Université Libre de Bruxelles
Institut de Pharmacie
La Toxine de Bordetella pertussis Active les Cellules Dendritiques et les
Lymphocytes T CD4 Naïfs chez l’Homme
Sandrine Tonon
Institut d’Immunologie Médicale
Directeur de thèse : Pr. M. GOLDMAN Codirecteur de thèse : Dr. D. DE WIT
Laboratoire de Microbiologie Pharmaceutique et d’Hygiene
Codirecteur de thèse : Pr. M.DEVLEESCHOUWER
Mai 2006
Thèse présentée en vue de l’obtention du grade de PTX
Je remercie Michel Goldman pour la confiance et l’enthousiasme qu’il a portés à mon égard.
Je remercie Dominique, pour la personne qu’elle est et l’amie qu’elle est devenue, de m’avoir guidée en sciences immunologiques et en sciences humaines.
Je remercie Fabienne pour sa douceur et sa générosité intellectuelle.
Je remercie Samantha, Serge et Ezra, des êtres passionnants.
Je remercie aussi Stan, Jolyn, Bénédicte, Cécile, Séverine, Alain, Myriam, Véronique, Fabrice, Sofia, Pascal, Nath, Guillaume, Thierry, Laurence, Esther & Hans, Christelle, Michaël, Karen, Bassam, Emmanuelle, Abdou.
Je remercie Michel Devleeschouwer.
Je remercie le FNRS et l’Union Européenne pour avoir financé ce projet.
Je remercie ma Maman pour m’avoir donné le côté Yin de mon caractère.
Je remercie mon Papa pour m’avoir donné le côté Yang de mon caractère.
Je remercie ma soeurette Estelle.
Je remercie ma Mamy et mon feu Papy.
Je remercie ma Grany et mon feu Bon-Papa.
Je remercie mes amies et amis de toujours, Sand, Claire, Soph, Martine, Stéph, Eve, Mu, Fred, Lau et Isa.
Je remercie Maribel et Veronica.
Je remercie mes 5 grandes filles, Babou, Gene, Odi, Irina et Al.
Je remercie mes amies et amis de pharma, Ol, Nath, Lol, Val, Pod, Caro et Del.
Je remercie la bande des fous et des affreux ainsi que tous les électrons libres qui gravitent autour de ce noyau chatoyant.
Je remercie les Antilopes.
Je remercie Philippe pour sa bienveillance ponctuelle.
Je remercie Codéine et Hélium.
Je remercie mon Romain.
Une thèse, une histoire de quelques années.
Cette expérience, je l’ai vécue essentiellement sous l’étoile de la passion ; et occasionnellement dans un tourbillon de désespoir.
Elle fût source de questionnements rationnels et irrationnels ; des questions dont nombreuses resteront sans réponse.
Ma route est encore longue. Au loin, l’horizon semble éclairé.
Je remercie le monde de la musique et de la nuit, mes échappatoires.
Liste des abréviations
Ac : Anticorps Ag : Antigène
AMPc : Adénosine 3',5'-MonoPhosphate cyclique AP-1 : « Activator Protein-1 »
APC : « Antigen Presenting Cell » ; cellule présentatrice d’antigènes
ARNm : Acide RiboNucléique messager ATP : Adénosine TriPhosphate
BCG : Bacille de Calmette et Guérin
BCR : « B Cell Receptor » ; récepteur (antigénique) des lymphocytes B
BrkA : « Bordetella serum-resistance to killing protein » ; facteur de résistance au sérum Bvg : « Bordetella virulence gene »
CaRDs : « Carbohydrate Recognition Domain » ; domaines de reconnaissance de résidus
carbohydrates
CBMC : « Cord Blood Mononuclear Cells » ; cellules mononucléées du sang de cordon CCR, CxCR : Récepteurs aux chimiokines des familles CCR et CxCR
CD : « Cluster of Differentiation » CD25 : sous-unité α du récepteur à l’IL-2 CD40L : « CD40 Ligand » ; ligand du CD40 CFA: « Complete Freund Adjuvant » ; adjuvant complet de Freund
CHO : « Chinese Hamster Ovary cells » ; cellules ovariennes d’hamster chinois
CMH I/II : Complexe Majeur d’Histocompatibilité de classe I/II
CMV : CytoMégaloVirus
CpG : Cytosine-phosphate-Guanine
CpG-ODN : oligodésoxynucléotides contenant des motifs CpG
CR3 : « Complement Receptor type 3 » CT : toxine cholérique de Vibrio cholerae
CTL : « Cytotoxic T Lymphocyte » ; lymphocyte T cytotoxique
CTLA-4 : « Cytotoxic T Lymphocyte Antigen-4 » CyaA : toxine adénylate Cyclase
C4BP: « C4b-Binding Protein » ; protéine de liaison du facteur 4 du complément
DAG : DiAcylGlycérol
DC : « Dendritic Cell » ; cellule dendritique DNT : « Bordetella pertussis DermoNecrotic Toxin» ou PEHLT : « Pertussis Heat Labile Toxin » ; toxine dermonécrotique
DN: « Double Negatif » DP: « Double Positif »
DTH : « Delayed Type Hypersensitivity » ; hypersensibilité de type retardé
DTPa : vaccin acellulaire composé d’Ags pertussiques, tétaniques et diphtériques
DTPw : vaccin cellulaire composé de Bordetella pertussis inactivé et d’Ags tétaniques et
diphtériques
EAE : « Experimental Allergic/autoimmune Encephalomyelitis » ; l’encéphalomyélite ou sclérose en plaques expérimentale
ERK : « Extracellular signal-Regulated Kinase »
FcR : « Fc Receptor » ; récepteur du fragment Fc des Igs
FHA : « Filamentous HemAgglutinin » ; hémagglutinine filamenteuse
Foxp3 : « Forkhead winged-helix box p3 » GM-CSF : « Granulocyte-Macrophage Colony- Stimulating Factor » ; facteur stimulant les colonies de granulocytes et macrophages
GMPc : Guanosine 3',5'-MonoPhosphate cyclique GPCR : « G Protein-Coupled Receptor » ; récepteurs couplés aux protéines G GVL : « Graft Versus Leukemia »
HBVac : « anti-Hepatitis B Vaccine » ; Vaccin contre l’hépatite B
HLA :« Human Histocompatibility Leukocyte Ag » ICAM : « InterCellular Adhesion Molecule » ; molécule d’adhésion intercellulaire
IFN : InterFéroN Ig : Immunoglobuline IL : InterLeukine
IκB : « Inhibitory-binding proteins κB »
IKK: « IκB Kinase»; protéine inhibitrice de NF-κB IP3 : Inositol 1,4,5 triphosphate
IRF : « IFN Regulatory Factor »
ISCOM : « ImmunoStimulating COMplex » kDa: kiloDalton
KO: « Knock Out » ; « -/- »
LBP: « LPS Binding Protein » ; protéine liant les mannanes
LFA : « Leukocyte Function-associated Antigen » LPS : LipoPolySaccharide
LT : « heat Labile Toxin from Escherichia coli » ; toxine thermolabile de Escherichia coli
Mal : « MyD88 adaptor like protein » (également appelé TIRAP)
MAPK : « Mitogen-Activated Protein Kinase » mDC : « myeloid DC » ; DC de type myéloïde MΦ : macrophage
MLR : « Mixed Leukocyte Reaction » ; réaction leucocytaire mixte
mo-DC : « Monocyte-derived DC » ; DC générées à partir de monocytes du sang en présence de GM- CSF et d’IL-4
MyD88 : « Myeloid Differentiation factor 88 » NAD: Nicotinamide Adenine Dinucleotide NFAT : « Nuclear Factor of Activated T cells » NF-κB : « Nuclear Factor-κB » ; facteur nucléaire kappaB
NK : « Natural Killer cell »; cellule tueuse naturelle NKT : « NK T cell »
NN : Nouveau-Né NO : monoxyde d’azote
OMS : Organisation Mondiale de la Santé OPV : « Oral Poliovirus Vaccine »
PAMP:« Pathogen-Associated Molecular Pattern »;
structure moléculaire conservée chez des agents pathogènes
PBMC : « Peripheral Blood Mononuclear Cells » ; cellules mononucléées du sang périphérique PCR : « Polymerase Chain Reaction pDC : « plasmacytoid DC »; DC de type plasmacytoïde
PGE2 : ProstaGlandine E2
PIP2 : PhosphatidylInositol 4,5 biPhosphate PKC : « Protein Kinase C »
polyI:C : « polyInosinic acid-polyCytidylic acid » PGN : PeptidoGlycaN
PLCγ1 : « PhosphoLipase Cγ1 » PRN: « PeRtactiN » ; pertactine
PRR : « Pathogen Recognition Receptor » ; récepteur reconnaissant des agents pathogènes PTX : « Pertussis ToXin » ; toxine de Bordetella pertussis (par extension, également appelée « la toxine »)
RGD: « tripeptide Arg-Gly-Asp » SEB : « Staphylococcus Enterotoxin B » ; Entérotoxine de staphylocoques de type B SNC : Système Nerveux Central
SP: « Simple Positif »
STAT : « Signal Transducer and Activator of Transcription »
Tcm : lymphocyte T mémoire central Tem : lymphocyte T mémoire effecteur Tm : lymphocyte T mémoire
Trég : lymphocyte T régulateur Ts : T suppresseur
TCF : « Tracheal Colonisation Factor » ; facteur de colonisation trachéale
TCT : « Tracheal CytoToxin » ; Toxine CytoTrachéale
TCR: « T Cell Receptor » ; récepteur (antigénique) des lymphocytes T
TGF-β : « Transforming Growth Factor-β » ; Th : « T helper (cell) » ; lymphocyte T auxiliaire TLR : « Toll-Like Receptor »
TICAM-1: « TIR Containing Adaptor Molecule-1 » TIR : « Toll/IL-1 Receptor »
TIRAP:« TIR domain-containing Adaptor Protein » TNF : « Tumor Necrosis Factor » ; facteur de nécrose tumorale
TRAF : « TNF Receptor-Associated Factor » TRAM : « TRIF-Related Adaptor Molecule » (également appelé TICAM-2)
TRIF : « TIR domain-containing adaptor inducing IFN-β » (également appelé TICAM-1)
VIH-1: Virus d’Immunodéficience Humaine de type 1
VRS : Virus Respiratoire Syncytial
[Ca++]i : concentration en calcium intracellulaire
Synonymes
B7-1 : CD80 B7-2 : CD86
Chémokine : chimiokine CD40L : CD154 CR3 : CD11b/CD18 CTLA-4 : CD152 Fas/FasL : CD95/CD95L
ICAM-1 : CD54 LFA-3 : CD58 L-sélectine : CD62L TRIF : TICAM-1 TRAM : TICAM-2 TIRAP : Mal
Table des matières
RESUME……….…1
INTRODUCTION……….………..……..3
1. La vaccination ... 3
1.1. Les acteurs de la vaccination ... 4
1.1.1. La cellule dendritique... 4
1.1.1.1. De l’ontogénie aux sous-populations de DC... 4
1.1.1.2. La vocation de la cellule dendritique ... 6
1.1.1.3. Le dialogue entre la cellule dendritique et le pathogène ... 7
1.1.1.4. Les TLRs ... 8
1.1.1.5. Signalisation ... 9
1.1.1.6. La DC et son environnement... 11
1.1.2. Le lymphocyte T ... 13
1.1.2.1. De l’ontogénie aux sous-populations de lymphocytes T ... 13
1.1.2.2. La vocation du lymphocyte T naïf ... 14
1.1.2.3. La réponse immune primaire... 15
1.1.2.4. Les lymphocytes T CD4 de type Th1 et de type Th2... 17
1.1.2.5. La réponse immune secondaire ... 19
1.1.2.6. Contrôle de la réponse immune... 21
1.1.2.7. Signalisation ... 22
1.1.3. Le lymphocyte B ... 24
1.2. Adjuvants ... 25
2. Bordetella pertussis et la coqueluche………. 28
2.1. Facteurs de virulence et déterminants de virulence……….29
2.1.1. Les adhésines... 29
2.1.2. Les toxines... 30
2.1.3. Les déterminants de virulence... 32
2.2. Pathogenèse vs. défenses immunitaires ... 33
2.3. Symptômes et diagnostic ... 37
2.4. Traitement ... 38
2.5. Epidémiologie et stratégie... 39
2.6. Les vaccins anticoquelucheux cellulaires et acellulaires... 41
3. La toxine de Pertussis... 45
3.1. Structure-activité... 45
3.2. Les impacts de la PTX sur le système immunitaire... 47
3.2.1. Effet général ... 47
3.2.2. Effet au niveau cellulaire... 49
3.2.2.1. Cellules présentatrices d’antigènes ... 49
3.2.2.2. Lymphocytes T... 50
3.2.2.3. Autres cellules cibles... 51
3.3. Le dialogue entre la PTX et ses cellules cibles... 52
3.4. Les propriétés adjuvantes : Des vaccins pertussis à la PTX... 55
4. L’immunité du nouveau-né... 57
4.1. Les lymphocytes T néonataux ... 57
4.2. Les lymphocytes B néonataux ... 59
4.3. Les cellules dendritiques néonatales... 59
BUTS DU TRAVAIL………...…….63
MATERIEL ET METHODES………..………...65
RESULTATS……….………...68
1. Etude des effets de la PTX sur les cellules dendritiques humaines……...68
2. Etude des effets de la PTX sur les lymphocytes T CD4 naïfs humains……..70
DISCUSSION………...………...73
BIBLIOGRAPHIE……….………...93
ANNEXES………128
La toxine de pertussis (PTX) est une A-B protéine considérée comme l’un des principaux facteurs de virulence de Bordetella pertussis, l’agent bactérien responsable de la coqueluche.
Aujourd’hui, cette maladie représente encore un réel danger pour les nouveaux-nés et les nourrissons non ou partiellement immunisés. Actuellement, la coqueluche provoque encore la mort d’environ 350.000 individus par an. La toxicité de la PTX est liée à l’activité enzymatique de sa sous-unité A capable d’inhiber les voies de signalisation associées aux protéines Gi. La partie B, quant à elle, permet l’entrée de cette sous-unité A dans le cytoplasme des cellules cibles en se liant spécifiquement à son ou ses récepteurs membranaires toujours inconnus de nos jours.
Des études réalisées chez la souris et chez l’homme ont montré que les vaccins anticoquelucheux combinés à différents antigènes vaccinaux étaient capables de moduler leurs réponses humorales spécifiques. Par ailleurs, la PTX est couramment qualifiée d’agent immunostimulant. En effet, des modèles murins de vaccination permirent d’identifier des propriétés adjuvantes de la PTX coadministrée avec des antigènes non relevants.
Le travail développé dans ce manuscrit étudie les effets de la PTX sur 2 types cellulaires primordiaux sollicités lors d’une vaccination : la cellule dendritique (DC) et le lymphocyte T CD4+ naïf.
Les DC sont les seules cellules présentatrices d’antigènes aptes à initier une réponse immune primaire. Dans un premier temps, nous avons montré que la PTX était capable d’activer des DC générées in vitro à partir de monocytes. En effet, elles acquièrent un phénotype mature caractérisé par une augmentation de l’expression membranaire des molécules costimulatrices et du CMH de classe II, démontrant un effet direct et spécifique de la PTX sur les DC myéloïdes. Parallèlement, ces DC produisent du TNF-α, de l’IL-12p40 et de l’IL-12p70 et activent NF-kappaB, un facteur de transcription essentiel au processus de maturation. Nous avons obtenu des résultats similaires avec une toxine génétiquement modifiée qui est enzymatiquement inactive. A partir de sang total incubé avec la PTX, nous avons par ailleurs observé que les DC circulantes du nouveau-né étaient déficientes dans leur maturation et leur sécrétion d’IL-12p70 comparées aux DC de l’adulte.
D’autre part, il a été décrit précédemment que la PTX exerçait des effets mitogènes sur les lymphocytes T humains et murins. Cependant, le rôle qu’elle joue sur la population des lymphocytes T CD4 naïfs reste peu connu. A l’issue de notre second travail, nous pouvons dès lors affirmer que la PTX est également capable d’activer des lymphocytes T CD4+CD45RA+ naïfs isolés à partir des cellules mononuclées du sang périphérique, et ce
stimulés par la PTX prolifèrent, synthétisent des quantités non négligeables d'ARN messagers codant pour l’IL-2 et le TNF-α, augmentent l’expression membranaire des molécules CD40L, CD69 et CD25 et expriment la protéine Foxp3. Cette activation s’accompagne de la translocation nucléaire de NF-kappaB et NFAT. Parallèlement à l’adulte, la PTX active les lymphocytes T CD4 néonataux. Néanmoins, ceux-ci prolifèrent moins bien et expriment plus faiblement le CD40L à leur surface.
Enfin, la PTX induit la sécrétion de taux importants d’IFN-γ par des T CD4+CD45RA+ naïfs adultes mis en présence de DC autologues.
Nous terminerons en proposant l’hypothèse suivante : La PTX pourrait exercer ses propriétés adjuvantes par l’intermédiaire de différents mécanismes comprenant notamment la maturation des DC d’origine myéloïde et l’activation des lymphocytes T CD4+CD45RA+ naïfs. Ces 2 populations cellulaires sont en effet les principaux protagonistes impliqués dans la réponse immune primaire.
1. La vaccination
Les premières pratiques médicales constituant les prémices de la vaccination ont été initialement découvertes en Chine au 10ème siècle (Hume, 1940). Destinées à combattre la variole, ces méthodes se sont basées sur l’inoculation auprès d’un individu sain de croûtes déssechées de pustules infectées; celles-ci étant issues d’un patient convalescent ayant contracté une forme bénigne de la maladie.
Bien plus tard, le médecin de campagne Edward Jenner (1749-1823) a observé en 1796 que les fermières régulièrement en contact avec des animaux contaminés par la vaccine ou la variole de la vache étaient protégées contre la forme humaine de la variole (Jenner, 1798) : Il émet l’hypothèse de l’atténuation de la virulence d’un pathogène passant d’une espèce à une autre.
A la fin du 19ème siècle, vînt ensuite le Français Louis Pasteur (1822-1895), Docteur en Sciences, qui publia de nombreux travaux sur les maladies infectieuses. En 1885, il élabora le vaccin antirabique sur base de souches atténuées extraites de cerveaux d’animaux morts. Il représente le premier vaccin humain qui lui valut sa renommée mondiale (Crick et al, 1976;
Crick et al, 1985) :
Il émet l’hypothèse qu’un pathogène artificiellement atténué devenu bénin permet de protéger efficacement l’individu de la maladie mortelle qu’il occasionne.
Aujourd’hui, la vaccination sauve des millions de vies humaines menacées par de nombreux microorganismes pathogènes. Les nourrissons et les enfants restent leurs cibles privilégiées de part l’immaturité de leur système immunitaire qui est dès lors moins efficace.
Le concept d’un vaccin se base sur l’activation de notre système immunitaire via l’administration de très faibles quantités de virus attenués/inactivés, de bactéries attenuées/inactivées, ou d’antigènes (Ag) purifiés et si nécessaire détoxifiés. Le but sera d’initier une réponse immune primaire spécifique et de développer ensuite une réponse immune secondaire de type mémoire et protectrice à l’égard de ces microorganismes dangereux.
Enormément d’infections passent inaperçues car l’immunité innée qui est dépourvue de mémoire aura pu, à elle seule, les éliminer rapidement et sans laisser de traces.
Si toutefois le pathogène prend le dessus, une seconde ligne de défense plus soutenue, plus robuste et plus spécifique est activée par le système immunitaire. Elle est du ressort de l’immunité acquise. Celle-ci est agencée par les lymphocytes B et les lymphocytes T qui vont progressivement se différencier en cellules aux fonctions effectrices d’une part et en cellules aux fonctions mémoires d’autre part.
Idéalement, tout vaccin élaboré contre un agent infectieux devrait offrir à l’individu immunisé une protection efficace qualitativement et quantitativement identique à celle retrouvée chez l’individu convalescent de la maladie provoqué par ce même pathogène.
Théoriquement, le vaccin devra donc être capable de mettre en place des mécanismes effecteurs spécifiques et hautement comparables à ceux développés lors de l’infection naturelle.
1.1.Les acteurs de la vaccination
1.1.1. La cellule dendritique
La DC peut être définie comme la cellule présentatrice d’antigènes (APC) la plus puissante et la plus importante de notre système immunitaire. Son rôle s’apparente à celui d’une sentinelle.
Elle est capable de pister et de littéralement sentir le moindre signal de « danger ». Selon le cas, elle va mettre en œuvre tout un arsenal complexe de défenses destiné à l’éradiquer. Elle est unique en ce sens qu’elle est la seule APC habilitée à activer des lymphocytes T naïfs et à initier une réponse immune primaire. En fait, elle lie harmonieusement l’immunité innée et l’immunité acquise.
1.1.1.1. De l’ontogénie aux sous-populations de DC
Chez l’homme, les DC proviennent de la différenciation de cellules souches d’origine myéloïde (CD)11c+ (Cluster of Differentiation) ou lymphoïde CD11c- à partir de progéniteurs hématopoïétiques CD34+ (Banchereau et al, 2005; Kohrgruber et al, 1999) [Figure 1].
Actuellement, on retrouve différentes sous-classes de DC chez l’homme qui se distinguent par leur morphologie, leur phénotype, leur localisation ainsi que leurs fonctions. Les précurseurs myéloïdes donneront naissance aux cellules de Langerhans situées dans l’épiderme et les muqueuses, aux DC interstitielles présentes dans le derme, aux DC circulantes myéloïdes
(mDC) dans le sang, aux cellules interdigitées présentes dans le ganglion lymphatique. Les précurseurs lymphoïdes seront, quant à eux, à l’origine des DC plasmacytoïdes (pDC) situées dans le sang et les organes lymphoïdes (Paczesny et al, 2003) [Figure 1]. Sous l’influence de cytokines exogènes, il est possible de générer in vitro différentes sous-populations de DC présentant de nombreuses similitudes avec celles identifiées in vivo. Des cellules souches CD34+ d’origine myéloïde vont se différencier soit à partir de précurseurs CD11c+/CD1a+/CD14- en cellules apparentées aux cellules de Langerhans en présence de GM-CSF (Granulocyte-Macrophage-Colony Stimulating Factor), de TNF-α (Facteur de Nécrose Tumorale-α) et de TGF-β1 (Transforming Growth Factor-β1), soit à partir de précurseurs CD11c+/CD1a-/CD14+ en cellules apparentées aux DC interstitielles ou DC dérivées de monocytes en présence de GM-CSF et de TNF-α (Ito et al, 1999) [Figure 1]. A partir de cellules plus différenciées tels que les monocytes circulants, on peut également obtenir des DC interstitielles en présence de GM-CSF et d’interleukine (IL)-4 (également observé in vivo) ainsi que des cellules de Langerhans par l’ajout de TGF-β1 à ce cocktail de cytokines [Figure 1].
Dans le sang périphérique, il existe plusieurs types de précurseurs myéloïdes et lymphoïdes de DC transitant entre la moelle osseuse, les tissus périphériques et les organes lymphoïdes secondaires et se situant donc à un stade intermédiaire de différenciation. Aujourd’hui, de nombreuses molécules membranaires exprimées spécifiquement à la surface de ces sous- classes de DC ont été identifiées telles que la famille des BDCA (Blood Dendritic Cell Antigen) (Dzionek et al, 2001; Dzionek et al, 2002). Une DC circulante de type « myéloïde » est une cellule au profil d’expression HLA-DR+CD4+CD45RO+CD14-CD11c+IL- 3Rα(CD123)+ tandis qu’une DC circulante de type « plasmacytoïde » se caractérise par un profil d’expression HLA-DR+CD4+CD45RA+CD14-CD11c-ILT1-ILT3+CD123++BDCA- 2+BDCA-4+ (Colonna et al, 2004).
A titre d’information, il existe également des DC folliculaires présentes dans les organes lymphoïdes secondaires et assurant la présentation de l’Ag sur le lymphocyte B (Park et al, 2005).
1.1.1.2. La vocation de la cellule dendritique
Tout au long de notre vie, l’organisme appelé « le soi » devra composer avec le monde extérieur, « le non soi ». Divers signaux environnementaux permettent très rapidement au système immunitaire d’évaluer le danger potentiel se cachant derrière chaque rencontre de ces 2 mondes.
La DC possède des propriétés essentielles au bon fonctionnement de notre système immunitaire allant des plus basiques aux plus complexes.
Dans un schéma classique, la DC sillonne les tissus non-lymphoïdes et est généralement encore immature. Elle sera, à un moment ou un autre, exposée à une situation d’alerte. La DC est immédiatement happée par un gradient croissant de facteurs chimiotactiques provenant du site inflammatoire. Ces agents solubles sont libérés tant par les cellules de l’immunité innée que par le microorganisme lui-même et sont responsables des phénomènes de migration cellulaire. Arrivée sur les lieux, la DC aura pour principal objectif de capturer les Ags de l’agent microbien. Selon le cas, elle procédera par phagocytose, par macropinocytose ou par endocytose (Banchereau et al, 2005) [Figure 2]. Ces Ags protéiques sont ensuite apprêtés, c’est-à-dire, digérés et clivés en peptides pour s’associer aux molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) (Guermonprez et al, 2002). La DC côtoie un environnement inflammatoire empli de multiples facteurs solubles comprenant surtout des cytokines et des chimiokines produites par les cellules de l’immunité innée, elles-mêmes activées.
L’ensemble de ces interactions directes et indirectes va être à la source du phénomène de maturation de la DC. Par maturation, on entend l’activation de cascades de signalisation accompagnée de changements radicaux dans le profil d’expression génique. Par conséquent, la DC subit diverses modifications morphologiques, phénotypiques et fonctionnelles (Banchereau et al, 2005; Steinman et al, 1995a) [Figure 2].
Elle développe donc progressivement des dendrites suite à un réarrangement de son cytosquelette et acquiert de nouvelles propriétés immunostimulantes en vue d’optimaliser l’activation du lymphocyte T naïf (Burns et al, 2004). Ce phénomène de maturation s’accompagne de l’augmentation de l’expression membranaire de molécules costimulatrices telles que le CD80 (B7-1), le CD86 (B7-2) et le CD40, de molécules d’adhésion telles que le CD54 (ICAM-1; InterCellular Adhesion Molecule-1) et le CD58 (LFA-3; Leukocyte Function associated Antigen-3) (Cella et al, 1997).
Outre ces transformations phénotypiques, la DC synthétise de nombreuses cytokines dont le profil de sécrétion dépendra essentiellement de la sous-population à laquelle la DC appartient et du type de pathogène rencontré. Dès lors, l’empreinte des signaux microbiens dictera la polarisation de la réponse immune spécifique initiée dans les tissus lymphoïdes. Enfin, la DC perd l’expression des récepteurs responsables de l’endocytose et de la phagocytose et perd donc, par la même occasion, ses facultés de capture antigénique (de la Salle et al, 1997;
Steinman et al, 1995b). En contrepartie, les complexes CMH-peptide préalablement formés dans le cytoplasme se stabilisent et se délocalisent massivement à la surface de la DC afin de préparer la présentation antigénique finale (Guermonprez et al, 2002).
Via l’acquisition du récepteur CCR7 (Récepteur aux Chémokines 7) membranaire, la DC migre, par l’intermédiaire des vaisseaux lymphatiques, vers les ganglions lymphatiques situés dans le tissu lymphoïde (Forster et al, 1999; Saeki et al, 1999; Sallusto et al, 1998). Ils se classent parmi les organes lymphoïdes périphériques ou secondaires et sont composés essentiellement de lymphocytes T naïfs et de lymphocytes B naïfs (Randolph et al, 2005) [Figure 3]. C’est à cet endroit précis que la réponse immune primaire va démarrer. Elle implique la reconnaissance des peptides couplés aux CMH exprimés sur la DC avec le récepteur spécifique exprimé à la surface du lymphocyte T naïf appelé le TCR (T Cell Receptor) (Banchereau et al, 2005) [Figure 2]. L’activation du lymphocyte B naïf se produit plus tardivement.
1.1.1.3. Le dialogue entre la cellule dendritique et le pathogène
Le processus de maturation de la DC ainsi que son apprêtement antigénique occasionnent l’activation de multiples voies de signalisation dont les plus importantes seront décrites ici bas.
Les mécanismes de phagocytose des pathogènes ou de corps apoptotiques ainsi que les mécanismes de macropinocytose et d’endocytose des Ags sécrétés font intervenir différents types de récepteurs :
L’engagement de récepteurs peu spécifiques n’engendre pas d’activation de la DC.
Dans cette catégorie, se retrouvent les récepteurs FcR capables de reconnaître le domaine Fc des anticorps (Ac) et d’internaliser les complexes Ag-Ac (de la Salle et al, 1997; Schmitt et al, 1990). Les récepteurs aux hsp (heat shock protein), appelées aussi protéines de stress ou protéines de choc thermique, vont quant à eux pouvoir lier des peptides dérivés de l’Ag (Facciponte et al, 2005).
Les récepteurs CR3 et CR4 du complément permettent l’ingestion de cellules apoptotiques et de microorganismes et semblent impliquer dans des phénomène de tolérance (Locht et al, 1999; Relman et al, 1990; Saukkonen et al, 1991; Skoberne et al, 2006; Smith et al, 2001; Taborda et al, 2002; Tuomanen et al, 1988).
Il existe d’autre part des récepteurs plus sélectifs tels que les récepteurs Toll-like (TLR) et les récepteurs Lectine C-like (Cambi et al, 2005). Ils sont répertoriés comme des « Pattern Recognition Receptors » (PRR) capables de reconnaître des « Pathogen- Associated Molecular Patterns » (PAMP) (Akira et al, 2001; Akira et al, 2004). Ces PAMPs correspondent à différents motifs moléculaires hautement conservés au cours de l’évolution et sont présents dans de nombreux agents infectieux. En reconnaissant spécifiquement certains motifs de l’Ag, les PRRs vont induire, selon les cas, différentes cascades de signalisation menant à la maturation de la DC. Ces familles de récepteurs sont donc particulièrement importantes dans l’initiation d’une réponse immunitaire adaptée aux divers types de pathogènes.
1.1.1.4. Les TLRs
Les TLRs appartiennent à la famille de récepteurs TIR (Toll/IL-1 Receptor) dans laquelle se situent les récepteurs à l’IL-1 (Akira et al, 2001; Gay et al, 1991; Hopkins et al, 2005). Ils reconnaissent spécifiquement des structures microbiennes invariantes retrouvées dans les différentes familles d’agents infectieux [Figure 4]. Cependant, ils lient également des ligands endogènes impliqués plutôt dans les agressions tissulaires comprenant des protéines de la matrice extracellulaire, des hsp et des β-défensines (Rifkin et al, 2005; Tsan et al, 2004;
Ulevitch et al, 2004) [Figure 4]. Les TLRs sont exprimés de manière ubiquitaire sur les cellules du système immunitaire et, par conséquent, possèdent de nombreux effets pléiotropiques (Hornung et al, 2002; Zarember et al, 2002). Au niveau de la DC, l’engagement des TLRs initie son activation et sa maturation.
Initialement découverts chez la drosophile, 11 TLRs distincts sont actuellement identifiés chez l’homme (Akira et al, 2004; Medzhitov et al, 1997; Medzhitov et al, 2001; Takeda et al, 2003; Tauszig et al, 2000). Certains sont exprimés à la membrane tels que le TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR11 (Yarovinsky et al, 2005). D’autres se situent dans le cytoplasme tels que le TLR3, TLR7, TLR8 et TLR9 (Hopkins et al, 2005).
Nous résumerons dans un tableau illustré ci-contre les différents ligands associés à chaque TLR (Akira et al, 2004) [Table 1]. Seul le TLR4 sera davantage détaillé vu qu’il semble
impliqué dans certaines fonctions de la PTX ainsi que dans la réponse immunitaire développée à l’égard de Bordetella pertussis (Banus et al, 2006; Higgins et al, 2003).
Le TLR4 interagit avec le lipopolysaccharide (LPS), un constituant majeur des parois externes de bactéries à Gram- (Medzhitov et al, 1997; Poltorak et al, 1998). Préalablement capturé par la protéine sérique LBP (LPS Binding Protein), le LPS va tout d’abord s’associer au CD14 présent dans le complexe membranaire TLR4-MD2-CD14 pour ensuite transmettre le signal intracellulaire via le TLR4 (Palsson-McDermott et al, 2004; Wright et al, 1990).
Contrairement aux monocytes et macrophages (MΦ) exprimant le CD14 membranaire de manière constitutive, la DC devra donc s’approprier la forme sérique du CD14 pour activer cette voie (Verhasselt et al, 1997). Le LPS active ces différentes cellules de l’immunité innée qui sécrètent de grandes quantités de cytokines proinflammatoires. In vivo, leur surproduction génère une réaction inflammatoire incontrôlée menant au choc septique souvent fatal (Lin et al, 2005).
D’autres ligands moins explorés se lient également à TLR4 ; il s’agit de lipides du parasite Trypanosoma Cruzi, de certaines protéines virales, de hsp et de la β-défensine 2 (Kurt-Jones et al, 2000; Ohashi et al, 2000; Oliveira et al, 2004).
1.1.1.5. Signalisation
Il existe 2 grandes voies de signalisation des TLRs (van Duin et al, 2006) [Figure 5] :
Une voie dite dépendante de la protéine adaptatrice MyD88 (Myeloid Differentiation factor 88) s’associe à TIRAP (TIR domain-containing Adaptor Protein) et orchestre les signaux transmis par tous les TLRs à l’exception du TLR3 (Horng et al, 2002;
Kaisho et al, 2001a).
L’autre voie dite indépendante de MyD88 associe la protéine adaptatrice TRIF (TIR domain-containing adaptor inducing IFN-β; TICAM-1) lors de l’engagement de TLR3 (Alexopoulou et al, 2001).
La transduction du signal initié par la liaison à TLR4 est plus complexe et implique l’activation des 2 voies, MyD88 dépendante et indépendante (Kaisho et al, 2001b;
Kawai et al, 2001).
L’activation de ces protéines recrute toute une série de protéines kinases qui se phosphorylent en cascade. Ces routes de signalisation aboutissent à la translocation nucléaire de différents
facteurs de transcription associés à l’expression spécifique de gènes proinflammatoires (van Duin et al, 2006) [Figure 5]. Le facteur nucléaire-kappaB (NF-κB) permet la transcription de nombreux gènes dont l’IL-12 et le TNF-α, l’IFN Regulatory Factor (IRF)-3 celle du gène de l’IFN-β et l’IRF-7 celle du gène de l’IFN-α (Moynagh et al, 2005; Seya et al, 2006).
Dichotomie fonctionnelle entre DC myéloïdes et DC plasmacytoïdes
Chez l’homme, le phénotype discriminatoire de ces 2 sous-populations de DC a déjà été décrit précédemment dans ce travail.
Leurs différences fonctionnelles se basent essentiellement sur leur profil d’expression des TLRs (Iwasaki et al, 2004; Kadowaki et al, 2001; Reis e Sousa et al, 2004) [Figure 6] :
La mDC exprime les TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR8 et TLR10. La stimulation des mDC par ces ligands induit surtout la production d’IL-12 mais également de TNF-α, d’IL-10, d’IL-6 et d’IL-1 dont la synthèse dépend notamment de l’activation de NF-κB. Les peptidoglycans (PGN) des parois cellulaires de bactéries à Gram+ sont des ligands du TLR2 et stimulent en particulier la sécrétion de peu d’IL-12 et beaucoup d’IL-10 (Re et al, 2004; Schwandner et al, 1999); le LPS quant à lui stimule la sécrétion de peu d’IL-10 et beaucoup d’IL-12 (Verhasselt et al, 1997). Enfin le polyI:C (polyinosinic polycytidylic acid) mimant l’ARN double brin des virus est le ligand synthétique du TLR3. Il active la voie MyD88-indépendante et induit principalement la production d’IL-12, d’IFN-α et d’IFN-β (Alexopoulou et al, 2001).
La pDC exprime uniquement TLR1, TLR6, TLR7, TLR9, TLR10 (Diebold et al, 2004; Lund et al, 2003; Lund et al, 2004). Les pDC produisent essentiellement les interférons de type I (IFN I) aux propriétés antivirales, l’IFN-α et l’IFN-β (Asselin- Paturel et al, 2005; Barchet et al, 2005; Colonna et al, 2004; Siegal et al, 1999).
L’expression de l’IFN-α et l’IFN-β dépend respectivement des facteurs de transcription IRF-7 et IRF-3 (Honda et al, 2005; Levy et al, 2003). Ces IFN I exercent des effets paracrines et autocrines en stimulant l’axe des récepteurs IFN-α/β qui vont activer STAT-1 (Signal Transducer and Activator of Transcription-1) et l’expression de la famille des « gènes induits par les IFN I » (Decker et al, 2005).
De part leur abondante expression sur les DC, les TLRs jouent un rôle prépondérant dans l’activation de l’immunité innée. En outre, différents travaux ont montré que les lymphocytes
T CD4 exprimaient aussi des TLRs. Ce sont surtout le TLR1, le TLR2, le TLR5, le TLR9 et le TLR10 que l’on retrouve parmi les T humains (Caron et al, 2005; Hornung et al, 2002;
Komai-Koma et al, 2004; Mansson et al, 2006; Xu et al, 2005; Zanin-Zhorov et al, 2003;
Zarember et al, 2002). Des études récentes démontrent que des ligands de TLR2, de TLR5 et de TLR9 peuvent exercer des effets directs et indirects sur les lymphocytes T, et particulièrement les lymphocytes T régulateurs (Trég) (Crellin et al, 2005; Liu et al, 2006;
Moseman et al, 2004).
L’engagement des TLRs est souvent abusivement associé au développement d’une réponse de type T helper (Th)1 caractérisée par une production d’IFN-γ (Agrawal et al, 2003; Akira et al, 2001; Dabbagh et al, 2003). En effet, l’IL-12p70 bioactive surtout produite par les mDC ainsi que les IFN I préférentiellement sécrétés par les pDC sont des cytokines dites pro-Th1.
Néanmoins, des ligands du TLR2 favorisent une réponse Th2 et le développement de l’asthme in vivo (Dillon et al, 2004; Redecke et al, 2004).
Enfin, les voies de signalisation activées lors de l’engagement simultané de plusieurs TLRs peuvent coopérer entre elles et réguler l’immunité innée :
Il existe une synergie d’action entre le R-848, ligand synthétique des TLR7/8, mimant l’ARN viral simple brin et le LPS, ligand du TLR4, ou le polyI:C, ligand du TLR3, dans la sécrétion d’IL-12p70 par les DC dérivées de monocytes du sang (mo-DC) (Gautier et al, 2005; Napolitani et al, 2005).
L’interaction concomitante du TLR2 avec le TLR4 ou TLR3 inhibe la production d’IL-12p70 par les mo-DC par un mécanisme dépendant de l’IL-10 (Re et al, 2004).
1.1.1.6. La DC et son environnement
Par ailleurs, la DC présente une grande plasticité fonctionnelle accompagnée d’une fidélité absolue pour sa stimulation primaire (Kalinski et al, 1998); ces propriétés furent mises en évidence à partir de mo-DC démontrant que leur activation peut être influencée sensiblement par la présence de facteurs solubles et membranaires (Kapsenberg et al, 2003).
L’IL-12p70 est une cytokine pro-Th1 qui, selon les stimuli, peut être sécrétée en grandes quantités par les DC d’origine myéloïde (Trinchieri et al, 1993; Trinchieri et al, 2003). L’IL- 12p70 représente la forme biologiquement active (Trinchieri et al, 1995). Elle est constituée d’un hétérodimère composé de la sous-unité p40 et de la sous-unité p35 (Bette et al, 1994).
Selon le concept « DC1-DC2 », la DC immature se polarise (Kapsenberg et al, 2003) [Figure 7]:
en DC mature pro-Th1 fortement productrice d’IL-12p70. Parmi d’autres, des produits microbiens comme la PTX et le LPS favorisent la maturation d’une DC1 (de Jong et al, 2002; Hilkens et al, 1997). Ces DC1 sont dès lors aptes à induire la différenciation de lymphocytes T CD4 naïfs en Th1 sécrétant préférentiellement de l’IFN-γ.
Le poly I:C par contre, produit peu d’IL-12p70 et privilégie aussi la voie Th1 via d’autres mécanismes (de Jong et al, 2002).
en DC mature pro-Th2 faiblement productrice d’IL-12p70. Des substances telles que la PGE2 et la toxine de Vibrio cholerae (CT) ainsi que les Ags SEA (Soluble Egg Ags) de Schistosoma mansoni provoquent la maturation d’une DC2 via des mécanismes impliquant l’augmentation intracellulaire d’AMPc (Adénosine 3',5'- MonoPhosphate cyclique) et l’expression membranaire d’OX40Ligand (OX40L) (de Jong et al, 2002; Flynn et al, 1998; Kalinski et al, 2001). Ces DC2 polarisent la différenciation de lymphocytes T CD4 naïfs en Th2 sécrétant préférentiellement de l’IL-4 et de l’IL-5.
La maturation finale de la DC se conclura dans le ganglion lymphatique lors de l’engagement du CD40 avec le CD40L exprimé par le lymphocyte T (Kelsall et al, 1996; Miga et al, 2001;
Schulz et al, 2000; Wesa et al, 2002).
A côté des agents pathogènes et de leurs dérivés antigéniques, l’environnement inflammatoire immédiat de la DC peut avoir une influence favorable sur sa maturation, comme le TNF-α, l’IL-1β, le GM-CSF (de Jong et al, 2002; Jonuleit et al, 1996; Markowicz et al, 1990).
Certaines cellules de l’immunité innée peuvent également initier la maturation des DC. Tel est le cas des cellules tueuses naturelles (NK), des NKT (NK T cell) et des lymphocytes Tγδ catalogués comme des lymphocytes T innés compte tenu de leur implications directes dans l’initiation d’une réponse immune précoce (Ferrick et al, 1995; Munz et al, 2005). Dans une situation infectieuse inflammatoire, les NK et des lymphocytes Tγδ constituent souvent une source primaire d’IFN-γ. Il existerait ainsi un dialogue entre ces cellules et les DC les rendant capables de s’activer mutuellement (Cooper et al, 2004; Fernandez et al, 1999; Moretta et al, 2005; Munz et al, 2005). De plus, les NKT et les lymphocytes Tγδ possèdent également des
fonctions régulatrices de l’inflammation et de l’autoimmunité (Carding et al, 2002; Linsen et al, 2005).
Enfin, différents auteurs ont caractérisé les DC tolérogènes correspondant à une population de DC immatures ou semi-matures capable de générer des lymphocytes T régulateurs (Trég) (Steinman et al, 2003) (Kapsenberg et al, 2003) [Figure 7]. Elles peuvent être générées lors d’une infection par un agent pathogène inhibant leur maturation.
1.1.2. Le lymphocyte T
Le lymphocyte T représente 2 types cellulaires distincts : les T CD4 et les T CD8.
Les lymphocytes T CD4+ sont spécialisés dans les défenses érigées contre les infections bactériennes et parasitaires. Ils peuvent aussi contribuer à l’élaboration de réponses spécifiques impliquant des lymphocytes B ou des lymphocytes T CD8. Dès lors, ils sont qualifiés en anglais de lymphocytes T « helper » et en français de lymphocytes T auxiliaires dont la racine latine adjuvare signifie aider.
Les lymphocytes T CD8+ sont primordiaux pour la résolution des infections virales et la lutte contre les cancers (Harty et al, 2000; Shiku et al, 2003).
Au sein de ces 2 classes, on y distingue une diversité fonctionnelle constituée de lymphocytes T naïfs, de lymphocytes T effecteurs, de lymphocytes T mémoires (Tm) et de lymphocytes T régulateurs (Trég). L’ensemble de ces populations mènera au développement, au maintien et au contrôle de la réponse immune spécifique à médiation cellulaire.
1.1.2.1. De l’ontogénie aux sous-populations de lymphocytes T
Le thymus est l’organe lymphoïde primaire où les cellules souches lymphoïdes émigrées de la moelle osseuse vont évoluer vers des lymphocytes T immatures tout d’abord CD4-CD8- doubles négatifs (DN) puis CD4+CD8+ doubles positifs (DP) (Wu et al, 2006) [Figure 8].
La signalisation via le récepteur Notch-1 est crucial au développement des précurseurs de lymphocytes T étant donné que son absence s’associe à une accumulation intrathymique de précurseurs de lymphocytes B (Bhandoola et al, 2006; Radtke et al, 2004; Sambandam et al, 2005; Wilson et al, 2001) [Figure 8]. Cette différenciation s’accompagne de réarrangements géniques menant à l’expression du complexe TCR-CD3 (Reizis et al, 2002). Ces thymocytes
DP subissent une sélection positive permettant la survie des cellules possédant un TCR fonctionnel. De manière concomitante, elles acquièrent un phénotype mature de thymocytes simples positifs (SP) exprimant le co-récepteur CD4 ou CD8, et récemment décrit comme étant une étape sous le contrôle des familles de facteurs de transcription Notch et Ikaros (Laky et al, 2005; Urban et al, 2004; Wu et al, 2006; Yasutomo et al, 2000) [Figure 8]. La maturation intrathymique se finalise par une sélection négative directement associée à la tolérance centrale. Elle permet d’écarter les thymocytes matures CD4+ ou CD8+ autoréactifs capables de reconnaître des peptides du soi présentés par des DC et des MΦ résidant dans le thymus, et ensuite destinés à disparaître par mort cellulaire programmée, un phénomène mieux connu sous le nom d’apoptose (Sprent et al, 2002).
Les cellules, arrivées au stade de lymphocytes T matures naïfs SP, quittent le thymus et rejoignent temporairement la circulation sanguine pour atteindre les organes lymphoïdes périphériques secondaires. C’est donc dans les ganglions lymphatiques et la rate que se déroule l’ultime étape de différenciation lors de l’initiation de la réponse immune primaire largement décrite dans le prochain chapitre.
1.1.2.2. La vocation du lymphocyte T naïf
Le lymphocyte T naïf circule et passe régulièrement dans les organes lymphoïdes secondaires. Il y aura pour principale mission de trouver le peptide de structure tridimensionnelle complémentaire et hautement spécifique au TCR qu’il revêt sur toute sa surface cellulaire. Comme expliqué auparavant, ce peptide est présenté au lymphocyte T naïf grâce à la formation d’un complexe stable avec les molécules du CMH exprimées sur la DC en cours de maturation.
Dans le ganglion lymphatique, les peptides liés aux CMH de classe I interagissent avec les TCR de lymphocytes T CD8 naïfs alors que ceux liés aux CMH de classe II interagissent avec les TCR de lymphocytes T CD4 naïfs (Fleury et al, 1991).
C’est donc au niveau des organes lymphoïdes secondaires que les lymphocytes T naïfs interagissent avec les DC qui auront migré de la périphérie vers le ganglion lymphatique.
Dans un contexte de vaccination, une réponse primaire s’amorce lors de l’administration de la 1ère dose d’Ags au patient ou à l’animal.
1.1.2.3. La réponse immune primaire
Il a été montré que, in vivo, l’activation du lymphocyte T naïf par la DC se déroule en 3 phases distinctes (Mempel et al, 2004). Au cours des 8 premières heures (h), les lymphocytes T initient une multitude de contacts de courte durée avec les DC, diminuent leur motilité et expriment progressivement des marqueurs d’activation CD69 et CD44. Ces interactions se stabilisent les 12h suivantes et donnent naissance à une synapse mature comprenant des lymphocytes T capables de sécréter de l’IL-2 et de l’IFN-γ. Ce n’est qu’après 24h que le lymphocyte T activé se dissocie de la DC, récupère sa motilité initiale et commence à proliférer (Mempel et al, 2004).
De manière plus détaillée, l’interaction du lymphocyte T CD4 naïf avec une DC se déroule comme suit.
L’expression constitutive de molécules d’adhésion à la surface de la DC et du lymphocyte T naïf est à l’origine de nombreux contacts, le plus souvent transitoires et non spécifiques, entre ces 2 cellules (Valitutti et al, 1995).
La reconnaissance entre le TCR du lymphocyte T CD4 naïf et le complexe peptide-CMH de classe II situé sur la DC enclenche le signal 1 (Janeway, Jr. et al, 1989). Il est attribué à la spécificité de la réponse immune (Cella et al, 1996; Kapsenberg et al, 2003) [Figure 9]. De plus, il contribue à l’expression du CD40L sur le lymphocyte T qui se lie au CD40 et amorce l’étape finale de maturation de la DC.
L’activation du lymphocyte T naïf se poursuit grâce à un deuxième signal essentiellement costimulateur. Il est délivré principalement par les molécules CD80 et CD86 de la famille B7 exprimées sur la DC mature se liant au CD28 situé sur le lymphocyte T naïf [Figure 9].
L’activation de la voie du CD28 amplifie le premier signal issu du TCR en stabilisant l’ARNm
des cytokines (Acuto et al, 2003). Elle augmente aussi la survie du lymphocyte de part l’expression de gènes antiapoptotiques Bcl-xL et la répression de la molécule proapoptotique FasL (CD95L) induite via le TCR (Kerstan et al, 2004). Dans ce microenvironnement, d’autres paires de récepteurs-ligands apportant des signaux coactivateurs supplémentaires tels que les molécules d’adhésion ICAM-1/LFA-1 et LFA-3/CD2 ainsi que des membres de la famille des récepteurs au TNF comprenant notamment le CD27/CD70 et l’OX40/OX40L (Borst et al, 2005; Watts et al, 2005).
En parallèle, l’architecture moléculaire membranaire s’accompagne d’une restructuration majeure menant à la formation de la synapse immunologique telle une alcôve spatio-
al, 1998; Revy et al, 2001) [Figure 10]. Le contact établi entre la DC et le lymphocyte T naïf devient stable et n’est plus du tout transitoire (Faroudi et al, 2003; Huppa et al, 2003).
Le lymphocyte T naïf activé synthétise la sous-unité α du récepteur à l’IL-2 (CD25). Il sécrète ensuite de l’IL-2 qui agit de manière autocrine et amorce son expansion clonale.
Le lymphocyte, en proliférant, donne naissance à une progéniture de lymphocytes T non polarisés. Cette étape de différenciation va dépendre du 3ème signal qui sera la résultante d’une multitude de paramètres environnementaux et génétiques (Cella et al, 1996; Kapsenberg et al, 2003) [Figure 9].
Parmi ceux-ci, on notera l’importance de la sous-population de DC concernée, du type de tissu dans lequel l’Ag fût capturé, de la dose d’Ag apprêtée, de l’affinité, de l’avidité et de la durée des interactions TCR-CMH-peptide, des voies de costimulation activées et du terrain immunologique global de l’hôte.
Lors de l’initiation d’une réponse immune primaire, le lymphocyte T CD4 naïf s’active, prolifère et se différencie en lymphocytes T CD4 capables d’assumer différentes fonctions effectrices :
Il apporte régulièrement une aide à la réponse primaire initiée par des lymphocytes T CD8 et contribue au développement de CTL (Cytotoxic T Lymphocyte), c’est-à-dire de lymphocytes T CD8 effecteurs aux propriétés cytotoxiques (Behrens et al, 2004;
Schoenberger et al, 1998). Le lymphocyte T CD4 activé devient une source d’IL-2 nécessaire à la croissance et la survie du lymphocyte T CD8 (McAdam et al, 1998).
Il apporte régulièrement une aide à la différenciation des lymphocytes B et contribue au développement des plasmocytes, c’est-à-dire des lymphocytes B sécrétant des Acs (Bartlett et al, 1990; Lederman et al, 1992; Smith et al, 2000).
D’autre part, un état de tolérance du lymphocyte T CD4 peut être induit dans certaines conditions. De nombreuses DC migrent vers les ganglions lymphatiques dans un état immature. Inaptes à fournir le signal 2, elles génèrent une activation partielle et inadéquate des lymphocytes T naïfs qui seront subséquemment éliminés par délétion ou inactivés par anergie (Banchereau et al, 2005; Steinman et al, 2003) [Figure 11].
1.1.2.4. Les lymphocytes T CD4 de type Th1 et de type Th2
La compréhension de la dichotomie Th1/Th2 s’appuie classiquement sur un modèle murin d’infection intracellulaire au protozoaire Leishmania major impliquant une réponse protectrice Th1 (Sacks et al, 2002; Sacks et al, 2004). Il se base sur les prédispositions génétiques distinctes des souris C57BL/6 et des souris Balb/c. Ainsi, les souris C57BL/6 présentent un profil à tendance Th1 qui les protège contre ce pathogène. Au contraire, les souris Balb/c développent plutôt des réponses Th2 qui les rendent susceptibles à Leishmania major (Mowen et al, 2004).
Le lymphocyte T CD4 de type Th1 se caractérise par la production d’IFN-γ, d’IL-2 et de lymphotoxine/TNF-β (Romagnani et al, 1991; Street et al, 1991). Il augmente l’activité cytotoxique et microbicide des macrophages via l’IFN-γ. Il va donc essentiellement agir contre les pathogènes intracellulaires. Ces microorganismes développent différentes stratégies leur permettant de survivre et de se répliquer dans des niches vacuolaires (Méresse et al, 2000).
Une réponse Th1 efficace permet notamment de résoudre des infections provoquées par Bordetella pertussis, Leishmania major, Listeria monocytogenesis, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Toxoplasma gondii, Tryponosoma Cruzi, pour ne citer que celles-ci (Aliberti et al, 2004; Cooper et al, 1993; Dai et al, 1997; Del Rio et al, 2001;
Hoft et al, 2000; Hoft et al, 2002; Hsieh et al, 1993; Mills et al, 1993; Quiroga et al, 2004;
Ryan et al, 1997b; von Stebut et al, 2004).
Divers facteurs solubles et membranaires favorisent le développement d’un lymphocyte T CD4 de type Th1 [Figure 12] :
L’IL-12p70 sécrétée par les DC d’origine myéloïde est la principale cytokine favorisant le développement du lymphocyte T CD4 naïf en Th1 tandis que l’IFN- γ potentialise cette sécrétion d’IL-12 et joue un rôle dans la différenciation finale en Th1 (Athie-Morales et al, 2004); ce dialogue IFN-γ/IL-12 engendre une boucle d’amplification du phénomène (Rosenzweig et al, 2005).
Les IFN I relargués surtout par les pDC mais aussi par les mDC ont été récemment décrits pour leurs actions autocrines et paracrines dans la synthèse d’IL-12p70 et pour leurs implications dans la production d’IFN-γ (Gautier et al, 2005; Nagai et al, 2003;
Nguyen et al, 2002).
