC: Bo»e marron) dendritic cell
BSA : Bovine sérum albumin
CD: Cluster of différentiation
CMH : Complexe majeur d’histocompatibilité CTLA-4: Cytotoxic T lymphocyte antigenA
DC: Dendritic cell
Derpl : Dermatophagoïdes pteronyssinus
EAE: Encéphalomyélite auto-immune expérimentale EDTA : Acide éthylène-diamine-tétraacétique
FcR : Récepteur Fc des immunoglobulines
FCS : Foetal calf sérum
FHA : Hémagglutinine filamenteuse FITC: Fluorescein isothiocyanate Foxp3: Forkhead box protein 3
GITR: Glucocorticoid-induced tumor necrosisfactor receptor GM-CSF : Granulocyte macrophage colony stimulatingfactor
HRB: Hyperréactivité bronchique
ICOS: Inducible costimulator ICOS-L : Jndudble costimulator-ligand
IDO : Indeolamine 2,3 dioxygénase
IFN-y: Interféron gamma
Ig: Immunoglobuline
IKKp : IkappaB kinase beta
IL: Interleukine
JNK: J un N-terminal kinase
LBA : Lavage broncho-alvéolaire
LPS: Upopolysaccharide
LT: Leucotriène
MCh : P-métacholine MOI : Multiplicity of injection
NF-AT : Nnclear factor oj activated T-cells NF-
kB : Nnclear factor-kappa B
NK; Natural killer
OVA : Ovalbumine
PAS : Periodic acid schiff
PBS; Phosphate buffer saline
PD: Récepteur des prostanoïdes
pDC : Cellule dendritique plasmacytoïde PDL-1 : Programmed death ligand 1
PGD2: Prostaglandine D2
PI3K: Phosphatidylinositol 3-kinase
SCIT: Immunothérapie sous-cutanée
SHP-1 : Src homolgy 2 domain-containing protein tyrosine phosphatase
SUT: Immunothérapie sublinguale
sRaw: spécifie airway résistance
STAT: Signal transducer and activator of transcription
TCR; T cell receptor
TGF; Tranforminggrowth factor
Th: T helper
TLR: Toll-like receptor
TNF: Tumor necrosisfactor
Treg: Lymphocyte T régulateur
TSLP: Phjmic stromal lymphopoietin
Tyk2: Tyrosine kinase 2
INTRODUCTION
I/allergie est la manifestation clinique d’une réponse immune exagérée, impliquant la production d’immunoglobulines de type E (IgE), à l’encontre d’un antigène normalement inoffensif (1). En pareille occurrence, l’antigène est appelé allergène. L’atopie est une tendance aberrante qu’ont certains individus à produire des IgE, ce qui les prédispose à l’allergie.
La prévalence de l’allergie dans les pays développés ne fait que s’accroître, ce qui pose un important problème de santé publique et d’économie de la santé (2). Notamment, l’asthme atopique, une maladie des voies respiratoires à composante allergique, figure parmi les maladies chroniques les plus fréquemment diagnostiquées (3). Cette maladie a fait l’objet du présent travail.
I. L’asthme atopique
1.1 Généralités sur Pasthme atopique
Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, 300 millions de personnes sont asthmatiques et
225.000 sont mortes de cette maladie en 2005 (4) ; les pays anglophones
(Grande Bretagne, Etats-Unis, Australie, Nouvelle Zélande) étant partieuhèrement
concernés. De plus, malgré les progrès de la médecine, la prévalence de l’asthme atopique
ne cesse d’augmenter dans les pays industriahsés ; elle a presque doublé au cours de ces
vingt dernières années (5). Dans ces pays industrialisés, 6 à 7% des adultes de 20 à 45 ans
souffrent d’asthme, mais cette maladie touche plus particulièrement les enfants. En effet,
8 à 10% des enfants de moins de 18 ans sont asthmatiques. L’asthme n’épargne pas les
pays en voie de développement, même si l’incidence varie considérablement d’un pays à
l’autre. En Inde, la prévalence de l’asthme chez les enfants est passée de 9% en 1979 à
29,5% en 1999 et on s’attend à ce que 250 millions de personnes dans la population totale
de l’Inde soient asthmatiques en 2013. Le haut taux de prévalence a remarquablement
augmenté le coût des soins de santé liés à la maladie, les absences au travail ou à l’école et
la mortahté.
L’asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies aériennes qui touche également l’homme et la femme. Bien que la plupart des cas débutent avant l’âge de 5 ans, l’asthme peut se développer à n’importe quel moment de la vie.
L’asthme est un syndrome clinique où l’inflammation et le remodelage progressifs des voies aériennes conduisent à un état permanent d’hyperréactivité de la trachée et des bronches vis-à-vis de facteurs irritants variés et à des épisodes récidivants d’obstruction des voies aériennes, lesquels se résolvent spontanément ou par traitement ( 6 ).
On observe chez les sujets asthmatiques (1) un rétrécissement diffus des voies aériennes, à la suite d’une contraction excessive des muscles lisses bronchiques, ( 2 ) un œdème de la muqueuse et (3) une hypersécrétion de mucus.
Contrairement aux patients ayant un trouble respiratoire obstructif permanent, les asthmatiques ont, en dehors des périodes de crise, une fonction pulmonaire normale. Lors d’une crise d’asthme, le patient attire l’attention du médecin sur une respiration courte, accompagnée d’une toux, de râles sibilants et d’une anxiété. L’importance de la gêne respiratoire n’est pas superposable au degré d’obstmction des voies aériennes, mais souvent influencée par la bmtalité de la crise. La dyspnée peut survenir après une exposition à des allergènes spécifiques connus (asthme extrinsèque), à l’exercice (asthme d’exercice), après l’ingestion d’aspirine (asthme à l’aspirine), ou pour des raisons inconnues (asthme intrinsèque). La plupart des patients asthmatiques se plaignent d’une respiration courte quand ils sont exposés à des changements rapides de tempéramre et d’humidité de l’air inspiré. La crise cède en quelques minutes ou heures. Le sujet reste ensuite asymptomatique jusqu’à la prochaine crise.
L’asthme extrinsèque ou atopique est le sujet du présent travail. 11 est Hé à une production abondante d’IgE sous l’effet d’allergènes variés tels que les acariens des poussières {Dermatophagoïdes pteronjssinus), les pollens des graminées, des arbres, des herbacées, les phanères d’animaux (chats, chiens, chevaux, hamsters, cobayes, lapins), les moisissures atmosphériques {Aspetgillus sp, Altemaria sp, Pénicillium, mucor).
L’asthme présente un trait génétique complexe. En criblant le génome, des gènes
ou des groupes de gènes impHqués dans la pathophysiologie asthmatique ont été identifiés
(7). En comparant les biopsies bronchiques de sujets sains et de sujets asthmatiques sur
base de leur expression génique, 79 gènes ont été identifiés comme étant
différentieUement exprimés chez les sujets asthmatiques. Ces dernières années, de
nombreux travaux se sont focahsés sur ADAM 33, un gène codant pour une
métalloprotéinase (voir 1.1.3). D semble que l’activité anormale de ce gène entraîne des anomalies dans la fonction des cellules des muscles lisses et des fibroblastes bronchiques, ce qui contribue au remodelage des voies aériennes et à l’hyperréactivité bronchique (HRB) ( 8 , 9, 10,11). D’autres gènes impliqués dans la pathologie de l’asthme, comme les gènes des cytokines Th2 sont localisés sur la région chromosomique 5q (12).
Cependant, les changements génétiques dans les populations sont trop lents pour expliquer la rapide augmentation de la prévalence de l’asthme. C’est pourquoi plusieurs facteurs environnementaux ont été proposés : le tabagisme (13 , 14), la pollution de l’air (15), l’exposition aux allergènes (16, 17, 18), l’obésité (19), l’exposition aux agents infectieux (20)et l’exposition aux microbes présents dans l’air (21 , 22). Ces facteurs environnementaux interagissent avec les facteurs génétiques et influencent le développement de la maladie (Figure 1). Che 2 certains individus, la stimulation environnementale conduira au développement de l’allergie et de l’asthme alors que, chez d’autres individus, cette stimulation entraînera une réponse immime protectrice (tolérance) contre la maladie. Les facteurs génétiques et environnementaux jouent donc un rôle important dans l’orientation des réponses immxmes pulmonaires (5).
1.2 L*inflammation asthmatique
1.2.1 Preuves de Pimportapce de IMnflaimwation Hans Fasthme
L’inflammation bronchique présente chez les patients atteints d’asthme a été démontrée par des études post-mortem et par l’analyse de biopsies bronchiques, de liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA) et d’expectorations induites.
La présence d’une infiltration éosinophilique dans les voies respiratoires a été rapportée pour la première fois chez un patient décédé d’une crise d’asthme en 1908 (23).
Au début des années 1980, le développement de l’examen bronchoscopique à l’aide de
fibres optiques a permis d’examiner les voies respiratoires de patients asthmatiques et de
montrer que l’inflammation des voies respiratoires restait présente même lorsque les
patients étaient asymptomatiques. Au même moment, les premiers outils scientifiques
décrivant les lymphocytes T auxiliaires (T helper, Th) et leurs phénotypes fonctionnels
étaient publiés (24,25). Des études ultérieures ont alors montré que les lymphocytes du
A
P^>ar/n>!
Bronchions
Contraction des muscles lisses broncitiques
Hypersécrétion de mucus Œdème
de la paroi bronchique
Mucus cils
Figure 2: L’inflammation asthmatique
(A) Bronches de sujets sains ; (B) Bronches de sujets asthmatiques. La paroi interne des bronches
devient rouge et enflée (œdème), et l’orifice de la bronche rétrécit, rendant le passage de l’air
difficile. Les muscles qui entourent les bronches se contractent (bronchoconstriction), suite à un
stimuli (facteur déclencheur), ce qui a pour effet de bloquer le passage de l’air et de rendre la
respiration plus difficile. Les cellules bronchiques produisent du mucus dans le but d'expulser les
irritants respiratoires, mais l'accumulation de ces sécrétions obstrue les bronchioles terminales.
type Th2 étaient présents dans les voies respiratoires de sujets asthmatiques (26). Ces différentes découvertes ont supporté la théorie selon laquelle les cellules Th2 favorisent l’asthme. Au cours de ces 15 dernières aimées, les recherches sur l’asthme se sont concentrées presque exclusivement sur l’inflammation, cause de la maladie asthmatique.
On observe au niveau bronchique (1) une hypertrophie des muscles lisses, contractés en crise, ( 2 ) un œdème de la muqueuse et de la sous-muqueuse, infiltrées d’éosinophiles, (3) une desquamation des cellules épithéliales et (4) ime obstmction des bronchioles terminales par des bouchons de mucus. Ces quatre facteurs épaississent la paroi, et réduisent la lumière bronchique (Figure 2). Ces troubles, d’abord réversibles, se pérennisent à la longue, et une fibrose de la sous-muqueuse rend l’obstmction bronchique irréversible.
A un niveau microscopique, l’inflammation pulmonaire se manifeste par une infiltration des parois des voies aériennes par des cellules mononucléées et polynucléées, la plupart étant des lymphocytes T CD4^ de type Th2 et des éosinophiles mais, selon la sévérité, des neutrophiles, des macrophages, des cellules dendritiques (DCs) et des mastocytes peuvent se retrouver en plus grand nombre. De plus, la microscopie électronique a permis de montrer que les mastocytes pulmonaires sont activés car capables de dégranulation (27).
Dans la lumière des voies respiratoires, l’hyperplasie des cellules caliciformes entraîne une surproduction de mucus, mucus qui contient des macrophages activés, des lymphocytes, des éosinophiles et des cellules épithéliales (1,28).
L’épaisseur de la paroi des voies aériennes augmente de 30 fois par rapport à la normale, ce qui conduit à ime réduction du diamètre de la lumière des voies aériennes (29). La plupart des éléments de la paroi des voies aériennes contribuent à ce phénomène : ( 1 ) les cellules épithéliales se différencient en cellules caliciformes sécrétant du mucus et les glandes muqueuses augmentent en nombre et en taille ; ( 2 ) la couche sous-épithéüale, d’une épaisseur de 4 à 5 microns chez un sujet normal peut se fibroser et atteindre 7 à 23 microns chez un sujet asthmatique suite aux dépôts de collagène (type I, III et V), de fibronectine et de tenascine (glycoprotéine de la matrice extracellulaire) juste sous la membrane basale au niveau de la lamina reticularis (30) ; (3) les vaisseaux sanguins bronchiques augmentent en nombre et en taille et les muscles lisses bronchiques augmentent en masse (Figure 3) (31).
La gravité de l’HRB est corrélée avec la sévérité de l’inflammation des voies
aériennes (32), mais d’autres facteurs comme le diamètre réduit des voies aériennes.
A
Cellule ciliée
Cellule caliciforme
Lame basale Cellule basale
Tissu conjonctif Capillaire
Figure 3: Caractéristiques histopathologiques du remodelage bronchique dans l’asthme Sur une coupe provenant d’une biopsie bronchique d’un sujet témoin (A), l’épithélium est intact et la muqueuse bronchique ne présente pas d’infiltrat de cellules inflammatoires, ni de fibrose sous-épithéhale. La masse musculaire est limitée. Sur des coupes issues de biopsies bronchiques de patients asthmatiques (B-E), l’épithéhum est lésé (B, C et D), la membrane basale (MB) est épaissie (D), la masse musculaire est augmentée de façon notable (E) et la muqueuse bronchique est infiltrée par des éosinophiles (B), des fibroblastes et des myofibroblastes (C et D), qui sécrètent du coUagène (C) . Des immunomarquages ont été effectués sur des cryosections fixées en acétone en utilisant des anticorps reconnaissant spécifiquement les éosinophiles (B), les fibroblastes et les myofibroblastes (D) , le collagène de type IV (C) et les cellules musculaires lisses (E), suivis d’une révélation à la phosphatase alcaline (grossissements x 300).
Selon Benayoun L et Pretolani M. 2003. Airway remodehng in asthma: mechanisms and
therapeutic perspectives. Med Sci (Paris); 19(3):319-326.
l’augmentation de la niasse et de la contractibilité des muscles lisses, la desquamation de l’épithéMum bronchique, la dérégulation neuronale et l’augmentation de la perméabilité vasculaire ont aussi été associés à l’HRB.
Des travaux récents sur animaux ont mis en évidence l’imphcation des molécules de signalisation dans le remodelage et l’inflammation des voies aériennes (33,34,35) : (1) les souris dont les cellules épithéliales ne portent plus le gène codant IKKp, un régulateur du facteur de transcription NFxB (Figure 4A), ont une diminution de l’épaississement des parois des voies aériennes, de la sécrétion de mucus, de l’éosinophihe dans les voies aériennes et du nombre de cellules T CD4^ péribronchiques. Chez ces souris, la diminution de l’inflammation et du remodelage sont accompagnés de faibles niveaux de chimiokines (éotaxine-1) et de TGF~pi ; (2) les souris traitées avec un inhibiteur spécifique de la Jun N-terminal kinase (JNK) présentent une diminution de la production de mucus et du nombre de cellules musculaires lisses dans les voies aériennes.
L’inflammation et l’éosinophilie sont inhibées chez ces souris ; (3) les quantités de Smad2 phosphorylé (favorisant les réponses induites pat le TGF-P) sont élevées dans les voies respiratoires de souris provoquées de manière répétitive par l’ovalbumine (OVA). Si l’on traite les souris avec un anticorps neutralisant dirigé contre le TGF-p, on observe xme diminution du remodelage des voies aériennes et des niveaux de Smad2 phosphorylé, ainsi qu’une augmentation de Smad7, un inhibiteur des réponses induites par le TGF-P (Figure 4B).
L’inflammation et les changements stmcturaux sont observés dans les biopsies d’enfants avant que les symptômes asthmatiques ne se manifestent, faisant penser que l’obstmction symptomatique des voies aériennes ainsi que la respiration sifflante ne surviennent que lorsqu’un degré critique dans le remodelage des voies aériennes est atteint (36).
Chez certains enfants et adultes asthmatiques, les symptômes de la maladie disparaissent avec le temps mais, même s’ils ne présentent plus les symptômes de la maladie, les individus répondent toujours de manière exagérée à la métacholine. De plus, la biopsie des voies aériennes et le LBA contiennent ion nombre élevé d’éosinophiles, suggérant que c’est une maladie asymptomatique plutôt qu’une rémission (37,38,39,40).
Le traitement de l’asthme avec des corticostéroïdes inhalés ou oraux permet de réduire
l’inflammation, mais celle-ci revient dès l’arrêt du traitement. Bien qu’une intervention
Figure 4: Les voies de signalisation du NFxB et du TGF-p/SMAD
(A) Voie de signalisation du NFxB. La voie de signalisation induite par le complexe NF
kB est activée par différents stimuli tels des cytokines pro-inflammatoires, des toxines bactériennes (LPS), des produits de gènes viraux, ou par des stimuli pro-apoptotiques ou nécrotiques (radicaux libres, UV). Dans la ceEule, le facteur de transcription NFxB est séquestré par la protéine IxB (ankyrin rich inhibitory kappa B protein) qui cache, par sa liaison, la séquence de liaison à l'ADN et la séquence de localisation nucléaire de NFxB. Ce complexe NFxB/IxB est localisé dans le cytoplasme. Le processus d'activation de NFxB est basé sur des phosphorylations d'IxB (aboutissant à la dégradation d'IxB) entraînant la dissociation du complexe et, par conséquent, la libération de NFxB.
NFxB ainsi activé entre à l'intérieur du noyau et va se lier à des séquences d'ADN spécifiques appelées sites xB afin d'activer la transcription des gènes sous la dépendance de NFxB (gènes de chimiokines, d'interleukines, du TNF, gènes anti-apoptotiques, gènes de facteurs de transcription).
(B) Voie de signalisation TGF-p/SMAD. Le TGF-p interagit avec deux récepteurs membranaires (TGF-RI et TGF-RII) : (1) il se lie à TGF-RII et (2) le complexe ligand-récepteur s’associe avec TGF-RI. TGF-RII phosphoryle ensuite TGF-RI au niveau des résidus sérine et thréonine. Le TGF-RI activé propage le signal en phosphorylant directement Smad2 et Smad3. Ceux-ci forment un complexe hétérodimérique ou trimérique avec Smad4 et migrent dans le noyau où, en combinaison avec des facteurs de transcription, ils initient la transcription des gènes sous la dépendance du TGF-^. P, sites de phosphorylation ; SARA, small anchorfor receptor activity.
Selon Zvaifer NJ. 2006. Relevance of the stroma and epithelial-mesenchymal transition (EMT) for
the rheumatic diseases. Arthritis Res Ther; 8(3):210.
précoce avec des drogues anti-inflammatoires permettrait de limiter la maladie, il est aujourd’hui difficile d’identifier des sujets asthmatiques avant l’apparition des premiers symptômes.
1.2.2 Les différentes phases de Finflammarinn asthmatique
La réaction asthmatique peut être divisée en une phase de réaction précoce et ime phase de réaction tardive. La phase de réaction précoce commence 15 à 30 minutes après l’inhalation de l’allergène et se résout généralement en 1 à 2 heures. Chez 50% des patients, cette phase est suivie par une phase de réaction tardive qui survient 6 à 12 heures après la provocation allergénique et se résout en quelques jours.
La phase de réaction précoce est caractérisée par la survenue rapide d’une inflammation bronchique et d’une bronchoconstriction. Elle est due à l’interaction entre l’allergène et les IgE, fixées sur leur récepteur de haute affinité (FceRl) à la surface des mastocytes, des basophiles et des macrophages, et est donc l’expression d’ime réaction d’hypersensibilité immédiate dépendante des IgE. Les mastocytes, les basophiles et les macrophages activés libèrent rapidement des médiateurs de l’inflammation, principalement de l’histamine, des éicosanoïdes et des formes réactives de l’oxygène.
Ensemble, ces médiateurs provoquent une contraction des muscles lisses bronchiques, une sécrétion de mucus et vme vasodilatation accompagnée d’oedème de la paroi bronchique et d’exsudation dans la lumière des voies aériennes (41-45).
La phase de réaction tardive est accompagnée d’une infiltration cellulaire polymorphe de la paroi bronchique comportant des éosinophiles, des lymphocytes T CD4^, des basophiles, des neutrophiles, et des macrophages (41, 46-51). Cet infiltrat inflammatoire est dû à l’activation, lors de la phase de réaction précoce, des cellules résidentes des bronches, à savoir les mastocytes, les macrophages et les cellules épithéliales et endothéliales. La sécrétion par ces cellules de molécules chimio-attractantes, de molécules d’adhésion et de cytokines pro-inflammatoires permet l’attraction, puis l’activation au site de la réaction inflammatoire, des cellules sanguines (41).
L’activation des lymphocytes T par l’allergène provoque la libération par ces
ceUioles de cytokines de type Th2 (voir 1.2.3). Cependant, ces cytokines n’apparaissent
dans les bronches que 24 heures après l’inhalation allergénique (52) et ne participent donc.
Figure 5: Les différentes phases de l’inflammation asthmatique
La phase de réaction précoce est due à l’interaction entre l’aUergène et les IgE, fixées sur leur récepteur de haute affinité (FceRI) à la surface des mastocytes, des basophiles et des macrophages.
Ces cellules activées libèrent rapidement des médiateurs inflammatoires. Ces derniers provoquent
une contraction des muscles lisses bronchiques, une sécrétion de mucus et une vasodilatation
accompagnée d’œdème de la paroi bronchique. La phase de réaction tardive est accompagnée d’une
infiltration cellulaire polymorphe de la paroi bronchique comportant des éosinophiles, des
lymphocytes T CD4'*', des basophiles, des neutrophiles, et des macrophages. L’activation des
lymphocytes T par l’allergène provoque la hbération par ces cellules de cytokines de type Th2 qui
attirent et activent des éosinophiles, participant ainsi au développement de l’inflammation
bronchique chronique, associée à un remodelage des voies aériennes.
ni à la phase de réaction précoce, ni à la phase de réaction tardive. Chez l’individu sensibilisé, les cytokines de type Th2 ont deux fonctions. Premièrement, elles induisent la régénération du contingent d’IgE et du réseau mastocytaire bronchique, permettant ainsi le déclenchement de la phase de réaction précoce suivante. Deuxièmement, elles attirent et activent des éosinophiles alors que la phase de réaction tardive est terminée, participant ainsi au développement de l’inflammation bronchique chronique, associée à un remodelage des voies aériennes, qui caractérise l’asthme (Figure 5) (41).
Les phases de réaction précoce et tardive, ainsi que l’inflammation chronique des bronches, mettent en jeu de nombreux médiateurs de l’inflammation, ainsi que des protéines pro-inflammatoires intracellulaires. Ce sont des médiateurs aminés, peptidiques et lipidiques, des petites molécules, telles que des formes réactives de l’oxygène et le monoxyde d’azote, des protéases, des cytokines, y compris des chimiokines, des molécules d’adhésion et des enzymes inflammatoires, telles que la phospholipase A2 cjrtosoHque (cPLA2), la lipoxygénase (LOX), la cyclo-oxygénase inductible (COX-2), et l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS).
1.2.3 Les lymphocytes T CD4^ de type 2 otchestrent l’inflannmation asthmatique
La description de deux sous-types de lymphocytes CD4^, les lymphocytes CD4^ de type 1 (Thl) et de type 2 (Th 2 ), a permis un progrès considérable dans la compréhension des mécanismes régulateurs de la réponse immune. Leur profil de sécrétion de cytokines est corrélé à leur fonction effectrice (25,53).
Les lymphocytes Thl sécrètent de l’interféron-y (IFN-y) et de rinterleukine-2 (IL-2). Les lymphocytes Thl sont impliqués dans les réponses immunes dirigées contre des pathogènes intracellulaires. Ils activent les macrophages (54) et les neutrophiles (53). De plus, l’IFN-y entraîne une augmentation de la phagocytose et le développement de cellules T CDS^cytotoxiques nécessaires pour tuer les cellules hôtes infectées.
Les lymphocytes Th2 produisent surtout de l’IL-4, de l’IL-5 et de l’IL-13 et initient les
réponses immunes de type humoral, notamment la production d’IgE par les lymphocytes
B (55). Par exemple, les réponses immunes dirigées contre les helminthes sont
dépendantes des lymphocytes Th2, favorisant la production d’IgE, et conduisant à
l’activation d’éosinophües (Figure 6 ) (53).
Imniimité à médiation cellulaire Immumte humorale
Pathogènes extiacellulaites
Pathogène intiacelhilaire (allergènes, parasites)
(virus, bactéries,
protozoaires) Réponse de type Thl ou Tli
2
Monocyte Mociopho^c
IM
2 INFy'' s
Figure 6: Les réponses immunitaires de type T
hI et T
h2
Les lymphocjrtes Thl sécrètent de l’IFN-y et de ril^2. Les lymphocytes Thl sont impliqués dans
les réponses immunes dirigées contre des pathogènes intracellulaires. Ils activent les macrophages et
les neutrophiles. De plus, l’IFN-y entraîne une augmentation de la phagocytose et le développement
de cellules T CDS"^cytotoxiques nécessaires pour tuer les cellules hôtes infectées. Les lymphocytes
Th2 produisent surtout de l’IL-4, de l’IL-S et de l’IL-13 et initient les réponses immunes de type
humoral, notamment la production d’IgE par les lymphocytes B. Les flèches pointillées
représentent une inhibition et les flèches pleines une activation.
Les lymphocytes Th2 initient et perpétuent la réponse asthmatique. Ils orchestrent l’inflammation allergique des voies aériennes :
(1) La déplétion in vivo des cellules T CD4^ avec un anticorps monoclonal anti-CD4 avant la provocation allergénique dans un modèle murin d’asthme allergique empêche l’infiltration éosinophilique et le développement d’^me HRB dans les voies aériennes (56).
(2) Le nombre de cellules Th2 est augmenté dans les voies aériennes de sujets asthmatiques (26,57). Elles expriment des marqueurs d’activation comme CD25 et des molécules CMH II et produisent de l’IL-4, de riL-5 et de l’IL-13 (58,59).
(3) Les cytokines IL-4, IL-5 et EL-13 et les niveaux d’ARN messagers de ces cytokines associées à une réponse Th2 sont élevés dans le LBA, les cellules du LBA et les biopsies des voies aériennes de sujets asthmatiques (26,51,60).
(4) Au niveau moléculaire, le phénotype Th2 des cellules T CD4'^ est confirmé par la présence nucléaire de GATA-3 (Figure 7) dans les cellules T CD4^ isolées des voies aériennes de patients asthmatiques (61), alors que l’expression de T-bet, un facteur de transcription spécifique des lymphocytes Thl, est réduite (62).
(5) Les souris génétiquement invalidées pour les gènes de l’IL-4, de l’IL-4Ra ou de STAT -6 [Signal Transducer and Activator of Transcription 6), un facteur de transcription induit par l’IL-4 (Figure 7), ne développent pas de réponses allergiques des voies respiratoires (63,64), alors que les souris transgéniques qui surexpriment les cytokines Th2 comme l’IL-4, l’IL-5, riL-9 et l’IL-13 dans les voies aérieimes montrent des traits caractéristiques de l’asthme, incluant de l’éosinophilie et une surproduction de mucus.
Les souris transgéniques surexprimant l’IL-13, l’IL-9 et riL-5 ont de l’HRB et un dépôt de collagène dans les voies respiratoires, indiquant que l’exposition chronique aux cytokines Th2 peut aussi induire un remodelage des voies respiratoires (65,66 , 67,68,69).
( 6 ) Les souris invalidées pour le gène codant GATA-3 (Figure 7) dans les cellules T ne
développent pas d’inflammation éosinophilique des voies aériennes (70), alors que les
souris déficientes pour le gène codant T-bet développent spontanément une
Inflammation éosinophilique des voies respiratoires, un important dépôt de collagène
de type III sous la membrane basale, une hypertrophie myofibroblastique et de l’HRB
(62). Les poumons de ces souris contiennent des cellules T CD4^ mémoires activées
qui expriment de hauts niveaux de cytokines Th2 (IL-4, IL-5 et IL-13) et du TGF-(3
mais très peu d’IFN-y (71).
L’ensemble de ces modèles animaux supporte l’hypothèse que l’activation chronique des cellules Th2 est suffisante pour induire l’inflammation et les changements physiologiques et pathologiques associés à l’asthme.
1.2.3.1 Rôles des
cytokinesproduites par les lymphocytes Th2 (Figure 9)
Les lymphocytes T CD4^ de type Th2 sécrètent im éventail spécifique de cytokines, principalement l’IL-4, l’IL-5, l’IL-9, l’EL-lS et l’EL-25, qui contribuent à la réponse inflammatoire et au remodelage des voies aériennes chez les sujets asthmatiques (5). Nous allons brièvement discuter les rôles de ces différentes cytokines.
L’IL-4 est très importante durant la phase de sensibilisation car les souris déficientes pour l’EL-4 ou pour l’un des composants de la voie de signalisation de l’IL-4 ont ime réponse Th2 et une éosinophüie des voies respiratoires atténuées (63,64). Son rôle principal est de stimrder la production d’IgE par les lymphocytes B (Figure 8 ).
Cependant, des stimulations complémentaires interviennent dans la production d’IgE : (1) la présentation de l’allergène sur les molécules CMH II du lymphocyte B au récepteur des lymphocytes T ^CR) et (2) l’interaction entre les récepteurs CD40 et CD 86 (aussi appelé B7.2) portés par les lymphocytes B et leurs ligands respectifs, CD40L et la molécule CD28, portés par les lymphocytes T (72). Une fois produites, les IgE se Ment à leurs récepteurs de haute affinité (FcsRI). Ces récepteurs sont présents à la surface des mastocytes et des basophiles (73) mais aussi à la surface des DCs et des macrophages, facilitant ainsi la capture et la présentation des allergènes par ces cellules (74). La liaison des IgE aux récepterurs à haute affinité entraîne la Mbération de médiateurs (histamine, prostaglandines, leucotriènes, cytokines et chimiokines) par les cellules effectrices.
Les IgE peuvent aussi se her aux récepteurs de faible affinité (FcsRII, aussi appelé CD23) présents à la surface des lymphocytes B et T, des éosinophiles, des neutrophiles et des DCs. Des travaux sucèrent que ces réceptems augmentent la présentation du complexe antigène-IgE, régulent la synthèse d’IgE, influencent la différenciation et la croissance cellulaire des lymphocytes B et T et stimulent la production de médiaterus pro
inflammatoires hbérés par les macrophages, les éosinophiles et les cellules des muscles
lisses des voies aériennes (75).
IL--I IL-13
Figure 8 : Représentation des récepteurs de l’IL-4 de types I et II
L’IL-4 et l'IL-13 sont deux cytokines essentielles à la régulation de la production d'IgE. L’II^4 peut
lier les deux types de récepteurs par le biais de la chaîne commune IL-4Ra. L’IH3 ne peut lier que
les récepteurs de type II, exprimés par les lymphocytes B, via le biais de la chaîne IL-13Ral. Après
liaison au récepteur de type I, riL-4 active les Janus kinases Jakl et Jak3 pour aboutir à l’activation
du facteur de transcription STAT 6 qui va migrer dans le noyau et activer certains gènes. Ced va
permettre la production des IgE par les lymphocytes B et le maintien des caractéristiques Th2 des
lymphocytes T auxiliaires. De la même manière, l’engagement des récepteurs de type II, communs à
riL-4 et à riL-13 activent Jakl et Tyk2 et le facteur de transcription STAT 6 .
UJL-4 a d’autres fonctions dans la phase effectrice de l’asthme. D est imphqué dans l’hyperplasie des cellules caliciformes et la croissance des mastocytes, induit la production de chimiokines par l’épithehum respiratoire activé et augmente l’expression de VCAM-1 (Vascu/ar Cell Adhesion Molécule-f) sur les cellules endothéliales, facilitant ainsi la transmigration des éosinophiles contrôlée par VLA-4 {Very l^te AntigenA, CD49d/CD29) (5).
L’EL-5 est surtout produite par les lymphocytes Th2 mais les mastocytes et les éosinophiles sont capables d’en produire également. L’IL-5, avec l’IL-3 et le GM-CSF {granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor), est une cytokine importante dans la différenciation, le recrutement, l’activation et la survie des éosinophiles (76). Les souris invalidées pour le gène de l’IL-5 ont un moindre dépôt de collagène induit par l’allergène dans leurs voies aériennes (77). Flood-Page et ses collaborateurs ont montré que le traitement avec des anticorps neutrahsants dirigés contre l’IL-5 prévient l’éosinophilie sanguine et bronchique induite par l’aUergène et réduit de manière significative le dépôt de protéines de la matrice extracellulaire dans la membrane basale bronchique che 2 des sujets atteints d’asthme atopique modéré (78). Cependant, le traitement n’a atténué ni la réaction tardive ni l’HRB à l’histamine chez ces patients.
L’IL-9 stimule la production d’IgE par les lymphocytes B, favorise le développement et l’activation des mastocytes, et permet le recrutement, l’activation et la survie des éosinophiles (5). De plus, l’IL-9 et l’IL-4 régulent de manière indirecte la production de mucus in vivo via l’IL-13 et l’activation de STAT -6 (79).
L’IL-13 joue un rôle prépondérant dans le développement de l’PFRB caractéristique de l’asthme. Bien que l’on ait longtemps pensé que l’IL-4 et l’IL-13 pourraient avoir des rôles complémentaires dans l’induction d’une HRB (80), d’autres recherches sur des souris doublement invalidées pour les gènes de l’IL-4 et de l’IL-13 ont étabh que l’IL-13 est nécessaire et suffisante pour induire une HRB (79)
L’IL-13 joue d’autres rôles dans la pathophysiologie asthmatique : elle augmente directement la sécrétion de mucus en agissant sur les cellules épithéliales (5,81,82) et stimule la production d’IgE par les lymphocytes B (Figure 8 ) (5). De plus, l’IL-13 contribue au recmtement des éosinophiles en augmentant la production d’éotaxine ( 6 ).
Enfin, d’autres travaux suggèrent que l’lL-13, chez des sujets asthmatiques, affecte la
Figure 9: Cascade inflammatoire lors de la réaction asthmatique allergique
L’activation des mastocytes par les complexes IgE-aUergènes présents dans la muqueuse bronchique est l’événement déclencheur de la réaction allergique asthmatique immédiate et entraîne la bronchoconstriction ainsi qu’une cascade pro-inflammatoire. Chez les mastocytes, cette activation entraîne la dégranulation de médiateurs préformés comme l’histamine, mais également la production et la libération de leucotriènes et de cytokines pro-inflammatoires comme l’IL^S qui contribue à l’activation des éosinophiles. La production et la libération des éosinophiles par la moëlle osseuse se produisent en réponse aux cytokines IL-3, IL-5 et lL-9. Le recrutement des éosinophiles circulant vers les bronches se fait par les chimiokines produites entre autre par les cellules épithéliales, les lymphocytes et par les éosinophiles eux-mêmes. Ces cytokines et chimiokines possèdent également la capacité d’activer l’éosinophile et de stimuler la dégranulation des protéines basiques et la production de leucotriènes. Les dommages à l’épithélium bronchique observés chez les asthmatiques sont largement attribués à la cytotoxicité des protéines basiques de l’éosinophile.
Selon Lacy P et Moqbel R. 2001. Immune Effector Functions of Eosinophils in Allergie Airway
Inflammation. Curr Opin AJlergy Cün Immimol; 1: 79-84.
différenciation des cellules dliées et augmente la proportion de cellules caliciformes, entraînant des dommages épithéliaux et une obstruction bronchique. De plus, ces études montrent que riL-13 réduit la fréquence des battements ciliaires (83).
L’augmentation de la masse des muscles lisses suite à l’inhalation de l’aUergène est, soit absente, soit atténuée che 2 des souris déficientes pour l’IL-4, l’IL-5 ou l’IL-13 (77,84).
L’lL-25 est sécrétée par les cellules épithéliales, les cellules Th2 et les mastocytes.
Le récepteur de l’IL-25 (IL-17BR) est exprimé par les cellules des muscles lisses des voies aériennes mais surtout par les cellules Th2, ce qui favorise la différenciation des lymphocytes Th2 de façon dépendante de l’IL-4 et de STAT -6 (85). L’IL-25 induit le recrutement des éosinophiles et les changements structuraux associés au remodelage des voies aériennes. Les soioris qui ont reçu de l’IL-25 par voie intranasale développent vme éosinophilie marquée dans le LBA et les tissus pulmonaires, ime hyperplasie des cellules épithéliales, une augmentation de la sécrétion de mucus et de l’HRB ( 86 ). Chez l’homme, les éosinophiles sanguins expriment de l’lL-25 de manière constimtive et les niveaux d’expression sont plus élevés chez les sujets asthmatiques par rapport aux sujets sains (85).
1.2.3.2 Polarisation des lymphocytes Th2
Les lymphocytes Th2 sont issus de la polarisation des lymphocytes CD4^ naïfs (ThO).
Cette polarisation requiert la présentation de l’allergène a\ax lymphocytes naïfs par des cellules présentatrices d’antigène professionnelles, les DCs (87). Trois signaux d’activation sont nécessaires : (1) la reconnaissance par le TCR des lymphocytes ThO du peptide allergénique, présenté sur la molécule CMH II à la surface des DCs ; (2) la liaison du récepteur CD28 présent à la surface des lymphocytes aux molécules costimulatrices CD80 (B7-1) ou CD 86 (B7-2) induites lors de la maturation des DCs ; (3) la présence de quantités suffisantes d’IL-4, principalement produite par les lymphocytes ThO et par les lymphocytes Th2 présents sur le site inflammatoire, et de faibles concentrations en IL-12, IL-18 et IFN-y connues pour inhiber l’expression des cytokines de type Th2 et favoriser le développement des lymphoctytes Thl (Figure 10) (88,89,90).
Un facteur de transcription, GATA-3, est impliqué dans le développement des
cellules Th2 (91). L’IL-4 induit la phosphorylation de STAT -6 qui, à son tour, augmente
l’expression de GATA-3 (92). D’autres travaux ont montré que GATA-3 peut être
Cytoédnes
Figure 10 : L’interaction entre une cellule dendritique et un lymphocyte T nécessite 3 signaux
(A) Contact entre un lymphocyte, en jaune, et une cellule dendritique, en bleu. Ce contact peut
mener à la création d'une synapse immunologique. (B) La polarisation des lymphocytes requiert la
présentation de l’allergène aux lymphocytes naïfs par des cellules présentatrices d’antigène
professionnelles, les DCs. Trois signaux d’activation sont nécessaires : (1) la reconnaissance par le
TCR des lymphocytes ThO du peptide allergénique, présenté sur la molécule CMH II à la surface
des DCs ; (2) la liaison du récepteur CD28 présent à la surface des lymphocytes aux molécules
costimulatrices CD80 (B7-1) ou CD 86 (B7-2) induites lors de la maturation des DCs ; (3) la
présence de quantités suffisantes de cytokines.
également indxxit par un ligand de la famille Notch 0agged) (93). En combinaison avec les signaux contrôlés par le TCR, GATA-3 remodèle la région chromosomique contenant le cluster des gènes codant pour les cytokines Th2 (IL-4, IL-5 et IL-13) (Figure 7) (94,95).
De plus, GATA-3 induit la transcription de riL-4 et inhibe l’expression de riL-12Rp2, supprimant ainsi le développement des lymphocytes Thl contrôlé par l’IL-12 (92).
D’autres facteurs de transcription peuvent induire la transcription de cytokines Th2 comme c-MAF, AP-1 et NF-AT (94).
Les cellules épithéliales pulmonaires sécrètent de la TSLP {^mic stromal Ijmphopoietitl). Elle semble jouer un rôle important dans la maladie en augmentant la capacité des DCs myéloïdes à induire le développement de lymphocytes Th2 pro-inflammatoires de façon dépendante du ligand OX-40 (96-98) : (1) sa surexpression dans les poumons de souris entraîne le développement d’une inflammation allergique sévère des voies respiratoires (99, 100) ; (2) la TLSP est exprimée à de hauts niveaux dans les poumons de patients asthmatiques, ce qui suggère que l’expression de la TSLP par les cellules épithéliales pulmonaires peut pousser les DCs des voies respiratoires à augmenter le développement d’une inflammation conduite par une réponse de type Th2 (98).
1.2.4 Les cellules dendritiques
Les DCs sont les principales cellules impliquées dans l’activation et la différenciation de lymphocytes T naïfs. Elles forment vin réseau dans les couches supérieures de l’épithélium et bordent le tractus respiratoire pulmonaire. Dans tous les tissus non lymphoïdes, les DCs sont à un stade immature et sondent leur environnement de manière continue (101).
1.2.4.1 Types de DCs
Chez la souris, on peut identifier 6 groupes distincts de DCs. Cinq groupes expriment de
hauts niveaux de CD 11c. On trouve trois de ces cinq groupes dans la rate: les DCs
CD8a’^CD4‘CDllb'CD205^, les DCs CD8a‘CD4^CDllb^CD205 et un autre groupe de
DCs CD8aCD4CDllb^CD205. Les deux autres groupes sont présents dans les
ganglions lymphatiques : CD 8 a CD4'CDllb^CD205^, les DCs matures du tissu interstitiel,
et les cellvdes CDllb^ exprimant faiblement les molécvdes CD4 et CD 8 a, appelées cellules
de Langerhans au niveau de la peau (102, 103). Le dernier groupe est celui des DCs plasmacytoïdes (pDCs) GR1^B220^ exprimant faiblement les molécules GDI le et CMH II (104).
Quatre groupes de DCs ont été décrits chez l’homme : (1) Les cellules de Langerhans expriment la molécule CDllc mais aussi de la langérine et de la E-cadhérine ; (2) les cellules interstitielles ou dermales CDllc^CD 68 ^ peuvent être identifiées grâce au facteur de coagulation XlIIa ; (3) les CDs dérivées de monocytes sanguins sont générées en présence de GM-CSF et d’IL-4 pendant 6 jours. Elles expriment CDllc et, suite à leur maturation induite par des cytokines pro-in£lammatoires comme le TNF-a ou des produits microbiens (LPS), elles acquièrent un phénotype CD14 CD83^CD86^CMHlE ; (4) les pDCs expriment faiblement la molécule CDllc et sont les seules à exprimer l’IL-3Ra (CD123) (105,106).
1.2.4.2 Importance des cellules dendritiques
dansl’allergie des voies aériennes
Des travaux récents sur des modèles animaux sucèrent que les DCs myéloïdes, ont vm
rôle dans la pathophysiologie de l’asthme, même après la phase de sensibilisation : ( 1 ) le
nombre de DCs myéloïdes est 80 fois plus élevé dans la muqueuse des voies aériennes et
le LBA de souris et de rats atteints d’asthme expérimentalement induit. Dans ce modèle,
la quantité de précurseurs de DCs myéloïdes dans la moëlle osseuse augmente (28, 107-
109); (2) l’administration de DCs myéloïdes chargées à l’OVA dans les voies aériennes de
souris naïves conduit à une importante réponse immune de type Th2 et induit une
inflammation éosinophilique des voies aériennes, une hyperplasie des cellules caliciformes
et de l’HRB bronchique (110, 111). D’autres travaux ont montré que l’injection de DCs
chez des souris préalablement sensibilisées entrée une exacerbation du phénotype
asthmatique (112); (3) Dans un système murin inductible, le retrait sélectif des DCs des
voies respiratoires après la sensibilisation à l’antigène élimine complètement l’éosinophilie
des voies aériennes, l’hyperplasie des cellules caliciformes, l’HRB bronchique et entraîne
une diminution dans la génération de cellules Th2 effectrices (87, 113, 114). Des
observations parallèles ont été faites dans les voies respiratoires de sujets atteints d’asthme
atopique, où l’on retrouve un reemtement actif et un nombre plus important de DCs
myéloïdes dans la muqueuse, accompagné par une dirninution du nombre de DCs
myéloïdes dans le sang (115). Chez l’homme et la souris, les DCs myéloïdes produisent
les chimiokines CCL17 et CCL22 qui atticent préférentiellement les Ijrmphocytes Th2 CD4^ (116). Enfin, une corrélation a été établie entre Tutilisation de stéroïdes inhalés chez des patients asthmatiques et une réduction du nombre et de la fonction des DCs des voies aériennes, ce qui pourrait expliquer en partie pourquoi ces médicaments sont aussi efficaces (117). Ces données sucèrent que les DCs sont des cellules présentatrices d’antigène essentielles durant l’initiation et la maintenance de l’inflammation éosinophUique des voies aériennes.
1.2.43 L’activation des DCs. leur migrarion et l’activarion des lymphocytes T
La plupart des allergènes sont des protéines itnmunologiquement inertes. L’exposition chronique aux aéroallergènes n’entraîne pas une inflammation des voies respiratoires mais plutôt une tolérance immunologique (118, 119).
Dans les poumons, les antigènes inhalés sont capturés par des DCs de la muqueuse simées le long de la barrière épithéliale. Pour que les DCs immatures soient activées, elles doivent rencontrer un signal de danger. Ce signal peut se trouver dans l’allergène lui-même (motifs moléculaires associés au pathogène, ligands des TLRs : endotoxines, peptidoglycane, ARN ou ADN viraux ou bactériens) (120) ou dans un contaminant microbien lié à l’allergène. La plupart des allergènes cliniquement importants sont des enzymes protéolytiques capables d’activer directement les DCs ou les cellules épithéliales (121). Cependant, d’autres allergènes (comme l’OVA utilisée dans les modèles expérimentaux) ne possèdent pas de capacité activatrice intrinsèque. Ce sont les molécules contaminantes (LPS) ou l’exposition environnementale (virus respiratoire, pollution de l’air) qui servent de signal de danger pour activer les DCs.
Suite à la reconnaissance de l’antigène comme étant un signal de danger, les DCs
migrent vers les ganglions lymphatiques drainant, où les lymphocytes naïfs B et T
recirculent continuellement. La migration des DCs est due à une augmentation de
l’expression des molécules CCR7, CXCR4 et/ou CCR 8 à la surface des DCs et à une
diminution simultanée de l’expression de CCR5 et de CCR 6 . Ce processus de migration et
d’activation des DCs comprend une série d’étapes coordonnées comme l’augmentation de
l’expression de molécules costimulatrices (B7-1 ou CD80, B7-2 ou CD 86 , CD40), un
changement dans l’expression des récepteurs aux chimiokines, la sécrétion de cytokines et
» *
Capture des antigènes inhalés par les DCs sous la barrière épithéliale 'T
Migration des DCs Maturation des DCs
Site inflammatoire
Q':
T naïf
^
T mérnaïf mémoire
'K
^ T naîtT ménx
^
Autres ganglions W RateSélection clonale Prolifération Différenciation
T effecteur T naif T mémoire
» Ovalbumine 0 Lymphocyte! § Cellule épithéliale
^ DC
