UE9-JJH-Réaction d`hypersensibilité (word)
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UE 9 - Immunopathologie et Immunointervention JJ. Hoarau Date : 19/04/16 Promo : P2 2015-2016 Ronéistes : Pawak Anne Robert Plage horaire : 14h-16h Enseignant : JJ Hoarau L’hypersensibilité de type 1 : L’allergie I. Définitions et introduction aux réactions d’hypersensibilité 1. Définitions 2. Les différents types de réaction d’hypersensibilité II. Réactions de type I Hypersensibilité induite par l’IgE (type I) Les allergènes A. Les IgE B. Les mastocytes C. La dégranulation D. Les médiateurs des réactions de Type 1 Conséquences des réactions de type I Anaphylaxie localisée (atopie) Anaphylaxie systémique (choc anaphylactique) III. Les causes des phénomènes d'hypersensibilité immédiate 1. 2. 3. 4. IV. V. Lymphocytes TH1 et TH2 Régulation Amplification par IL-4 Différenciation TH1 / TH2 dans le poumon Rôle des facteurs de l'environnement Diagnostic Tests cutanés RIST (RadioImmunoSorbent Test) RAST (RadtioAllergoSorbent Test) VI. Traitement 1. Traitements classiques 2. Immunothérapie 1 I. Définitions et introduction aux réactions d’hypersensibilité 1. Définitions L’hypersensibilité : Mode de réponse de l’immunité adaptative face à un antigène (du soi ou du non soi) et qui se manifeste par des effets néfastes pour l’hôte. Souvent dans les dysfonctionnements du système immunitaire, quand c'est l'immunité innée qui est mise en cause, c'est souvent lié à des pathologies d'origine génétique. Dans la plupart des maladies, type hypersensibilité, maladie auto-immune… ce sont les cellules de l'immunité adaptative qui sont mises en cause. Les premières tentatives de mise en évidence de l’hypersensibilité proviennent de travaux menés par Portier et Richet en 1913 à Monaco. Ils ont essayé de comprendre la cause des chocs anaphylactiques suite à des piqûres de méduse. Ils ont donc essayé de « vacciner » les chiens en leur injectant des toxines de méduse. Ils se sont rendu compte que lors de la 2ème injection, les gens faisaient des chocs anaphylactiques et cela entrainait la mort. L’allergie : Capacité pour un organisme pré-sensibilisé à une substance exogène (= allergène) de réagir spécifiquement et ce d’une façon « altérée » lors de la réintroduction de cette substance. Au sens large, l’allergie désigne le développement d’un phénomène d’hypersensibilité face à un antigène de l’environnement. Il est important de noter que les sujets ne font des allergies que lorsqu’ils ont été pré-sensibilisés, ce qui implique que nous ne pouvons pas faire d’allergie la première fois que l’on rencontre un antigène. Lorsque l’on parle de réaction d’hypersensibilité, il ne faut pas comprendre que le sujet « sur-répond ». Il s’agit plutôt d’une réponse inadaptée du système immunitaire. L’hypersensibilité est donc une réponse anormale à un antigène. 2. Les différents types de réaction d’hypersensibilité La classification sépare les différents types d’hypersensibilité en fonction de la nature de l'antigène et des molécules effectrices impliquées lors de la réaction. Classification de Gell et Coombs - Type I : réactions anaphylactiques et atopiques Hypersensibilité immédiate à IgE (classiquement utilisée dans la lutte contre les parasites). L'organisme va produire des IgE alors qu'il ne devrait pas le faire. - Type II : réactions de toxicité et de neutralisation, IgG, complément ou ADCC - Type III : réactions secondaires aux effets des complexes immuns, IgG, IgM, complément - Type IV : réactions à médiation cellulaire, Hypersensibilité retardée, lymphocytes T On a ainsi 4 types d’hypersensibilité : Les réactions allergiques appartenant pour la plupart au type I. Ce sont des réactions anaphylactiques et atopiques (= se produisant sur un terrain génétique particulier) liées à une hypersensibilité immédiate induite par les IgE. On parle d’hypersensibilité immédiate car les individus sensibilisés auront une réponse très rapide face à l’allergène commun de l’environnement. La réaction d’hypersensibilité de type II fait intervenir des réactions de toxicité/neutralisation qui se 2 forment quand on a des complexes immuns. Elle aura pour médiateurs des anticorps de type IgG, IgM, qui vont se fixer sur les surfaces membranaires et entrainer la destruction de ces tissus. Dans le cas des IgG, cette réaction est liée aux auto-anticorps (maladie auto-immune), qui vont activer les mécanismes du complément, de la cytotoxicité et qui vont faire qu'on aura des atteintes de nos tissus. L’hypersensibilité de type III est proche de la réaction de type II et elle est basée, elle aussi, sur le rôle des anticorps, plus précisément au fait que des complexes immuns peuvent se déposer au niveau des tissus ou circuler dans le sang, codant leur attaque par les phagocytes et entrainant leur destruction. D’autres maladies auto-immunes peuvent alors être retrouvées comme le lupus érythémateux disséminé. Le dernier type d’hypersensibilité, le type IV, est dit retardé car sa mise en place va prendre plusieurs jours (3 à 4 jours environ), avec l’intervention des lymphocytes T (via des cytokines qui vont activer des macrophages qui vont attaquer les tissus). La réaction va apparaître à distance de l'élément qui déclenchera la réaction. On retrouve ici encore d’autres types de maladies auto-immunes associées à cette hypersensibilité, telle que la sclérose en plaques. Il faut remarquer que beaucoup des maladies auto-immunes sont liées aux réactions d’hypersensibilité. Tableau qui résume les différentes réactions d'hypersensibilité. Question/Réponse 2015 : Au niveau de la réaction d'hypersensibilité de type I, il y a quand même des cellules de l'immunité innée qui interviennent, avec les mastocytes par exemple ? Effectivement dans l'hypersensibilité de type I, on va voir que la composante principale c'est la production par les plasmocytes d'IgE et ces IgE vont pouvoir être captés par les cellules de l'immunité innée, notamment les mastocytes. Donc il y a bien la composante immunité adaptative qui entre en jeu mais l'apparition des symptômes est due aux cellules de l'immunité innée. Les cellules de l'immunité innée ne sont donc pas à l'origine de la maladie mais vont y participer. 3 II. Réactions de type I C’est une réaction qui suit immédiatement l’exposition à un antigène de l’environnement (allergène). Il faut faire attention au terme « immédiat ». En effet, la réaction allergique ne peut apparaitre que sur un sujet pré-sensibilisé. La réaction ne se fera que lors du 2eme contact avec l’allergène. Il faut donc comprendre ici : « immédiatement après la réexposition de l’allergène ». Notion de sensibilité anormale à un antigène banal. Lorsque l’on se demande pourquoi certaines personnes sont plus sensibles aux allergies, on peut dire qu’il y a un certain terrain génétique. C’est l’atopie : Atopie : prédisposition héréditaire au développement de réactions d’hypersensibilité immédiate contre les antigènes banaux de l’environnement. On a d'autant plus de chance de développer une allergie lorsque nos deux parents sont allergiques. Ainsi lorsque la réaction allergique est liée au terrain génétique de l’individu on parle de réaction atopique. Mais ça a été mis en évidence que dans un cas sur deux, même si on suspecte que ça doit être le cas général. Néanmoins les prédispositions génétiques et héréditaires ne sont qu’un des facteurs d’allergie, car l’environnement joue un rôle très important dans ces phénomènes. Le terme d’allergie est souvent utilisé comme synonyme de réaction d’hypersensibilité immédiate, même si certains types d'hypersensibilité immédiate peuvent être classés différemment de l'allergie. 1. Hypersensibilité induite par l’IgE (type I) Cette réaction se décompose en 2 étapes. - La première étape se caractérise par le premier contact avec l’allergène (= présensibilisation) ; à ce moment, l’individu ne va pas répondre immédiatement. Effectivement, lorsqu’un individu entre en contact avec cet allergène, il y aura production immunoglobulines par les plasmocytes, plus précisément d’IgE. Ces plasmocytes se trouvent dans les épithéliums et ont la particularité de ne pas présenter d’Ig à leur surface. L'organisme va donc traiter ces antigènes comme s'ils étaient parasitaires. Ainsi tous les Ig produites seront sécrétées. De plus, les plasmocytes n’ont pas la capacité d’expansion clonale. De ce fait, lorsqu’ils seront activés, ces derniers ne feront que produire des Ig. Les IgE produites vont venir se fixer à la surface des mastocytes et des basophiles via les récepteurs Fcε et les sensibiliser. Ces deux types cellulaires vont jouer un rôle central. Cette première étape n’est donc pas symptomatique. 4 - La réaction allergique apparait lors du deuxième contact (ré-introduction de l'allergène). Le crosslinking des allergènes, via les IgE qui se sont fixées aux récepteurs Fc des mastocytes, entraîne une dégranulation (histamine, sérotonine) de ces derniers de façon relativement importante. La réaction allergique est ainsi mise en place, elle aura différentes manifestations : le rhume des foins, l’asthme, la conjonctivite, etc ; et correspondra à des phénomènes inflammatoires, de contraction des muscles lisses (broncho-constriction), augmentation de la perméabilité vasculaire accrue et de vasodilation, responsables des symptômes observés. Cela impose qu'entre le premier et le second contact, le temps de contact soit limité. Généralement, on estime que les IgE ont une capacité à persister à la surface des mastocytes et des basophiles durant une 20aine de jours. Si on dépasse cette période, il faut resensibiliser une nouvelle fois. Tout démarre par une présentation antigénique. Les lymphocytes B (qui ont une certaine affinité pour l’allergène) vont entrer en interaction avec des lymphocytes T helper via la sécrétion d’interleukine 4. Les lymphocytes B vont alors se différencier en plasmocytes (qui sont des cellules résidentes des épithéliums et qui sont en phase terminale de différentiation) et en LB mémoires. Les plasmocytes vont alors produire : des IgM et des IgG, des IgA et des IgE (en moindre quantité). Les IgE vont alors se fixer sur les FcϵR et entrainer la dégranulation des mastocytes. Elles vont agir sur les muscles lisses, sur les vaisseaux sanguins, entrainer la production de mucus, et agir sur les plaquettes. La synthèse d’IgE est généralement restreinte à la réponse antiparasitaire indépendamment de l’origine de l’antigène. Ainsi certains extraits protéiques issus de parasites tels que le nématode peuvent entrainer la production d’IgG ou d’IgE : - soit en stimulant directement les lymphocytes B (pour produire les immunoglobulines G1 et E) - soit via des Lymphocytes T CD4 qui vont favoriser la réponse Th2 et stimuler la production de cytokines qui vont stimuler la réponse humorale. Cependant, certains individus produisent des IgE contre des antigènes banals, non parasitaires. Ces individus sont dits atopiques avec un terrain génétique particulier et les antigènes vis-à-vis desquels leur système immunitaire réagit sont dits allergènes. Un allergène peut donc être défini comme un antigène de l’environnement non parasitaire capable de stimuler spécifiquement le système immunitaire des individus allergiques. A noter que chez les personnes atteintes d’atopie, tous les antigènes ne sont pas des allergènes. 5 2. Les allergènes On y retrouve : - des protéines étrangères à notre organisme, par exemple du sérum provenant d’un autre individu, mais aussi certains constituants de vaccins, - des pollens, qui sont les allergènes les plus connus => pollen de différentes graminées par exemple (raygrass). Ils sont considérés comme des allergènes faibles, mais tout dépend de la quantité de l'allergène auquel vous êtes exposé. - certains médicaments (pénicilline, sulfamides…). Ils peuvent interagir avec certaines surfaces cellulaires et entrainer l'apparition de néo-épitopes. - des aliments (fruits de mer, œufs, lait…), - des sous-produits provenant d’insectes (venins, piqures d’insectes, squames, débris, poussière de mites par exemple) - des spores - des constituants provenant des animaux tels que les poils. Question/Réponse 2015 : Lorsqu'une personne fait une allergie à l'œuf, c'est dû au jaune ou au blanc d'œuf ? Cela peut être dû aussi bien au jaune qu'au blanc d'œuf mais généralement c'est plus le blanc d'œuf. Mais comment cela se fait puisque que le blanc d'œuf c'est de l'albumine ? Normalement vous ne devriez pas le faire malheureusement on constate que certaines personnes font ce genre d'allergies face à l'albumine. Mais dans ce cas peut-on parler de maladie auto-immune ? Alors ce n'est pas une maladie auto-immune parce que les IgE que vous allez produire contre le blanc d'œuf ne vont pas réagir contre vos propres constituants, bien que certains soient de l'albumine. Lors d'une réaction allergique face au blanc d'œuf, l'albumine n'est pas le seul facteur de cette réaction, les phénomènes de dégradation de l'albumine jouent aussi un rôle. La gamme des allergènes est finalement extrêmement large. 6 Pour illustrer la complexité de ces allergènes, voici l’exemple du pollen de jacobée provenant des fleurs de l’ambroisie. On sait que cinq fractions florales de l’ambroisie sont responsables de l’allergie et du rhume des foins : - les fractions E et K sont responsables de la majeure partie des réponses allergiques chez les sujets atopiques (dans 95% des cas). - Ra3, Ra4 et Ra5 sont responsables chez 20% des sujets atopiques seulement. Est-ce qu'il y a un déterminisme, est-ce qu'on peut déterminer à l'avance si une protéine a des propriétés allergisantes ou pas ? Quasiment pas. Les allergènes, de façon générale, sont des petites protéines, avec un poids moléculaire relativement faible (15-40 KDa), mais les analyses physico-chimiques ne permettent pas d’identifier de point commun. C’està-dire qu’ils n’ont pas de structures chimiques comparables et qu’on ne peut pas deviner le potentiel allergène d’une molécule juste à sa structure chimique. Il n'y a pas de déterminisme physico-chimique, c.-àd. qu'il n'y a pas de séquences particulières. L’allergénicité est donc un mécanisme complexe qui dépend de plusieurs facteurs: - L’allergène - La dose : il faut passer un certain seuil pour que la réaction se déclenche. - La voie de sensibilisation : les sensibilisations par voies cutanée et aérienne au niveau des voies respiratoires supérieures vont sensibiliser beaucoup plus facilement. - La constitution génétique du receveur (atopie) Exemple : Une introduction de l’antigène au niveau des épithéliums (respiratoires ou digestifs) est généralement plus propice au développement de phénomènes atopiques. A. Les IgE Voici la structure des différentes Ig. Vous avez les IgG, les IgD (qu'on retrouve à la surface des lymphocytes B), les IgE les IgA et les IgM. 7 Quand on s’intéresse à la structure IgE, on peut trouver qu’elle ressemble à une unité d’IgM. Mais l’élément important est que l’IgE est composée d’une région constante supplémentaire au niveau de la zone charnière des chaines lourdes. Cela fait que les IgE ont un poids moléculaire supérieur aux IgG (190 kDa). Cette région va donner une structure particulière à l’IgE et lui donne son affinité (liaison spécifique) pour le FcϵR. Les IgE ont la concentration sérique la plus faible dans le sérum : 0,1-0,4 ug/mL. Cependant chez les sujets atopiques, lorsque ses plasmocytes commencent à produire des IgE elle est multipliée par 10 (ce qui ne l’empêche pas d’être plus rare que les autres types), ce qui reste toujours inférieure aux concentrations des autres Ig. Ces IgE ont une demi-vie très courte : 2-3j. Mais lorsque celles-ci se lient à leur récepteur Fcε leur durée de vie passe à 1 à 2 semaines, ce qui laisse le temps de rencontrer de nouveaux allergènes. Il existe 2 types de récepteurs aux IgE : - Le FcϵRI est le récepteur de grande affinité aux IgE. C’est lui que l’on va retrouver à la surface des mastocytes et des PNB. (On considère qu’un mastocyte est un PNB qui a infiltré un tissu). Il est également retrouvé sur les monocytes, les cellules de Langerhans, les plaquettes mais avec un aspect diffèrent. Les éosinophiles en possèdent également et ils pourront intervenir dans la réaction allergique retardée. Le FcϵRI est composé de 3 chaines (multimérique) : - La chaine α qui correspond au domaine extracellulaire Ig-like - La chaine β qui est composé de 4 domaines transmembranaires - Et 2 chaines γ, reliées par des ponts disulfures, qui sont associés à un domaine intracellulaire d’activation telle que ITAM (motifs activateurs = responsable de la réponse de nature pro-inflammatoire) Ce qui va différer entre les mastocytes et les cellules telles que les plaquettes, c’est l’absence de chaine β (ce qui va réduire l’affinité pour les IgE). C'est la chaine α qui est responsable de la liaison aux IgE. Les mastocytes et les basophiles possèdent entre 40 et 90000 FcϵR à leur surfaces par cellule. Ils sont particulièrement aptes à réagir même si les IgE sont en concentrations faibles. - Le FcϵRII ou CD23 qui se trouve à la surface des Lymphocyte B, macrophage et PNE (CD23B) mais qui a une très faible affinité pour les IgE. Le domaine extracellulaire est un domaine lectine et non Ig like. Ce récepteur peut subir un clivage protéolytique et se retrouver soluble, qui servira d'éponge pour capter les IgE. Ainsi lorsque l’on parle d’allergie, on s’intéresse au FcϵRI, car le FcϵRII n'intervient pas du tout. 8 Question/réponse : Le clivage du récepteur FcϵRII n’est possible que chez le LB et non chez le macrophage/PNE. B. Les mastocytes Les mastocytes sont la forme tissulaire des PNB (dérivent de progéniteurs basophiles). On les retrouve notamment dans l’épithélium respiratoire, digestif. Ce sont des cellules qui possèdent des granules cytoplasmiques très riches qui sont mononucléaires basophiles ou incolores. Ils prennent une teinte violette au MGG du fait de leur caractère basique. Leur forme est variable en fonction des tissus dans lequel on les retrouve. Les granules contiennent de la sérotonine, de l'histamine, de l'héparine, des tryptases et des chymases. Les mastocytes dérivent de précurseurs granulocytaires synthétisés au niveau de la moelle osseuse. Ces derniers vont ensuite circuler pour à peu près 8h dans le sang. Au moment de leur infiltration, les cytokines émises vont déterminer leur maturation en mastocyte ou basophile. - La différenciation en mastocyte est gouvernée par l’interleukine 9 - La différenciation en basophile est-elle contrôlée par l’interleukine 4 et GM-CSF On distingue 2 types de mastocytes : - Les MCT pour les mastocytes qui sont au niveau du tube digestif et les bronches qui renferment des granules à tryptase. - Les MCTC qui possèdent des granules à tryptase et chymase. Au niveau de la peau, des ganglions et de la sous muqueuse digestive. La tryptase et la chymase sont des endopeptidases. En fonction de la localisation des mastocytes, on peut retrouver des mastocytes à tryptase (retrouvés notamment au niveau du tube digestif et des bronches). Ceux que l'on va retrouver au niveau de la peau, des ganglions, des sous-muqueuses digestives vont posséder en plus la chymase. Ils font un peu la spécialisation de ces mastocytes. 9 Les mastocytes sont très proches des PN mais sont mononuclées avec un noyau central, bien arrondis. On distingue très bien leurs granules cytoplasmiques. Ils présentent beaucoup de similarités vis-à-vis ces cellules granulocytaires. C. La dégranulation La dégranulation des mastocytes et des basophiles entraîne l’apparition des symptômes de l’allergie. Il y a deux façons d’activer les mastocytes : - Directement via les FcϵRI - Indépendamment des FcϵRI : - Anaphylatoxines C3a, C4a, C5a (facteurs du complément) - Médicaments divers (ACTH synthétique, morphine, codéine,…) - Lectines (fraises) - Ionophores (Ca2+ …) - D’autres récepteurs des mastocytes Au cours de l'allergie, c'est vraiment les FcϵRI qui vont jouer un rôle initial, même si lorsqu'ils seront engagés, une réponse inflammatoire va se mettre en place et automatiquement, vous aurez également des anaphylatoxines, etc. Tout cela va exacerber la réponse inflammatoire. En liant à leur récepteur, ils sont capables de déclencher leur dégranulation. Voici les conditions nécessaires pour que des IgE induisent la dégranulation d’un mastocyte : Tout d’abord la liaison d’une IgE à un récepteur n’est pas suffisante. Il nous faut qu’au minimum 2 récepteurs soient impliqués. Donc, pour déclencher une réaction via les allergènes, ils doivent être obligatoirement divalent ou multivalent. Ça c'est le mécanisme classique impliqué dans l'allergène d'origine environnementale. Cet engagement peut être obtenu par d'autres mécanismes. - Le cas le plus courant (a) : Nous avons 2 récepteurs ayant fixés la région constante d’IgE. Ce qui implique que l’allergène soit au moins divalent donc multivalent. 10 - (b) (c) : les récepteurs peuvent être activés grâce à des anticorps anti-isotypiques (contre Fc) ou anti-idiotypique (contre Fragment hyper variable) qui vont lier IgE et simuler le rôle d’un allergène. Ce sont, par exemple de Ac anti-Fab ou des anticorps anti-Fc. - (d) : le crosslinking peut être obtenu grâce à des médicaments. Ça va permettre l'agrégation de 2 récepteurs. - (e) dans le cas de maladie auto-immune où l’anticorps est dirigé directement contre les récepteurs. (Le crosslinking est le rapprochement grâce aux liaisons de 2 récepteurs FcϵRI qui permettra la cascade de signalisation aboutissant à la dégranulation) L’agglutination croisée (crosslinking) de plusieurs FceRI par une même molécule d’allergène est indispensable. Ici, on retrouve des mécanismes classiques de la dégranulation typique de ce que l'on retrouve chez toutes les cellules capables de le faire et des mécanismes qui sont spécifiques, notamment aux mastocytes et aux basophiles. Une fois que l’on a un crosslinking plusieurs voies de transduction du signal sont possibles : - La voie de l’adénylate cyclase (dégranulation) - La voie de la phospholipase C (dégranulation) - La voie de la phospholipase A2 (production de prostaglandine et de leucotriène) Les mécanismes qui vont conduire directement à la dégranulation vont faire intervenir deux voies : la voie de l'adénylate cyclase et la voie de la phospholipase C. Concernant la voie de la phospholipase C : - Le crosslinking va entrainer l’activation d’une Protéine tyrosine kinase (PTK) qui va activer par phosphorylation la PLC - La PLC va ensuite cliver un PIP2 en DAG et IP3 - L’IP3 va permettre de mobiliser les stocks de Ca2+ au niveau du RE - Le DAG va permettre d’activer une seconde kinase : la PKC - La PKC et le Ca2+ va aller agir au niveau des granules cytoplasmiques pour augmenter leur perméabilité. Ainsi on aura un flux d’eau et de Ca2+ vers les granules. La PKC va agir également au niveau du cytosquelette (assemblage des microtubules, microfilaments) et permettre le rapprochement des granules cytoplasmiques et de la membrane cellulaire pour préparer la dégranulation. 11 Pour qu'il y ait dégranulation, il doit se faire en association avec la voie de l’adénylate cyclase : Il s’agit de la voie la plus rapide car elle agit une quinzaine de seconde après un crosslinking : - Après un crosslinking, l’adénylate cyclase va cliver un ATP en AMPc - Cette augmentation transitoire (il insiste, quelques secondes) d’AMPc va activer des protéines kinases qui vont compléter la migration des granules cytoplasmiques et leur fusion avec la membrane cytoplasmique (agissent au niveau de l'enveloppe des granules cytoplasmiques pour augmenter leur perméabilité, ce qui va leur permettre d'augmenter de volume). Si l'AMPc augmente trop cela aura l'effet inverse par saturation, et cela va inhiber la dégranulation. C'est la combinaison de ces deux voies qui va permettre un rapprochement de ces granules cytoplasmiques à la membrane cytoplasmique et libérer leur contenu dans le milieu extérieur. La 3eme voie est une réponse de type inflammatoire, plus lente passe par la dégradation des phospholipides membranaires (mécanisme spécifique des mastocytes) : - Conversion de la PS en PE - Le PE sera transformé en PC grâce à deux enzymes Phosphatidyl-méthyl-transférase (PMT I et PMT II) - On aura une augmentation de PC sur la face externe de la membrane cytoplasmique, ce qui va activer la Phospholipase A2 qui va cliver la PC en LysoPC et en acide arachidonique (précurseur des leucotriènes et prostaglandines) Nous avons donc ici une phase de synthèse et donc une réponse allergique qui se fera plus tardivement. - La LysoPC va entrainer une augmentation de la fluidité membranaire, ce qui va faciliter la fusion des granules et permettre l’ouverture de canaux et permettre l’afflux de Ca2+ à l’intérieur de la cellule (et contribuer à la perméabilité des granules) : accélération du phénomène de dégranulation. La dégranulation se produit très vite, dans les quelques secondes/minutes qui suivent. Alors que la production des leucotriènes et prostaglandines ne se déroule que 24h après. Sur un mastocyte nous avons entre 4000 et 10000 FcϵRI, il faut donc imaginer que certains vont activer la voie de l’adénylate cyclase, d’autres la PLC etc. Les points à retenir concernant la transduction du signal : - La grande importance des flux calciques dans la dégranulation - Mécanismes classiques via IP3 et RE - Mécanisme propres aux mastocytes et aux basophiles : conversion de la PS en PE et méthylation en PC grâce à PMT I et PMT II. - Importance d’un accroissement fugace de l’AMPc Il faut insister sur le fait que cet accroissement ait un caractère « fugace » car vous verrez bientôt qu’il y a un moyen de bloquer la dégranulation : c’est d’au contraire augmenter la concentration d’AMPc (ce qui peut paraitre contre intuitif) notamment grâce à des phénomènes d’inhibition d’élimination de l’AMPc ou grâce à une production constante d’AMPc. Cette augmentation nous permet de bloquer la dégranulation. Alors que si cette augmentation est très brève, très « fugace » celle-ci contribue à la dégranulation. Tous les agents chimiques qui interviennent avec les flux de Ca2+ ou de l'AMPc sont connus pour inhiber la dégranulation. Le résultat de cette transduction est : - Dégranulation de médiateurs préformés (médiateurs primaires) : effet immédiat - Synthèse de nouveaux médiateurs secondaires (leucotriène, prostaglandine, facteur d’agrégation plaquettaire) : effet plus tardif qui va permettre de prolonger l'effet inflammatoire. 12 D. Les médiateurs de la réaction de type I Dans les granules primaires on retrouve : - L’histamine et la sérotonine qui jouent un rôle très important au niveau de la perméabilité vasculaire et sur les muscles lisses (contraction) - Facteurs chimiotactiques (recrutement d’autre granulocytes : PNE, PNN) - Protéases (tryptase, chymase) qui vont entrainer des dommages aux tissus Dans les granules secondaires on retrouve : - Les leucotriènes et les prostaglandines qui agissent aux niveaux vasculaires et des muscles lisses (elles ont le même effet que l’histamine et la sérotonine mais elles apparaissent plus tardivement mais avec un effet plus prononcé) - Des facteurs d’agrégation plaquettaires (à partir d’acide arachidonique) qui peuvent entrainer de la coagulation. - Cytokines pro inflammatoire (TNFα et IL 1) et anti inflammatoire (TGF β) L'histamine C’est le principal composé qu’on va retrouver au niveau des granules (environ 10% de leur contenu). Il est formé par la décarboxylation de la L-histidine. Son effet est immédiat (minutes qui suivent la dégranulation). Cette histamine va agir soit sur l’endothélium vasculaire ou soit sur les muscles lisses via des récepteurs (H1, H2 et H3) : - H1 : impliqué dans les mécanismes de contractions des muscles lisses, va entrainer des spasmes au niveau intestinal, au niveau bronchique et qui va en liaison avec ce récepteur, en général déclencher les mécanismes de sécrétion de mucus. On aura aussi une perméabilité vasculaire accrue. - H2 : intervient dans les mécanismes qui vont agir au niveau vasculaire et notamment qui vont entrainer une hyperperméabilité vasculaire, des phénomènes de dilation (qui vont être à l’origine d’œdèmes etc...) et qui au niveau de l’estomac est capable de provoquer des hypersécrétions. Alors encore une particularité associée aux basophiles et aux mastocytes qui possèdent des récepteurs H1 et H2. Les récepteurs H2 chez les mastocytes et chez les basophiles sont des récepteurs antagonistes de H1 (donc inhibiteur de la dégranulation = feed-back négatif) - H3 : (de façon purement anecdotique). Ce récepteur intervient dans les mécanismes de neurotransmission. Donc il agit au niveau des extrémités pré-synaptique. 13 Les leucotriènes et prostaglandines Ils sont une version améliorée de l'histamine. Effet similaire à ceux de l’histamine (notamment PGD2), si ce n’est qu’ils sont plus tardifs (les effets de l'histamine se déclenchent dans les secondes après la liaison au récepteur : 10-15s, alors que ceux des prostaglandines et des leucotriènes vont être libérés 30-60s après (production de novo)). Donc ils vont être beaucoup plus prolongés, ils seront beaucoup plus puissants que histamine, 1000 fois plus puissant. Même si les leucotriènes et les prostaglandines ne sont pas relargués en très grande quantité, leur effet va être beaucoup plus prononcé. Les cytokines Malheureusement, ce qui a tendance à prolonger la réaction inflammatoire à long terme, c'est la production de cytokines. Elle va arriver encore plus tardivement. Les mastocytes sont vraiment de très gros pourvoyeur de cytokines. On va retrouver énormément d’interleukines et on va retrouver aussi bien des cytokines pro ou anti-inflammatoire. (IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, GM-CSF et TNF-α) Cela va avoir un impact parce qu’ils vont bien évidemment participer au développement de la réponse inflammatoire et la nature des cytokines qui vont être produites vont impacter énormément localement l’environnement et impacter le type de cellules qui vont infiltrer et participer à la réponse inflammatoire. Parmi les principales cytokines (pro-inflammatoires) qui sont produites par les mastocytes on va retrouver : - L’IL-8 qui va permettre de recruter d’autres polynucléaires (notamment les neutrophiles) - L’éotaxine (Eosin chemotactic factor A, ECF-A) et L’IL-5 qui participent au recrutement des éosinophiles. C’est important car le recrutement des éosinophiles, généralement, est un recrutement tardif qui intervient dans les 24 à 48h qui suit le déclenchement de la réponse inflammatoire. Ce qui fait que très souvent, on peut avoir une primo-réaction suite au contact avec l’allergène. Dans les minutes qui vont suivre, on va faire une réaction et très souvent on va avoir une deuxième phase 24 à 48h après, liée à la dégranulation des éosinophiles qui ont été recrutées préalablement. - L’IL-4 et l’IL-13 qui vont stimuler et orienter la réponse inflammatoire via une réponse de Type Th2 et vont pousser les lymphocytes B, qui infiltrent les tissus, à se différencier en plasmocytes et à produire des IgE au lieu de produire des IgG ou autre. Ceci va donc entretenir la réponse inflammatoire. On entre dans un mécanisme ou finalement le système s'emballe. - TNFα, on peut avoir des effets locaux et des effets systémiques. Le risque c’est qu’au niveau de l’effet systémique, on peut avoir un choc anaphylactique similaire au choc septique qu’on peut avoir lorsqu’on a par exemple une décharge d’une bactérie Gram - à LPS au niveau sanguin notamment. Q/R : L'IL-9 en fait aussi partie. Ces médiateurs secondaires passent par un mécanisme de synthèse de novo, les leucotriènes et les prostaglandines à partir des phospholipides membranaires, les cytokines à partir de l'activation des gènes. 3. Conséquences des réactions de type I A. Anaphylaxie localisée (atopie) Très souvent lorsqu’on regarde une réaction allergique on a tendance à distinguer la réaction allergique immédiate qu’on appelle l’anaphylaxie localisée. On la retrouve systématiquement chez une patiente atopique, ce sont des réactions généralement limitées dans l’espace donc limitées à un organe ou au tissu qui a été en contact avec l’allergène. Ce tissu correspondant surtout aux épithéliums (digestif, respiratoire…) et qui sont responsables des symptômes classiques que l’on peut observer type rhinite, asthme, rhume des foins, eczéma … 14 On distingue aussi l’anaphylaxie systémique (c'est ce qu'on appelle les chocs anaphylactiques) qui est responsable du choc anaphylactique et qui cette fois ci est une réaction qui est pour le coup excessive (production intense de cytokines). On a ici une réaction d’hypersensibilité avec une production massive de cytokines qui va entrainer des œdèmes massifs dans l’ensemble des tissus, de la coagulation intravasculaire disséminée et même avant ça on aura des bronchoconstrictions intenses et généralement un étouffement et la personne qui meurt par asphyxie. Qu’est-ce qu’un individu atopique ? Cela sous-tend une tendance d'origine génétique à ce phénomène allergique localisé. L’anaphylaxie localisée est très souvent associée à l’atopie avec ce territoire génétique et elle permet de décrire cette tendance d’origine génétique à manifester ce type de réaction. Cela concerne 20% de la population des pays développés, même si ces maladies peuvent prendre un aspect très différent d'un individu à l'autre. Ce qui couvre un ensemble de symptomatologie différent tous lié aux IgE. Certains feront un asthme, d’autres vont développer un lupus etc... Chez ces patients puisqu’on sait qu’il y a, très souvent, un terrain génétique, on a justement essayé de savoir quel était ce terrain et notamment ce qu’on remarque c’est que dans ces familles on retrouve des mutations particulières au niveau du chromosome 5 et chromosome 11 : 5q = région qui code pour plusieurs cytokines dont IL-3, IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 et GM-CSF 11q = région qui code pour la chaîne β du récepteur de haute affinité pour les IgE Ces mutations touchent les régions qui contrôlent l’expression des cytokines classiques qu’on retrouve exprimées au niveau des mastocytes tel que IL-3, IL-4, IL-9 (très important pour la différenciation des progéniteurs granulocytaires en mastocytes) etc... Il semble y a voir des phénomènes de régulation/ dérégulation des gènes codant les cytokines. Donc il y a une prédisposition génétique à ce niveau. Au niveau du chromosome 11, on retrouve notamment la région qui code pour la fameuse chaine β qui permet au FcεR1 d’avoir une bonne affinité pour les IgE. Donc chez ces patients atopiques ce qu’on suspecte c’est que cette chaine β entrainerait une affinité encore plus importante de ce qu’on rencontre chez les sujets non allergiques ou du moins non atopique. Ce qui est sûr c’est qu’il y a un terrain génétique mais qui n’est pas systématiquement rencontré et on sait que l’allergie est indissociable de l’environnement ! On va dire que la génétique pèse pour 50 % et il reste encore 50 % de choses qu'on sait ne pas trop expliquer, qu'on impute aujourd'hui aux facteurs de l'environnement. Question : Est-ce qu'on peut revenir sur la définition de l'anaphylaxie ? Réponse : Dans l'allergie, vous pouvez avoir un phénomène qui est localisé ou systémique. Quand vous passez une réponse systémique, vous entrez dans un mécanisme de choc anaphylactique qui est lié à une production de cytokines qui est tellement importante que vous activer toutes les cellules, surtout au niveau vasculaire. Vous avez un effet d'emballement en interne. Question : Est-ce qu'il n'y a pas de facteurs socio-économiques dans l'allergie ? Réponse : Non, il y a des facteurs environnementaux. Des études aux USA ont été menées sur des personnes d'origine Africaine qui ont été adoptées, dont un des frères/sœurs était resté sur le pays d'origine et l'autre sur les pays développés. Ceux qui avaient finalement quitté leur territoire étaient beaucoup plus sujets au déclenchement de l'allergie que ceux qui étaient dans le pays d'origine. Cependant, le rôle de l'environnement est très important : des études portant sur des jumeaux homozygotes montrent que, même sur un terrain génétique identique, la concordance est inférieure à 50%. Cela veut dire que la génétique n'explique pas tout et que d’autres facteurs interviennent. 15 Si on regarde maintenant les principales allergies connues, d’origine atopique on a : - La rhinite allergique (la plus fréquente, 10 % de la population) = ce qu’on appelle le rhume des foins. Fréquent aux USA mais on retrouve les mêmes chiffres qu'en France et en Europe. Dans ce cas-là ce qui va être sensibilisé ce sont les conjonctives au niveau des muqueuses nasales par des antigènes aériens (chacun après à sa spécificité) qui vont entrainer après lorsque l’on va avoir du crosslinking, des phénomènes de vasodilatation et une perméabilité localisée accrue au niveau de ses muqueuses ce qui entrainera des exsudations aqueuses, des éternuements, de la toux et des œdèmes localisés. Ça va affecter le tractus respiratoire supérieur. C’est surtout les conjonctives qui vont poser le plus de problème et éventuellement s’étendre plus en profondeur au niveau du tractus respiratoire, mais n'entraine pas de danger pour la survie de la personne. - L’asthme allergique déclenché par différents allergènes types : pollen, poussières, fumée, des Ag viraux (ce dont on entend le plus souvent). Ne pas confondre avec d’autres types d’asthme comme l’asthme intrinsèque qui notamment peut être provoqué non pas par un allergène mais plutôt par un exercice physique ou suite à certaines infections. Les symptômes sont les mêmes et vont être provoqués par des phénomènes de bronchoconstriction surtout au niveau du tractus respiratoire inférieur et vont entrainer une occlusion au niveau des alvéoles et bronchique, ce qui va venir réduire la capacité respiratoire en plus de l’accumulation de mucus et ce qui peut entrainer des œdèmes et éventuellement si on ne fait pas attention on peut aller jusqu’à la mort. B. Anaphylaxie systémique (choc anaphylactique) Ce choc va se traduire de façon bien différente. C’est une réaction qui se produit en l’espace de quelques minutes suite au contact avec l’allergène, consécutive à une réaction qui est initialement localisée. Comme c’est une réaction qui est excessive, dès le contact avec l’allergène, la personne va se sentir assez mal rapidement (affecte le corps dans sa totalité). Donc généralement les premiers symptômes : - Agitation, signes de difficultés à respirer et très rapidement il y aura une baisse de la pression artérielle (vasodilatation généralisée) avec un risque d’évanouissement. - Contraction des muscles lisses aussi bien bronchiques qu’intestinaux (du fait de la libération massive d’histamine). Donc l’un va entrainer l’étouffement et l’autre va faire que la personne va s’uriner ou se déféquer dessus (engagement des récepteurs H1). Ce sont des signes qui ne trompent pas lors d’un choc anaphylactique. - Contraction des bronchioles, ce qui va entrainer l’étouffement dans les quelques minutes qui suivent (moins de 5 minutes). Parmi les allergènes responsables de choc anaphylactique, on va retrouver : - les piqûres liées à des venins (abeille, guêpe, frelon...) ; dans certains cas extrêmes, des morsures de fourmi - Médicaments (plus problématique), les chocs dus à l'insuline, la pénicilline, antitoxines - produits de la mer (fruits de mer, poisson) - noix Alors dans le cas d’un choc anaphylactique qu’est-ce qu’il faut faire ? Il faut pouvoir agir le plus vite possible pour contrer tout simplement les effets qui peuvent conduire à la mort et notamment les phénomènes de bronchoconstriction. Le but est d’essayer de relâcher le plus rapidement possible les muscles lisses, bloquer les effets des histamines et des leucotriènes et de diminuer la perméabilité vasculaire et pour cela il y a un moyen c’est de faire une injection d’adrénaline. 16 Dans ces cas de chocs anaphylactiques, le traitement est l'injection d'adrénaline avec pour buts : - contrer les effets de la dégranulation des mastocytes - relaxer les muscles lisses et éviter l'étouffement - diminuer la perméabilité vasculaire pour revenir à une pression sanguine suffisante, donc le but est de contrer un effet de l'histamine et des leucotriènes. - augmenter le taux d'AMPc dans les mastocytes pour bloquer la dégranulation. C’est vraiment très efficace, à conditions d’être administré le plus rapidement possible Pourquoi certains individus développent-ils plus de phénomènes d’hypersensibilité immédiate? III. Les causes des phénomènes d'hypersensibilité immédiate 1. Lymphocytes TH1 et TH2 Des études ont montré que cette allergie va être favorisée par la balance entre les Ly TH1 et Ly TH2. Au moment du contact avec l'allergène, tout dépend de la valence qui va s'établir entre la réponse de type TH1 ou TH2. Le schéma ci-dessous explique globalement que, lorsqu’il y a un contact avec un Ag (allergène ou pas), des cellules présentatrices d'Ag vont orienter la réponse lymphocytaire soit vers une réponse de type TH2, soit de type TH1. Première observation, la production d'IgE est principalement médiée lorsqu'on a une réponse de type TH2. Elle induit massivement la formation et l'activation des plasmocytes, éventuellement d'éosinophiles à plus long terme et est susceptible d'induire les mécanismes de dégranulation. Le mécanisme de type TH2 est donc beaucoup plus propice à l'apparition de phénomènes allergiques. Pour un profil TH1, on va avoir la production d'interférons γ qui a tendance à bloquer cette réponse 17 TH2. Au niveau des LB, ceux-ci seront polarisés vers la production d'IgG au lieu d'IgE. Explication année précédente : Quand on regarde ici le rôle des Ly TH2, on se rend compte que les Ly TH2 vont produire certaines cytokines telles que l’IL-4 ou encore l’IL-13 qui justement vont pousser les Ly B, donc les plasmocytes, à produire les anticorps de type IgM, IgA ou IgG mais également IgE. Alors que lorsqu’on a affaire à une réponse médiée par des Ly TH1, généralement les cytokines qui vont être produites sont l’IL-2 et l’IFN-γ et dans ce cas-là les Ly B produisent quasi-essentiellement des IgG et principalement du type G2 et absolument pas d’IgE. Donc chez les personnes allergiques, ils ont un déséquilibre c.à.d. que généralement lorsque le contact se fait avec l’allergène, on va avoir une orientation principalement des Ly T vers un profil de type TH2 plutôt que TH1. En plus si on regarde, ce sont les Ly TH2 qui en produisant de l’IL-4 et également de l’IL-9 (qui n’est pas sur ce schéma) vont notamment orienter les progéniteurs granulocytaires vers le statut de mastocyte qu’on ne retrouve absolument pas dans le profil de type TH1. C’est donc finalement cette balance TH1/TH2 qui va orienter vers la possibilité d’évoluer vers un statut allergique. Alors bien évidemment c’est le déséquilibre de la balance qui va déterminer ça. Mais ce qui va déterminer qu’on va évoluer vers un profil TH1 ou TH2, c’est bien évidemment lorsque la présentation antigénique se fait au niveau des cellules présentatrices d’antigène, de la nature des cytokines qui vont être émises et qui vont orienter ces Ly vers le profil TH1 ou TH2. Et notamment la cytokine qui va orienter vers le profil TH2, c’est l’IL-4 qui orientera vers un terrain plus propice à l’allergie. Alors que de l’autre côté, la production d’IFN-γ va plutôt orienter vers un profil TH1 et donc moins de susceptibilité à faire de l’allergie. Alors chose intéressante, au niveau de cette petite ligne au milieu, on a 2 signes négatifs qui indique que l’IFN-γ est un moyen de bloquer l’évolution vers un profil TH2 et donc notamment l’usage de l’IFN-γ peut être envisagé dans le traitement des personnes qui font de l’allergie pour essayer de modifier cette bascule entre TH1 et TH2. Pour résumer (2016) : ce sont les cytokines qui vont réguler cette balance TH1/TH2. On voit clairement que pour l'allergie, elle est médiée par la réponse de type TH2 : notamment via le rôle très important de l'Il-4 et l'Il-13 qui sont essentielles pour stimuler les Ly B et favoriser la production d'IgE. Au niveau des mastocytes, on retrouve l'Il-9 et encore une fois l'Il-4. Pour les éosinophiles, on retrouve l'Il-5 pour un rôle un peu plus tardif couplé à l'Il-9. En revanche, la réponse de type TH1 sera plus protecteur de l'allergie : via la production d'Il-12 et d'IFN-γ. Ce dernier va pousser les Ly B à produire des IgG (et non IgE) et surtout contrer la réponse TH2. Mais retenir le rôle prépondérant de l'Il-4 qui oriente vers cette réponse TH2 et donc vers l'allergie. 2. Régulation Parmi les cytokines produites au moment où on initie la réponse, plusieurs d'entre elles vont jouer un rôle important dans la régulation : - IL-5 → cytokine importante dans le mécanisme de maturation, chimiotactisme, activation des éosinophiles (essentiellement au cours de la phase tardive de la réaction allergique). Oriente les précurseurs granulocytaires vers le statut éosinophile (infiltrent les tissus un peu après, c.à.d. qu’ils prolongent la réaction inflammatoire). Fait partie des cytokines de types TH2. - IL-9 → cytokine importante dans la différenciation des basophiles et des mastocytes. - IL-4 → rôle fondamental. Responsable de la polarisation de la réponse lymphocytaire sous la forme d'un type TH2 et oriente vers la synthèse d'IgE par les plasmocytes. Il favorise notamment indirectement la différenciation des LB et des mastocytes 18 Lien IgE/Il-4 Si l’on regarde comment évolue la production d’IL-4, lorsqu’on a une induction de la production des IgE, on a finalement une réponse de type dose-dépendant, c.à.d. que plus on a de cytokines TH2 (type IL-4) qui augmentent, plus la production d’IgE augmente et ça c’est caractéristique, c’est ce qu’on observe chez les sujets atopiques. Bien évidemment cette augmentation de la quantité d’IgE, entraine également une augmentation des IgG et malheureusement on a une accumulation d’IgE qui va déclencher l’allergie. 3. Amplification par IL-4 Rôle très important de la polarisation des Ly sous le format TH2 qui est contrôlé principalement par la production locale d’IL-4. C’est donc elle qui va influencer cette différenciation et le déclenchement du profil allergique. Cette production d’IL-4 semble être une production par défaut, lorsque les cellules font de la présentation antigénique, elles sont normalement orientées vers une réponse de type TH1 et censée produire de l’IL-12. (C’est l’IL-12 qui, au sein de la présentation antigénique est censée faire basculer vers le profil TH1.) Lorsque l’IL-12 n’est pas produite, c’est de l’IL-4 qui est produite par défaut. Donc encore une fois on met la faute sur l’IL-4. Ça serait simplement lié au fait que lorsqu’il n’y a pas de production d’IL-12, par défaut les cellules présentatrices d’antigène vont se mettre à produire de l’IL-4 et du coup les Ly T qui sont naïfs vont s’orienter vers un profil de TH2. C’est ce qui est globalement représenté sur ce schéma. 19 * Mastocytes ou lymphocytes TH2 déjà différenciés. IL-4 produite localement, va avoir une action directe sur les mastocytes et l'orientation des lymphocytes vers un profil TH2. Au contraire, si c'est IL-12 qui est produite localement lors du premier contact avec l'allergène, cela va influencer un profil de type TH1, il n'y a alors pas de synthèse d'IgE. Il semble donc qu'il y ait un rôle très important du profil inflammatoire qui est mis en place lorsque les LB vont rencontrer pour la 1ere fois l'allergène. La théorie actuelle est que le fait que les cellules présentatrices d'Ag produisent de l'IL-4 pour la 1ere fois serait une production par défaut. Cela signifie que : - chez les sujets non atopiques, classiquement lorsqu'une cellule présentatrice d'Ag rencontre un allergène pour la 1ere fois, il y a production d'IL-12, ce qui polarise les LT naïfs vers un profil TH1 où ils vont produire principalement IFN-γ, IL-2, TNF-β. - alors que chez les sujets atopiques, ces cellules présentatrices d'Ag lors de la 1ere rencontre avec l'allergène vont produire de l'IL-4 et donc polariser vers une réponse de type TH2, avec la production de cytokines telles Il-4, IL-5, IL-13, jouant un rôle dans la réponse inflammatoire. Donc il faut souligner le rôle très important de l’IFN-γ produit au cours des réponses TH1. Lien IgE/ IFN-γ On voit ici que plus la dose d’IFN-γ augmente, plus on a une diminution de la production d’IgE et une augmentation de la production des IgG et IgM qui eux n’ont pas la capacité à se lier à FcεR. Du coup les mastocytes ne dégranulent pas. Donc ce qui sous-tend le rôle très important de la cellule qui va faire la présentation antigénique. Qu’on soit allergique ou non quand on est au contact avec des allergènes, nos cellules présentatrices d’Ag vont faire la présentation de ces allergènes. La seule différence c’est que dans un cas on va évoluer vers un statut TH1 et donc pas de production d’IgE et donc pas d’allergie. Alors qu’une personne allergique va se mettre à produire des cytokines de type TH2. 20 Question 2016 : Elève : C'est quoi le principal producteur des immunoglobulines ? Prof : Principal producteur des immunoglobulines... des anticorps ici ? Ce sont les cellules plasmocytaires. Elève : Je ne comprends pas pourquoi, comment ça se fait que cette réponse passe par le lymphocyte T ? Prof : Vous avez votre lymphocyte T naïfs qui vont interagir via les cytokines qu'ils produisent sur les LB et les orienter vers une réponse selon l'allergène présenté. Elève : Du coup par rapport aux deux contacts, là est ce que c'est le premier ou le deuxième? Parce que les LT ça prend du temps quand même pour qu'il y ait une présentation... Prof : Effectivement, si vous voulez on découvre l'allergie quand on fait une réponse allergique mais faut bien s'imaginer qu'elle n'est pas apparue du jour au lendemain, il y a eu quand même une mise en place avant ! Quand il y a un premier contact qui pousse les plasmocytes à produire les IgE, encore faut il qu'auparavant que ces cellules plasmocytaires aient été activées pour produire des IgE, donc si vous voulez il y a encore une phase au préalable qui est non visible... Elève : Donc c'est le "vrai deuxième contact"? Prof : Oui globalement ça demande une mise en place qui est beaucoup plus longue initialement et que vous ne voyez pas. Ce que vous voyez vraiment c'est surtout "la deuxième étape de la deuxième phase" où vous avez production d'IgE. C'est vrai que la stimulation des LB pour donner des plasmocytes producteurs d'IgE ne se fait pas non plus en 24h, il faut que des clones se mettent en place, des infiltrations tissulaires etc et que avant cela il y ait eu une activation des LB, évidemment… Il y a donc différents cas : - asthme atopique, chez ces patients il y a une sécrétion réduite d’IL-12 par les monocytes. Du coup, lors de la présentation antigénique, ces derniers en produisent très peu et laissent place à la production d'Il-4 (on a en a toujours, quand même) et déclenchent donc la réponse allergique. Dans ce cas, ce sont les macrophages bronchiques qui font la présentation antigénique. - dermatite atopique : (type eczéma), cette fois-ci, ce que l’on observe c’est que les monocytes vont notamment produire énormément de prostaglandines, notamment la PGE2 (produites par les monocytes) qui a pour effet d’inhiber les réponses de type TH1 et du coup la réponse TH2 va prendre le dessus. 4. Différenciation TH1 / TH2 dans le poumon Alors on pourrait souligner ce rôle important des cellules présentatrices d’antigènes, notamment au niveau pulmonaire. On s’est rendu compte qu’il existait 2 types de cellules dendritiques qu’on appelle les DC1 et les DC2. La différence ? 21 - Les cellules dendritiques de type DC1 sont des cellules matures, cellules dendritiques de type myéloïdes (donc qui dérivent de la MO). Lorsque la présentation antigénique se fait par des cellules dendritiques de type DC1, on va avoir une production d’IL-12 qui va orienter les Ly T naïfs vers un profil TH1. - les cellules dendritiques de type DC2 proviennent des ganglions lymphatiques, sont immatures et ont une origine plasmocytaire. Lorsque la présentation antigénique se fait par des cellules dendritiques de type DC2, elles ne produisent pas d'Il-12 ce qui va favoriser tout simplement la production d'Il-4 par les Ly T naïfs et va stimuler une réponse TH2 et orienter vers l'activation des LB pour qu'ils se mettent à produire des IgE. Chez les personnes de type atopique, on observe un excès des cellules immatures de type DC2 au niveau pulmonaire donc terrain propice à l’allergie. TH2 semble être une réponse par défaut lorsqu'il n'y a pas d'Il-12. IV. Rôle des facteurs de l'environnement L’environnement semble jouer un rôle prépondérant et des études ont essayé de voir s’il y avait des facteurs qui protégeaient de l’allergie. L’allaitement maternel joue un rôle protecteur très important (raison de plus pour que les mères fassent de l’allaitement). Infections, plus l'enfant grandit dans une atmosphère stérile avec une hygiène éliminant toute source d'infection, une vaccination précoce, plus la fréquence des phénomènes atopiques chez celui-ci augmente. Cela nous montre donc que le système immunitaire, il faut l’éduquer (comme nous) et que si on n’a pas commencé tôt, malheureusement lorsqu’il est en contact avec les allergènes, il peut s’orienter vers une réponse de type TH2 beaucoup plus facilement. La pollution et notamment certains composés comme le diesel car ces particules de diesel sont extrêmement fines et capables d’infiltrer profondément les poumons. Elles induisent d’ailleurs une réponse de type TH2. Les cellules dendritiques immatures vont également orienter vers cette réponse et on aura massivement une production d’IL-4. V. Diagnostic Alors que peut-on faire pour traiter l’allergie ? La première chose est de savoir à quoi on est allergique. 1. Tests cutanés Le test le plus courant celui qui est proposé couramment lorsque quelqu’un fait de l’allergie, est le test cutané. - des injections intradermiques (les injections doivent être strictement intradermiques). Exemple : injection doit se faire au niveau du nerf, il ne doit pas y avoir de saignement. Alors on doit nous injecter différents allergènes, il s’agit pas de l’injecter en IV car la réaction doit être localisée. - ou alors on peut le faire par scarification superficielle. Alors quand on nous fait ça c’est au niveau de l’avant bras et on nous met en contact avec différents allergènes. Exemple : ici : « Grass » c’est du pollen . 22 Quand on fait ce genre de test, la réponse est une réponse qui peut se faire en 2 temps. Alors on peut faire une réaction immédiate mais ce n’est pas systématique. En dehors des périodes d’allergie, généralement on n’observe pas de réponse immédiate. Cette réponse immédiate peut être liée au fait qu’on peut avoir des mastocytes qui sont présents au niveau de nos épithéliums là où on va mettre en contact les allergènes. A ce moment-là, s’ils sont présents, ils vont se mettre à dégranuler. La réaction se fait très rapidement et on voit un petit œdème (un érythème) qui apparaît dans les 30 minutes qui suivent et qui est liée à la dégranulation des mastocytes et basophiles, localement. Bien évidemment, si on fait ce test lorsque nos mastocytes n’ont pas été sensibilisés, on ne le verra pas. Par contre ce qu’on va voir, c’est une réponse tardive c’est à dire que dans les heures qui suivent (4h à 6h) du fait de la réaction inflammatoire qui va être déclenchée on va avoir un recrutement d’éosinophiles au niveau de ces tissus. Ces éosinophiles vont se mettre à dégranuler et on aura un érythème au niveau de la zone de l’injection mais cette fois ci qui est lié aux éosinophiles et non pas aux mastocytes. L’érythème permet de vérifier notre sensibilité à un allergène et ce système a un gros avantage puisque cela veut dire que si on a un gros bras, on pourra cribler plusieurs allergènes. Néanmoins ce système a quand même des inconvénients c.à.d. qu’on peut, en faisant des injections intradermiques ou des scarifications, nous sensibiliser à un allergène auquel on ne savait qu’on était déjà allergique et donc éventuellement on peut déclencher une réaction allergique à quelque chose auquel on n’était pas allergique avant. De façon extrêmement rare, on peut éventuellement déclencher un choc anaphylactique même si on n’injecte pas de grosse quantité. Ce qui veut dire que le praticien lorsqu’il réalise le geste doit toujours avoir à proximité sa seringue d’adrénaline à côté de lui au cas où. Ce geste n’est pas si rare que ça puisque lorsqu’on est allergique à un allergène bien souvent on est allergique à plein d’autres allergènes. 2. RIST (RadioImmunoSorbent Test) Ce test est utilisé pour vérifier le statut allergique d’une personne. Le but est d’aller doser au niveau sérique les IgE qu’on a. Donc le premier test qui existe est le RIST. C’est un test qui ressemble globalement au test ELISA. On utilise dans ce test, un support solide (type papier par exemple) sur lequel on a fixé des Ac antiIgE. On fait un prélèvement sanguin chez la personne, on récupère le sérum et on met en le sérum en contact avec ce système. On lave tout ce qui n’est pas IgE et après on fait la révélation avec un second Ac. Cet Ac n’est pas secondaire, il est toujours dirigé contre les IgE. Généralement, ces Ac sont radiomarqués par l’iode 125. On prenait ensuite un compteur Geiger et on allait mesurer le rayonnement Gamma. L’intensité du signal était proportionnelle à la quantité d’IgE circulants. Alors ce test permet de renseigner sur la quantité d’IgE circulants mais nous renseigne absolument pas à quoi on est allergique. Alors du coup il existe un autre système : RAST 23 3. RAST (RadioAllergoSorbent Test) Cette fois-ci sur la phase solide, ce que l’on fixe ce sont les allergènes. On réalise différents tests avec différents allergènes et on va reproduire le même test. On va utiliser le sérum du patient. Dans ce test, on a des IgM, des IgG et des même des IgE qui sont capable de lier ces allergènes. Ils vont venir se fixer mais ce qui nous intéresse c’est la présence des IgE. C.à.d. qu’on fait comme dans le test précédent, on va éliminer tout ce qui n’a pas été lié au support. On va rajouter des Ac anti-IgE et on va mesurer l’intensité du rayonnement gamma et déterminer à quoi on est allergique et l’intensité de la réponse allergique à laquelle on a été sensibilisée. L'intensité du rayonnement n'est proportionnelle qu'à la quantité d'IgE spécifique de l'Ag. Ce sont 2 tests classiques, Il n'y a pas une technique meilleure que l'autre ; ici, RAST est souvent utilisé pour confirmer l'immunoréactivité vis-à-vis d'un Ag qui a été clairement identifié. Le plus intéressant reste quand même de pouvoir se faire traiter. VI. Traitement Alors comment traiter quelqu’un qui est allergique, alors première chose simple : éviter de rencontrer l’allergène quand c’est possible. Si on est allergique aux poils de chat, on l’offre à la grand-mère, si on est allergique au cary bichique, on ne mange plus de bichique. Pour la poussière on fait récurer la maison de fond en comble en permanence mais c’est difficile du coup il n’est pas tout le temps évident d’éviter de rencontrer l’allergène. Autre possibilité c’est d’aller agir sur les phénomènes de dégranulation c.à.d. que l’allergie se déclenche et on va bloquer tout ce qui est responsable des symptômes. La dernière possibilité, qui celle-là, a pour but d’essayer de vous guérir c’est de nous désensibiliser en agissant sur la modulation de la balance TH1/TH2 c.à.d. nous pousser à arrêter de produire des IgE. Traitements classiques Alors quand il s’agit dans un premier temps d’essayer de bloquer le mécanisme de dégranulation voilà les principaux principes actifs dont on dispose : 24 Lorsqu’il y a dégranulation c’est l’histamine et la sérotonine qui vont poser problème. Plusieurs traitements ont pour but d’essayer de résoudre les mécanismes de dégranulation : - Les anti-histaminiques. Ces derniers vont agir sur les fameux récepteurs des histamines H1 et H2 qui vont agir sur les cellules impliquées dans les mécanismes de vasodilatation et contraction des muscles lisses et notamment via H2, bloquer tout simplement la dégranulation des mastocytes. - Autres types de possibilités c’est d’utiliser des agents qui sont capables de bloquer les afflux de calcium au niveau de la cellule et notamment il y a un composé le Cromolyn sodium qui est capable de bloquer cet afflux de calcium et donc de bloquer la dégranulation. - Autre composé notamment cette fois ci qui ont pour but d’aller saturer les cellules et notamment les mastocytes en AMPc. 2 composés utilisés : la théophylline, qui a pour effet de bloquer la phosphatidyl estérase qui provoque tout simplement la dégradation de l’AMPc en AMP5’ du coup on accumule une quantité d’AMPc dans la cellule. l’Epinéphrine (adrénaline) va stimuler la production d’AMPc et l’effet est le même cela va bloquer les mécanismes de dégranulation. - La cortisone (composé anti-inflammatoire) qui a la capacité de bloquer la synthèse de l’histamine à partir de l’histidine. On peut aussi traiter l'inflammation à l'aide d'anti-inflammatoires et des anti-leucotriènes. 25 Immunothérapie Dernière méthode à laquelle on essaye de recourir quand c’est possible c’est de faire de la désensibilisation donc le but ici c’est agir sur la balance TH1/TH2. Quand ça marche c’est génial sauf qu’au tout début, quand on propose au patient de faire cela est assez désagréable puisque l’objectif c’est de faire des injections répétées et en dose croissante de l’allergène auquel on est allergique. Donc les premières fois, on fait l’injection au patient et on lui donne tout ce qu’il faut pour ne pas déclencher l’allergie mais ce n’est pas trop agréable. Alors le but c’est de pousser les Ly B à faire de la commutation isotopique pour qu’ils fassent moins d’IgE et plus d’IgG. En fait ces injections répétées s’effectuent sur une durée relativement longue, cela dure plusieurs années (4-5ans). En faisant cela on ne diminue pas forcément énormément la production des IgE. Ca diminue un petit peu à la fin, la diminution n’est pas très marquée. Par contre, on va stimuler d’avantage les Ly B à produire d’avantage d’IgG ce qui veut dire que lorsque l’on va rencontrer des allergènes, une fois qu’on a été bien désensibilisé, ces allergènes vont être captés par des IgG qui eux n’ont aucune raison d’aller se fixer sur les FcεR et ce qui fait que finalement les IgE qui sont disponibles vont moins lier les allergènes et donc on va quand même faire des réactions allergiques mais qui seront beaucoup moins importantes qu’avant. Du coup on nous désensibilise mais on ne nous guérit pas totalement. Cependant dans certains cas on peut nous rendre la vie beaucoup plus agréable. Alors il existe d’autres moyens de traiter les personnes allergiques mais qui sont des traitements qui sont considérés de dernières intentions. Le fait de pouvoir utiliser par exemple des Ac Anti-IgE. On fait des injections d’anti-IgE. Les complexes immuns qui vont se former : les IgG anti-IgE vont être généralement recyclés, récupérés par nos plaquettes circulantes pour les emmener au niveau de la rate et au niveau du foie pour les éliminer. De la même façon on peut utiliser des Anti-IL-4 et IL-5 et même anti-IL-9. Pour ces derniers on hésite beaucoup plus car les IL-4-5 et 9 n’interviennent pas que dans les mécanismes allergiques, ils interviennent dans plein d’autres phénomènes de régulation ce qui fait que lorsqu’on fait ce test c’est que vraiment on n’a pas d’autres possibilité vis à vis du patient. NB : le reste c’est que de la culture cependant JJH nous invite à aller jeter un coup d’œil sur les hypersensibilités de type 2 car c’est la dedans qu’on retrouve notamment les incompatibilités au groupe sanguin ABO et notamment des incompatibilités liés à la maladie hémolytique du nouveau né. Ce sont 2 pathologies couramment rencontrées associés à ce type de pathologie 26 Réactions de type II - Ce type d’hypersensibilité s’observe quand un anticorps circulant réagit avec un antigène absorbé sur une membrane cellulaire ou avec un de ses constituants naturels ou encore avec un néo-antigène (viral par exemple) - Destruction directe de cellules par des anticorps – soit via une activation du complément – soit par phénomène d’ADCC – soit par opsonisation. Exemple de réaction de type II : les réactions transfusionnelles Le premier tout simplement c’est quand on est un groupe sanguin, on produit des Ac qu’on appelle des isohémaglutinine dirigées contre d’autres groupes sanguins et bien évidemment si on nous injecte un sang différent de notre groupe sanguin on va avoir la formation d’un complexe immun entre nos Ac et les érythrocytes qui vont être lysés etc… généralement cela entraine une libération de bilirubine qui est toxique 27 pour le SNC. Réaction transfusionnelle par incompatibilité ABO : - Liée à des anticorps “ naturels” (voir cours sur la tolérance) : IgM - Réaction immédiate due aux IgM - Activation du complément - Hémolyse massive - Toxicité liée à l’hémoglobine libre convertie en bilirubine Autres groupes sanguins : - Rhésus, Kidd, Kell, Duffy etc. - Réaction plus tardive liées à des IgG (et non plus aux IgM) - Activation moins efficace du complément - Phagocytose des hématies dans la rate ou dans le foie (et non hémolytique) - Pas d’hémoglobine libre dans le sang Maladie hémolytique du nouveau-né Dans les cas de maladie hémolytiques du nouveau né, ça se passe notamment lorsque la mère et l’enfant n’ont pas le même rhésus, on a par exemple la mère qui est de rhésus négatif qui est porteuse d’un enfant qui est rhésus positif. Alors problème se pose parce que les IgG ont la capacité de traverser la barrière placentaire alors si une mère au cours de la grossesse se met à produire des IgG anti-rhésus ils vont aller se fixer sur les hématies mais également toutes les autres cellules qui peuvent éventuellement présenter le facteur rhésus et entraîner tout simplement la destruction des GR du fœtus et donc généralement ce n’est pas très grave la plupart des enfants qui sont sujets à ça, naissent avec une petite jaunisse, on met les enfants sous une lampe UV ce qui va permettre de détruire, d’éliminer la bilirubine. Ça peut avoir des conséquences plus grave c’est à dire qu’on peut être amené en cas d’hémolyse intense dans le pire des cas à devoir faire de la transfusion sanguine intra utérine et ce qu’on rencontrera le plus souvent comme un cas un peu plus grave c’est notamment de devoir faire une transfusion sanguine à l’enfant à la naissance. Dans le mécanisme généralement quand la maladie hémolytique du nouveau né se déclenche c’est rarement le premier enfant qui est concerné. Souvent on dit que c’est la faute du père, car si la mère est rhésus négatif cela veut dire que le déterminant rhésus positif a été fourni par le père et du coup c’est donc au cours de la première grossesse que la mère risque de développer les Ac anti-rhésus. Pour cela il faut encore que les Ag 28 rhésus passent dans la circulation de la mère. Alors quand une grossesse se passe parfaitement bien, tout au long de la grossesse il n’y a aucune raison, les GR du fœtus ne sont pas passés dans la circulation de la mère même si on sait qu’aujourd’hui que les cellules du fœtus peuvent passer dans la circulation sanguine de la mère. Par contre très souvent au moment de l’accouchement, on peut avoir un peu de sang du cordon qui passe dans le sang de la mère et donc à ce moment là, la mère va développer des Ac anti-rhésus ce qui fait que bien souvent pour le premier enfant, même s’il est rhésus positif cela se passe bien. Par contre si on fait rien, la mère comme elle a été en contact déjà une première fois avec du rhésus positif, elle a le temps de développer des Ac d’abord des IgM puis des IgG et si elle tombe une seconde fois ensuite et que l’enfant est toujours rhésus positif, à ce moment la mère a déjà les Ac qui sont capable de passer la barrière placentaire et d’aller détruire les GR du fœtus. Généralement, la conséquence est plus ou moins marquée. Cas plus classique comme dit précédemment on aura des bébés qui vont naître avec une petite jaunisse à la naissance liée au fait qu'un partie de ses GR sont détruits et peut avoir des petites conséquences sur le développement rénal mais bon ce n'est pas grave à la naissance. Un peu plus grave on peut être amené à la naissance à transfuser l'enfant pour tout simplement le débarrasser de la bilirubine. Cas plus grave, des cas extrêmes où l'on peut être amené à devoir faire une transfusion sanguine en posant une voie directement en intra placentaire. Et ! Cas extrêmement rare, cause d'infertilité, vous aurez un premier enfant avec ce père qui vous donnera un enfant rhésus positif, vous n'aurez plus JAMAIS d'enfants avec lui, voilà... (faut changer de père) Pour éviter cela, on est capable de déterminer le rhésus de la mère et du père. On détermine rapidement si l'enfant est positif et on fait un suivi de la mère pour voir si elle développe des agglutinines anti-rhésus et à ce moment là on met en place différents traitements. Le plus facile, dans les quelques heures qui suivent l'accouchement, on va lui proposer de faire une injection d'Ac anti-rhésus. Le but étant tout simplement de lier les déterminant rhésus qui circulent dans le sang de la mère pour permettre une élimination rapide de ces déterminants antigéniques avant que le système immunitaire de la mère ne les voit. (et on change pas le père ouf) Le ronéo s'est arrêté ici, le reste n'est pas au programme (mais sait-on jamais...) Anémie hémolytique liée à des médicaments • Les molécules du médicament sont adsorbées sur la membrane du globule rouge et reconnu par certains anticorps • D’éventuels anticorps dirigés contre le médicament (souvent haptène) entraînent soit la destruction du globule rouge (par complément) soit sa capture par des phagocytes de la rate ou du foie Maladies auto-immunitaires • Maladie de Goodpasture (dépôts linéaires d’IgG et de C3b) 29 La maladie de Goodpasture • Auto-anticorps dirigés contre un antigène présent dans la membrane basale des glomérules rénaux et du poumon • La fixation de l’anticorps sur l’antigène se fait au sein du tissu lui-même (rein et poumon) Les hypersensibilités Phénomènes de type III : - Liés à la formation de grande quantité de complexes immuns circulants non éliminés par les cellules phagocytaires et les GR. Ces complexes immuns vont alors se déposer dans les organes et les tissus. - Lésions tissulaires surtout dues au chimiotactisme des polynucléaires neutrophiles et au déversement de leurs enzymes protéolytiques o Localisé : Formation des complexes dans un tissu o Généralisé : Formation dans le sang et dissémination des complexes et réaction partout où ils se déposent : • synoviales des articulations • artérioles de la peau • glomérules des reins • plexus choroïdes du cerveau Phénomènes de type III localisés 30 Phénomène d’Arthus : On fait une injection d'un antigène qui va se lier à des anticorps au niveau du tissu et sera par la suite opsonisé par du C3b. => Déclenchement local d'une réaction inflammatoire => recrutement neutrophile Phénomènes de type III localisés : • Phénomène d’Arthus • Implications cliniques Certains types d’atteintes pulmonaires dans lesquelles des antigènes présents dans l’air inhalé pénètrent dans les alvéoles de sujets pré- sensibilisés (poumons de fermiers, alvéolites « allergiques »,...) Phénomènes de type III généralisés : • Quand une grande quantité d’antigène entre dans la circulation et se lie à des anticorps • Les complexes s’accumulent préférentiellement dans les tissus ou s’opère la filtration du plasma (maladie sérique) - Rein => glomérulonéphrites - Artères => vascularites - Synoviale des articulations => arthrite • La taille des complexes est déterminée par le rapport antigène/anticorps dans le complexe - excès d’antigène : petits complexes - excès d’anticorps : gros complexes Importance de la taille des complexes immuns dans les phénomènes de type III : • Les petits complexes sont plus dangereux que les gros car ils sont plus difficilement phagocytés • La taille intervient aussi dans le degré de « pénétration du complexe » - complexes de petit PM : pénétration sous l’épithélium - complexe de PM moyen : dépôt sur la membrane basale 31 Maladie sérique • Symptômes – Fièvre – Fatigue – Eruption (vascularite généralisée) – Œdème – Erythème – Adénopathies – Arthrite – Glomérulonéphrite Phénomènes de type III : • Parfois post-infectieux – Glomérulonéphrite post-infectieuse (certains streptocoques) – Méningite – Hépatite – Mononucléose – Paludisme (Malaria) • Parfois médicamenteux – Allergies à la pénicilline et aux sulfamides – Les réactions médicamenteuses peuvent impliquer plusieurs types d’hypersensibilité ! • Parfois auto-immuns – Lupus érythémateux – Polyarthrite rhumatoïde • Attention petite faute dans le Kuby - Le Goodpasture n’implique pas de phénomènes de type III (l’anticorps se fixe sur l’antigène au sein du tissu, il n’y pas de formation de complexes immuns au niveau du sang) - Il n’y d’ailleurs pas de lésions disséminées dans le Goodpasture : les lésions restent strictement localisées là où l’autoantigène est présent (glomérule et poumon) 32 Phénomènes de type IV : - Hypersensibilitéretardée - DTH : delayedtypehypersensitivity - Implication de l’immunité à médiation cellulaire et des réponses de type TH1 Recrutement local de macrophages par les cytokines et chimiokines des lymphocytes T auxiliaires activés Dommage tissulaire limité, généralement bénéfique dans la lutte contre les agents infectieux intracellulaires et les Ag de contact Si ce recrutement devient chronique : formation d’un granulome - Le recrutement des macrophages prend plus de temps que celui des neutrophiles (dans les phénomènes de type III) - La localisation est très différente des types I, II et III : les phénomènes de type IV sont toujours localisés dans un tissu DTH Phase de sensibilisation & phase effectrice 33 34 Mycobacterium tuberculosis : Phénomènes de type IV : interviennent dans le contrôle de certaines maladies infectieuses Exemple : granulomes tuberculeux Dermatites de contact – Formaldéhyde, nickel – Cosmétiques & teintures – Plantes vénéneuses 35 interviennent dans beaucoup de maladies auto-immunitaires Exemple : diabète de type I (DID) Phénomènes de type IV : Diabète de type I 36
