AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire 26/10/2015 LEBLANC Romane L3 CR : Julie Chapon AL Pr J.Roudier 10 pages Aspects histologiques, biochimiques et physiologiques : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la reaction inflammatoire Maladies inflammatoires Plan A. L'inflammation et sa pathologie propre I. La reconnaissance de l'agresseur II. Médiateurs III. Réponse vasculaire IV. Réponse cellulaire V. Évolution : résolution et chronicité B. Les maladies auto-inflammatoires I. Fièvre méditerranéenne familiale (maladie périodique) II. CAPS : cryopyrine associated petriodic syndromes III. TRAPS (TNF receptor associated periodic syndrome) IV. La goutte C. Maladies par défaut de la réaction inflammatoire A. L'inflammation et sa pathologie propre L'inflammation est la reponse physiologique immediate (innee, non adaptative, qui s'oppose à l'immunite) à une agression physique (brulure ou cristal) ou infectieuse (bacteries et virus). Elle comprend 3 grandes phases : • la reconnaissance de l’agresseur +++ avec 2 structures de reconnaissance : les TLR (recepteurs de surface qui ressemblent à TOLL) et l'inflammasome (serie de proteines cytoplasmiques) • la mise en route de la defense qui aboutit à la production de 2 cytokines principalement :TNFα et IL1β ce qui entraine une vasodilatation, un œdeme, et un afflux de cellules de l'inflammation (PNN puis macrophages), phagocytose, • la resolution de l'inflammation lorsque l'agent a disparu 1/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire Les cellules impliquees dans l'inflammation viennent de la lignee myeloide : plaquettes, globules rouges, mastocytes, polynucleaires (neutrophiles +++) et macrophages. Les cellules impliquees dans l'immunite adaptative sont des cellules lymphoides : lymphocytes et cellules NK (effet memoire, vaccins). I. La reconnaissance de l'agresseur Elle se fait grâce à deux familles de recepteurs : – les TLR (TOLL LIKE receptors : PNN) à la surface des cellules de l'inflammation et de l'immunite (PNN, macrophage et lymphocytes). L'activation médiée par les TLR aboutit à la production de TNFα (parfois activee egalement dans l'immunite adaptative) – l'inflammasome, serie de proteines cytoplasmiques qui interagissent entre elles pour activer la caspase, enzyme qui coupe et libere l'IL-1β dans la cellule. a. Les TLR Il s'agit d'une des molecules transmembranaires exprimees sur les macrophages, les granulocytes, les cellules B, les cellules T et les cellules dendritiques. Il en existe environ 10 familles dont la specificite tient aux ligands avec lesquelles elles interagissent. Les TLR reconnaissent les pattern communs à une famille d'agents infectieux (ADN viral, ARN viral, certaines lipoproteines bacteriennes). Chaque famille a des caracteres d'expression particuliers, certains sont seulement à la surface des cellules, d'autres peuvent aussi se trouver au niveau des endosomes. La plupart des TLR reconnaissent plusieurs ligands. • lipoproteines bacteriennes: TLR 2 et TLR 6 • ARN simple brin viral : TLR 7 et TLR 8 2/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire • ADN double brin viral : TLR 9 Une dizaine de familles existantes pour reconnaître les bactéries, les virus .. Ici, les recepteurs sont non specifiques, ils sont presents sur toutes les cellules (PN et macrophages) et reconnaitront non pas un epitope mais un pattern d'agents infectieux. Il y aura alors une activation de la cellule par l'intermediaire de la voie NF-κB aboutissant à la production de TNFα. Le TLR va d'abord reconnaitre l'agent infectieux, il signale alors via une kinase IRAK en collaboration avec la proteine MyD88. Il existe des maladies de la transmission du signal, où des mutations de MyD88 ou IRAK entrainent de petits deficits immunitaires (deficits discrets des voies d'activation se revelant brutalement vis-àvis d'un seul groupe de pathogenes). L'activation des TLR provoque une reponse immediate à plusieurs types de pathogenes en passant par NF-κB puis par la production de TNFα. b. Inflammasome Ensemble de protéines dans le cytoplasme activés par un agent pathogène, entraînant la libération de l'IL1β. C'est une série de protéines. Le gene de l'IL1β code pour une proteine qui n'est pas soluble (la pro-IL1β) et qu'il faut donc cliver par l’intermediaire d'une caspase. L'inflammasome le plus fréquent est ea NALP3. L'inflamasome est toujours constitué d'un ensemble de 4 protéines. L'inflammasome NALP3 est constitué de : cryopyrine, ASC, cardinal et procaspase-1. 3/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire La Procaspase-1 est la forme inactive de la caspase. La cryopyrine contient 3 domaines dont la pyrine que l'on retrouve dans de nombreuses protéines impliquées dans l'inflammation, ces domaines peuvent interagir entre eux. Il y a ensuite un domaine leucine qui va reconnaître l'agent infectieux (cristaux ou bactéries) dans la cellule. Enfin un domaine NOD. • Enfin 2 molécules adaptatrices : ASC et protéine cardinal qui permettent d'accrocher au domaine pyrine de la cryopyrine la procaspase. L'interaction entre ces 4 proteines va moduler la procaspase pour la transformer en caspase ce qui entraine la liberation d'IL1β. CR : c'est l'association de 2 caspases qui va permettre le clivage de la pro-IL1β en IL1β. • • L'association de ces protéines permet d'activer la caspase qui va activer l'IL1β. La première molécule de caspase est amenée par cardinal qui se fixe sur NOD de la cryopyrine et l'autre est amené par ASC. La cryopyrine peut etre inhibee par la pyrine. Cette pyrine peut etre mutee, elle est alors à l'origine d'une maladie inflammatoire : la fievre mediterraneenne ou maladie periodique. La production d'IL1β par les PNN ou les macrophages est contrôlee par l'inflammasome. Cette production d'IL1β à la suite de l'activation de l'inflammasome est uniquement observable dans les PNN et les macrophages. En revanche, les TLR sont presents à la fois sur les PNN et les macrophages mais on les trouve aussi sur les lymphocytes B et T. 4/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire II. Médiateurs (en aval) vite passé Lorsque les macrophages arrivent sur le site de l'inflammation il y a forcément des morts cellulaires. IL1β et TNFα sont les 2 grandes cibles des therapies anti-inflammatoires. Ils ont des activites chimiotactiques et vont ensuite faire liberer d'autres molecules à activite chimiotactique, puis il y aura liberation de cytokines et enfin apres l'arrivee des cellules immunitaires il y aura phagocytose de l'agent implique dans l'inflammation ainsi qu'une liberation conjointe de radicaux libres et de composes lipidiques qui sont des signes de la mort cellulaire (leucotrienes et prostaglandines). Les médiateurs lipidiques de l'inflammation proviennent de la dégradation des membranes cellulaires des polynucleaires et macrophages morts sur le site de l'inflammation. Le compose de base est l'acide arachidonique. Celui-ci va etre degrade par 2 familles d'enzymes : • les cyclo-oxygenases donneront les prostaglandines • les lipo-oxygenase donneront les leucotrienes Les molecules ainsi obtenues ont un tres grand potentiel inflammatoire. Dans de nombreuses maladies, on utilise des inhibiteurs de la cyclo-oxygenase mais on connait tres peu de molecules bloquant la formation des leucotrienes. 5/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire III. Réponse vasculaire Les prostaglandines, leucotrienes et l'histamine sont des composes vasodilatateurs et chimiotactiques (attirent les macrophages et les PNN). IV. Réponse cellulaire Arrivee des PNN puis des macrophages au site de l'inflammation. V. Évolution : résolution ou chronicité L'evolution normale d'une reaction inflammatoire est la guerison. Par exemple, lors d'une infection bacterienne les PN arrivent sur le site de l'inflammation, phagocytent les bacteries puis sont elimines. Il n'y a pas plus d'inflammation. C'est l'evolution normale d'une infection. Dans certains cas, il y aura une persistance de l'infection car sa cause persiste, il y a une defense de la bacterie, du cristal... La chronicite peut egalement provenir d'une maladie auto-inflammatoire. B. Les maladies auto-inflammatoires I. Fièvre méditerranéenne familiale (maladie périodique) Il s'agit d'une maladie genetique autosomique recessive du pourtour de la mediterranee qui touche essentiellement : les juifs sepharades, les armeniens, les turcs et les arabes d'Afrique du nord. Elle se traduit typiquement par une crise douloureuse articulaire ou abdominale avec de la fievre. Crises febriles breves (2-3j), survenant à intervalles variables, parfois associees à des douleurs abdominales, thoraciques ou articulaires. On sait traiter les crises : la colchicine va bloquer l'inflammasome en bloquant la cryopyrine (elle est aussi utilisee lors de la crise de goutte). Originaire du fond de la mediterranee Cette maladie est liee à un defaut fonctionnel de la pyrine (qui interagit normalement en inhibant la cryopyrine). Cette pyrine mutee est incapable d’empecher l'activation de la cryopyrine et donc la liberation de l'IL1β. Il y a donc une inflammation trop importante. II. CAPS : cryopyrine associated periodic syndromes Il s'agit d'une maladie analogue à la fievre mediterraneenne mais beaucoup plus rare et où c'est la cryopyrine qui est mutee, elle est alors anormalement activable. Cette mutation est à l'origine de maladies où l'inflammation est brutale, il en existe 3 formes cliniques differentes : (du plus benin au plus severe) 6/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire • urticaire familial au froid (adulte) : phénotype modéré • muckle wells : urticaire et arthrites +/- surdite (10 ans) • CINCA/NOMID (chronic infant neurologic cutane articular): maladie neonatale caracterisee par de l'urticaire, des arthrites graves et une atteinte du SNC et souvent une meningite. En fonction de la localisation de la mutation sur le gene de la cryopyrine on aura une forme clinique differente. On a developpe il y a une quinzaine d'annees dans le but de traiter la polyarthrite rhumatoide des medicaments qui bloquent IL1β ou son recepteur. Par exemple, le medicament Kineret qui est tres utilise dans la maladie periodique et les CAPS. III. TRAPS (TNF receptor associated periodic syndrome) Decrite au debut des annees 80, il s'agit d'une maladie auto-immune qui se presente cliniquement par des poussees febriles d'arthrites et d'urticaire mais sont plus longues (3 semaines) et n'apparaissent qu'à la puberte (≈12 ans). Elle ressemble à la maladie periodique mais ne se retrouve pas en mediterranee, on parle aussi de fievre hibernienne. On la retrouve surtout dans des familles irlandaises ou ecossaises. On peut observer des rash ainsi que des œdemes peri-orbitaires. 7/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire C'est une maladie genetique autosomique dominante qui correspond à une mutation du gene 1A d'un des recepteurs du TNFα. On dispose actuellement d'un medicament : le recepteur soluble p75. Il existe plusieurs mutations possibles sur le meme gene. La proteine mutee reste fonctionnelle mais a perdu la possibilite de devenir soluble. En cas de forte production de TNFα, il y a clivage du recepteur qui devient soluble tout en continuant à fixer le TNFα circulant et empeche ainsi d'activer les cellules. Il s'agit d'une auto-regulation physiologique. Les mutations impliquees dans le TRAPS rendent le recepteur incapable de circuler, il y a alors super-activation de l'inflammation par la voie du TNFα. Cette maladie se traite avec des anti-TNF comme Imurel (decouverts avant la maladie pour la polyarthrite rhumatoide). Différence entre TRAPS et la fièvre inflammatoire Fièvre Méditerrannéenne Familiale TRAPS Syndrome de Muckle Wells CINCA Douleurs thoraciques et/ou abdominales de sérite Douleurs abdominales Douleurs abdominales Œdème péri-orbitaire Urticaire Conjonctivite Dysmorphie faciale Anomalies oculaires Surdité Méningite chronique Retard mental Adénopathies Erythème diffus Douleurs scrotales Fasciite Diarrhée, vomissements Surdité permanente Eruptions érisypéloïdes Durée des crises = 1-3 jours Durée des crises > 7 jours Durée des crises < 24h Durée des crises < 24h Début <20 ans (90%) Début < 30 ans Début < 10 ans Début avant 1 an IV. La goutte Les cristaux d'urate de sodium activent l'inflammasome entrainant la production d'IL1β. Le traitement d'une crise de goutte : – colchicine qui va bloquer NALP3. – Il existe des gouttes extremement severes lorsqu'il y a des mutations des genes qui contrôlent la production d'acide urique chez des hommes jeunes, on les traite avec des inhibiteurs des recepteurs de IL1β (anakinra). CR : cependant ce traitement est beaucoup plus cher. 8/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire C. Maladies par défaut de la réaction inflammatoire Ce sont des maladies qui sont à la limite du deficit immunitaire mais ne sont pas permanentes : un sujet qui aura toujours ete « sain » va brutalement mourir ou faire une tres grave complication d'une maladie infectieuse banale. On en a identifie quelques unes, il s'agit de maladies de transmission de l'activation des TLR. On a un deficit immunitaire à un pathogene en particulier, la maladie est donc indecelable avant que le sujet rencontre le pathogene en cause. • TLR 4: D299G : augmentation des infections bacteriennes gram +. Les souris KO TLR4 ne font pas de choc septique apres injection de LPS. • IRAK 4: codon STOP 287 : augmentation des infections à gram +. • TLR 5 est implique dans la reconnaissance de la flagelline. Il peut exister une mutation (codon STOP 382) empechant la transmission du signal, dans ce cas-là la legionelle sera une maladie plus frequente et plus grave. • MyD88 : autosomale recessive à l'origine d'infections recidivantes à pyogenes mais aussi de maladies invasives à pneumocoques. On ne connait pas pour l'instant de maladies par defaut de l'inflammasome. Le systeme immunitaire inne permet une reponse immediate à une agression. Sa mise en route depend des recepteurs membranaires (TLR) qui activent la production de TNF et cytoplasmiques (inflammasome) qui activent la production d'IL1. Des maladies genetiques (dominantes ou recessives) multiples et rares sont causees par des mutations des composants du systeme immunitaire inne. En general, les maladies de l'inflammasome (lorsque NALP3 est trop excitable) sont dominantes. En revanche, les maladies par defaut de la pyrine sont recessives pour la plupart. Ce sont des maladies auto-inflammatoires et des deficits immunitaires specifiques de certains pathogenes. CR : Bravo et merci à Romane pour s'être levée le lendemain de sa passation pour prendre un cours rattrapé de 8h à 10h le lendemain du WEI... Psycardélique <3 9/10 AL – Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire 10/10