6 | La Lettre du Rhumatologue • N° 438 - janvier 2018
Actualités à l’ACR 2017
Polyarthrite rhumatoïde : physiopathologie
Physiopathology of rheumatoid arthritis
Claire Daïen*
* Département de rhumatologie, hôpital Lapeyronie, CHRU de Mont – pellier.
Comment s’immunise-t-on contre les peptides citrullinés dans la PR ?
La peptidylarginine déiminase (PAD) est une enzyme responsable de la citrullination des protéines. Elle peut être activée par différents facteurs environ- nementaux tels que le tabac, les infections ou la NETose (Neutrophil Extracellular Traps, ou mort cellulaire des polynucléaires neutrophiles par l’expulsion d’ADN nucléaire formant des filets).
Sur un terrain HLA particulier, les ACPA (Anti- Citrullinated Peptide Autoantibodies) sont produits après reconnaissance des antigènes citrullinés.
Les lymphocytes B (LB) jouent un rôle important dans la pathogénie de la polyarthrite rhumatoïde (PR). Les LB autoréactifs circulants et les ACPA ont un rôle pathogène dans la PR. Néanmoins, la production des ACPA de type immunoglobuline G (IgG) nécessite une collaboration entre les LB
et les lymphocytes T (LT). Or, dans la PR, des LT anti peptides citrullinés sont difficiles à mettre en évidence, ce qui suggère un mécanisme d’immuni- sation antipeptides citrullinés original. Lequel ?
Hypothèse
Les peptides citrullinés sont des haptènes (half antigens), c’est-à-dire qu’ils nécessitent la présence d’un transporteur pour être immunogènes. Ce trans- porteur pourrait être la PAD. Les cellules présen- tatrices de l’antigène présenteraient un peptide formé à la fois par des épitopes de la PAD et des épitopes citrullinés. Les LT reconnaîtraient la PAD, alors que les LB reconnaîtraient la citrulline. Ainsi, les LT transmettraient un signal activateur aux LB, bien qu’ils ne reconnaissent pas le même antigène.
La PAD citrullinée se comporte comme un système
“haptène/ carrier” : la PAD est le “carrier” reconnu par les LT, l’épitope citrulliné est l’haptène reconnu par les LB. Les LT anti-PAD collaborent avec les LB anticitrullines.
Des souris C3H et DBA/2 (HLA protecteur de type DRB1*0402) ont été immunisées avec différentes PAD (PAD2 murine, PAD2 et PAD4 humaines) par injection associée à un adjuvant incomplet de Freund à J0, J15, J35 et J55 (Roudier J, 388). Les souris ont été sacrifiées à J65. Les anticorps anti-PAD et ACPA ont été mesurés par ELISA. La présence de LT anti-PAD a été estimée par la mesure de la prolifération des LT en présence de PAD (incorporation de bromo- désoxyuridine).
Les souris C3H immunisées ont développé une réponse lymphocytaire T dirigée contre la PAD, des anticorps anti-PAD ainsi que des antipeptides citrullinés (6 souris sur 28). Aucune souris n’a en revanche développé de réponse lymphocytaire T anticitrulline.
L’immunisation contre les peptides citrullinés (ACPA) est la conséquence de l’activation de LB antipeptides citrullinés (haptène = citrulline) par des LT anti-PAD (carrier = PAD) [figure 1].
Figure 1. L’immunisation contre les peptides citrullinés (ACPA) pourrait être la consé- quence de l’activation de lymphocytes B (LB) antipeptides citrullinés (haptène = citrulline) par des lymphocytes T (LT) anti-PAD (carrier = PAD).
La Lettre du Rhumatologue • N° 438 - janvier 2018 | 7
Actualités à l’ACR 2017
Points forts
» La peptidylarginine déiminase (PAD) pourrait jouer un rôle clé dans l’immunisation lymphocytaire T contre les peptides citrullinés par un système haptène/carrier.
» La muqueuse vaginale pourrait être un nouveau site d’immunisation contre la citrulline et de synthèse des Anti- Citrullinated Peptide Autoantibodies (ACPA).
» En présence de la cytokine BAFF, le méthotrexate semble induire des fonctions régulatrices dans les lymphocytes B.
» La présence de petits ARN bactériens sériques issus de l’environnement (plantes, champignons, bactéries, etc.) pourrait moduler l’expression de certains gènes impliqués dans la polyarthrite rhumatoïde.
» Le régime méditerranéen semble protéger du développement de la polyarthrite rhumatoïde chez les sujets masculins.
Mots-clés
Système hapten/carrier ACPA et vagin BAFF
et lymphocytes B régulateurs
Highlights
»Peptidylarginine deiminase (PAD) could play a key role in T lymphocyte immunization against citrullinated peptides by a hapten/carrier system.
»Vaginal mucosa might be a new site for immunization against citrulline and Anti- Citrullinated Peptide Auto- antibodies synthesis.
»In the presence of the cytokine BAFF, methotrexate appears to induce regulatory functions in B lymphocytes.
»The presence of bacterial small RNAs from the envi- ronment (plants, fungi, bac- teria, etc.) in human serum could modulate the pression of specific genes involved in rheumatoid arthritis.
»Mediterranean diet might protect against the develop- ment of rheumatoid arthritis in men.
Keywords
Hapten/carrier system ACPA and vagina
BAFF and regulatory B cells
Peut-on s’immuniser pour éviter une PR ?
Dans une étude ouverte de phase I chez l’homme, H. Benham et al. (1) ont généré ex vivo des cellules dendritiques entraînant une tolérance envers un peptide ciblé qu’ils ont ensuite réinjecté aux patients.
Ces cellules dendritiques tolérogéniques étaient produites à partir de cellules mononucléées du sang périphérique, cultivées en présence d’inhibiteur de NF-κB. Le patient recevait une injection intradermique unique de 1 × 106 ou 5 × 106 cellules. Dix-huit patients atteints de PR, porteurs de l’épitope partagé et positifs pour les ACPA ont ainsi été traités. La tolérance a été bonne, et le ratio LT effecteurs/LT régulateurs spé- cifiques de peptides citrullinés a diminué.
Bien que les résultats soient séduisants, la procédure de différenciation ex vivo des cellules compliquait le développement de cette approche. Les auteurs ont donc souhaité élaborer une alternative permettant d’induire directement in vivo des cellules dendritiques spécifiques d’un antigène donné dans un modèle murin. Ils ont synthétisé des liposomes contenant un peptide arthritogène (un protéoglycane) et un inhibi- teur de NF-κB (le calcitriol, qui permet la différencia- tion des cellules dendri tiques en cellules dendritiques toléro géniques). Ces liposomes mesurent 90 à 120 nm.
Une arthrite a été induite par des protéoglycanes et un adjuvant (le diméthyl-dioctadécyl ammonium bromide). Les liposomes étaient marqués pour qu’il soit possible d’évaluer leur distribution par cyto- métrie en flux et imagerie in vivo. Les LT spécifiques du peptide arthritogène étaient identifiés à l’aide de tétramères. Les liposomes ont été injectés en sous- cutané dans la patte arrière, soit avant l’initiation de l’arthrite soit lorsque l’arthrite était établie.
Les cellules dendritiques migratrices des ganglions lymphatiques récupéraient les liposomes dans la peau et retournaient dans les ganglions. Les LT régu- lateurs spécifiques de l’antigène augmentaient, alors que les Th1 spécifiques de l’antigène diminuaient dans les ganglions de drainage. Les souris ayant reçu les liposomes avec les peptides et la vitamine D développaient moins d’arthrite et avaient une sévé- rité moindre dans l’arthrite établie (Galea R, 2704).
Ces nanoparticules permettent de générer in vivo des cellules dendritiques tolérogéniques spécifiques
d’un antigène arthritogène. Cette approche ouvre la voie à de nouvelles théra pies très ciblées.
Comment le méthotrexate contrôle-t-il l’immunogénicité ?
Au cours de leurs recherches sur l’effet des anti-TNF dans le lymphome, les auteurs ont constaté qu’un traitement court par méthotrexate (MTX), 3 injec- tions dans les 48 premières heures uniquement, permettaient de prévenir l’immunisation des souris transgéniques pour BAFF humain, alors que l’effet du MTX n’était pas notable chez les souris sauvages.
On sait que le MTX augmente la libération extra- cellulaire d’adénosine monophosphate (AMP) et diphosphate (ADP) par les cellules immunitaires.
L’ATP et l’ADP sont transformées par les ecto- enzymes CD39 et CD73 en AMP puis en adénosine.
L’adénosine est connue pour augmenter les LT régu- lateurs et les cellules présentatrices de l’antigène tolérogéniques et pour diminuer les LT effecteurs.
Les auteurs ont émis l’hypothèse que BAFF poten- tialisait l’effet immunodulateur du MTX en agissant sur la production d’adénosine (Bitoun S, 1463). Ils ont montré que les souris BAFF+/+ exprimaient plus CD39 et CD73 sur les LB. Par ailleurs, le MTX ne prévenait plus l’immunisation des souris BAFF+/+
en présence d’anti-CD73. BAFF potentialise donc l’effet immunomodulateur du MTX en optimisant la transformation en adénosine de l’ADP/ATP libérée en présence du MTX (figure 2).
CPA : cellules présentatrices de l’antigène ; LB : lymphocyte B ; LT : lymphocyte T.
Figure 2. BAFF potentialise l’effet immunorégulateur du méthotrexate (MTX).
8 | La Lettre du Rhumatologue • N° 438 - janvier 2018
Actualités à l’ACR 2017
Polyarthrite rhumatoïde : physiopathologie
Les auteurs ont ensuite voulu savoir si ces résultats étaient transposables à l’homme. ABIRISK (Anti- Biopharmaceutical Immunization Risk) est une étude européenne de “vraie vie” visant à évaluer l’immu- nisation de patients atteints de PR ou de rectocolite ulcérohémorragique (RCUH) traités par un premier anti-TNF, avec ou sans MTX (Bitoun S, 1823). Elle a évalué 135 patients atteints de PR et 157 patients atteints de RCUH. À l’inclusion, 79,3 % des patients atteints de PR et 10,2 % des patients ayant une RCUH recevaient du MTX ; respectivement 38,5 % et 100,0 % ont été traités par un anticorps monoclonal anti-TNF. Les anticorps antimédicaments étaient recherchés à l’instauration du traitement puis à 1, 3, 6 et 12 mois. Les concentrations sériques de BAFF ont été mesurées à l’inclusion par un test ELISA.
Parmi les patients traités par anti-TNF et MTX, ceux ayant des anticorps antimédicaments avaient des taux de BAFF significativement plus faibles que les patients non immunisés. Ce n’était pas le cas pour les patients traités par anti-TNF en monothérapie.
L’effet immunomodulateur du MTX est potentialisé en présence de BAFF. Le dosage de BAFF pourrait avoir un intérêt pour cibler les patients à qui prescrire du MTX en association avec un biomédicament dans les cas où sa prescription n’est pas systématique.
Peut-on produire des ACPA vaginaux ?
Certains facteurs environnementaux favorisent la citrullination des muqueuses. Ainsi, Porphyromonas gingivalis est à l’origine de peptides citrullinés dans la cavité buccale, et le tabagisme, de peptides citrullinés dans l’arbre respiratoire. Des ACPA ont ainsi été mis en évidence dans les poumons. Étant donné la prévalence de la PR chez les femmes, les auteurs ont cherché à savoir si la muqueuse vaginale pouvait également être un site de citrullination et de production d’ACPA. Ils ont étudié la présence d’ACPA dans le fluide cervicovaginal et dans le sérum de femmes en pré méno pause. Ensuite, 11 femmes ayant une PR avec ACPA, 18 femmes à risque de PR (15 avec un antécédent de PR chez un parent du premier degré et 3 avec des ACPA) et 35 sujets sains ont été étudiés. Les tests ELISA utilisés pour la mesure des ACPA IgG reconnaissaient les anti-CCP3. Les mesures ont été réalisées à différents temps du cycle menstruel pour 7 sujets sains. Pour 24 des femmes n’ayant pas de PR, différentes cytokines et chimiokines ont également été dosées dans le fluide cervicovaginal.
Les ACPA étaient significativement plus élevés chez les patientes atteintes de PR que chez les sujets sains,
et les taux étaient intermédiaires chez les femmes à risque de PR. Chez les femmes sans PR, les ACPA étaient plus élevés en cas de présence d’un dispositif intra-utérin. Par ailleurs, les taux d’IL-6, de MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein 1) et de MIP-1 (Macrophage Inflammatory Protein 1) étaient plus élevés chez les femmes ayant un dispositif intra-utérin.
Les taux cervicovaginaux d’ACPA variaient au cours du cycle menstruel : ils étaient plus élevés au cours de la phase folliculaire précoce (Khatter S, 2914).
Ainsi, des ACPA sont produits dans les muqueuses vaginales, et une inflammation locale pourrait favo- riser leur apparition.
Comment le microbiote peut-il favoriser l’apparition d’une PR ? Le mimétisme moléculaire
L’objectif de ce travail publié récemment (2) était d’identifier de nouveaux antigènes immunogènes chez 101 patients atteints de PR et de déterminer leur origine (Pianta A, 949). La PR datait de moins de 1 an et n’était pas traitée chez 49 patients ; elle était établie et traitée (ni le type de traitement de fond ni la corticothérapie n’ont été précisés) chez 51 patients.
Les auteurs ont isolé des complexes HLA-DR/anti- gènes à partir du sang et du tissu synovial des patients. Ils ont ensuite analysé les antigènes grâce à une chromatographie liquide couplée à la spectromé- trie de masse. Cela leur a permis d’identifier 2 anti- gènes du soi : la N-acétylglucosamine-6- sulfatase (GNS) et la filamine A (FLNA). Pour confirmer que ces peptides étaient bien immunogènes chez les patients atteints de PR, ils ont analysé la réponse T de patients atteints de PR au contact de ces antigènes (ELISPOT avec mesure des interférons γ) et recherché des anti- corps dirigés contre ces antigènes.
Ils ont ainsi montré que ces peptides entraînaient bien une réponse T et B chez les patients atteints de PR par rapport à des sujets sains ou à des sujets présentant une autre pathologie (connectivites, spondyloarthrite, arthrite de Lyme).
Les auteurs ont cherché des homologies entre les autoantigènes GNS et FLNA et le microbiote dans la base de données BLASTP. Ils ont ainsi retrouvé une homologie de séquence avec des peptides de Prevo tella pour GNS et FLNA, de Para bacteroides avec GNS et de Butyrici monas avec FLNA. Pour savoir s’il y avait une réponse anti-Prevotella chez les patients atteints de PR, ils ont de nouveau testé les réponses T et B. Les patients atteints de PR avaient des réponses T contre Prevotella, Parabacteroides et Butyricimonas
La Lettre du Rhumatologue • N° 438 - janvier 2018 | 9
Actualités à l’ACR 2017
supérieures à celles des sujets contrôles. De plus, les réponses T anti-Prevotella et anti-Parabacteroides étaient corrélées à la réponse anti-GNS (r = 0,5, p = 0,007, et r = 0,8, p < 0,000 1, respectivement) et la réponse anti-Butyricimonas à la réponse anti-FLNA (r = 0,6 ; p = 0,000 8). De même, les taux d’anticorps anti-Prevotella copri étaient corrélés aux taux d’anti- corps anti-GNS ou FLNA chez les patients atteints de PR. Cela suggère donc qu’il existe une réaction croisée ou un mimétisme moléculaire entre les antigènes bactériens et les antigènes du soi, GNS et FLNA.
Ainsi, les patients atteints de PR ont une immunité lymphocytaire T et B dirigée contre GNS et FLNA, pep- tides du soi qui possèdent une homologie de séquence pour certaines bactéries telles que Prevotella copri…
Un bel exemple de mimétisme moléculaire !
De petits ARN bactériens peuvent-ils entraîner
une régulation épigénétique dans la PR ?
Les petits ARN, tels que les micro-ARN, sont des ARN non codants capables de réguler l’expression de gènes de façon séquence-dépendante. Chez l’homme, de nombreux petits ARN plasmatiques ne sont pas d’origine humaine mais proviennent de bactéries, de champignons ou de végétaux. L’envi- ronnement pourrait ainsi moduler l’expression de gènes humains.
Les auteurs ont comparé les petits ARN plasma- tiques de 165 patients atteints de PR et de 91 sujets contrôles appariés sur l’âge, le sexe et l’origine eth- nique. Les patients étaient tous traités par DMARD, et 20 % recevaient des anti-TNF. De plus, 53 % rece- vaient des corticoïdes.
Les séquences obtenues par séquençage à haut débit (Illumina NextSeq® 500) ont ensuite été comparées avec celles du génome humain, de 57 génomes bac- tériens précédemment retrouvés modifiés dans la PR, de 207 bactéries du microbiote humain, de 8 cham- pignons et de 167 éléments environnementaux. Des modèles linéaires généralisés (DESeq2) ajustés sur l’âge, le sexe, l’origine éthnique et le groupe d’ana- lyse ont été utilisés avec une correction de la valeur de p pour tests multiples selon la procédure de Benjamini-Hochberg. Les auteurs retrouvent ainsi près de 25 % des petits ARN sériques d’origine microbienne chez les PR et les sujets contrôles. Le microbiote d’ori- gine de ces petits ARN était plus “restreint” dans la PR (Lactobacillus salivarius, Anaerobaculum hydrogeni-
formans, Staphylo coccus epidermidis, Sphingo- bacterium spiritivorum et Staphylo coccus aureus étaient moins fréquents). Trois petits ARN microbiens ayant une région identique étaient augmentés dans la PR. La séquence cible sur laquelle agissent ces petits ARN intervient dans la traduction de différentes pro- téines telles que CARD8, IL-17RA et TRAF1.
Ainsi, de petits ARN d’origine bactérienne dans le plasma pourraient modifier l’expression de gènes codant pour des protéines inflammatoires dans la PR (Ormseth MJ, 1367).
Le régime méditerranéen protège-t-il de la PR ?
Le régime méditerranéen est associé à un moindre risque de maladies cardiovasculaires, de cancers, de maladies de Parkinson et d’Alzheimer. Par ailleurs, des études randomisées ont montré ses effets béné- fiques sur la douleur.
La Nurse Health Study (NHS), une large cohorte d’infirmières américaines, n’a pas retrouvé d’asso- ciation entre le régime méditerranéen et le risque de développer une PR (3).
Cette étude cas-témoins suédoise appelée EIRA (Epidemio logical Investigation of RA) porte sur 1 726 cas incidents de PR et 3 683 sujets contrôles, appariés sur l’âge, le sexe et le lieu de résidence (Di Giuseppe D, 1403). L’adhésion à un régime médi- terranéen a été évaluée à partir d’un questionnaire alimentaire de 124 items (score entre 0 et 9, 9 étant la meilleure adhésion). Une régression logistique avec modèle multivarié ajusté sur l’IMC, le niveau d’éduca- tion, l’activité physique, l’utilisation de compléments alimentaires, la consommation énergétique et le taba- gisme a été utilisé. Ainsi, 23,5 % des cas et 27,9 % des sujets contrôles avaient une adhésion forte au régime méditerranéen (score entre 6 et 9). Une adhésion élevée diminuait le risque de développer une PR de 22 % (OR = 0,76 ; IC95 : 0,65-0,95) par rapport aux sujets ayant une faible adhésion (score entre 0 et 2).
L’analyse en sous-groupes montre que cette différence est observée uniquement chez les hommes. De même, une adhésion forte au régime méditerranéen était associée à un risque moins important chez les patients atteints de PR que chez ceux atteints de PR avec facteur rhumatoïde (OR = 0,66 ; IC95 : 0,52-0,84) ou ACPA (OR = 0,72 ; IC95 : 0,57-0,92).
En conclusion, le régime méditerranéen pourrait pro- téger de la PR séropositive essentiellement chez les hommes. Cela expliquerait l’absence d’effet retrouvé dans la cohorte NHS, qui n’inclut que des femmes. ■
L’auteur déclare ne pas avoir de liens d’intérêts en rapport avec ce travail.
Références bibliographiques
1. Benham H, Nel HJ, Law SC et al. Citrullinated peptide dendritic cell immunotherapy in HLA risk genotype-positive rheumatoid arthritis patients. Sci Transl Med 2015;7(290):290ra87.
2. Pianta A, Arvikar SL, Strle K et al. Two rheumatoid arthritis- specific autoantigens correlate microbial immunity with auto- immune responses in joints. J Clin Invest 2017;127(8):2946-56.
3. Hu Y, Costenbader KH, Gao X, Hu FB, Karlson EW, Lu B. Medi- terranean diet and incidence of rheumatoid arthritis in women.
Arthritis Care Res (Hoboken) 2015;67(5):597-606.
