b .le récepteur de l`interleukine 2

UNIVERSITE DE NANTES
FACULTE DE PHARMACIE
ANNEE 2006 N°15
THESE
pour le
DIPLÔME D’ETAT
DE DOCTEUR EN PHARMACIE
par
Anne-Lise RUELLAN
Présentée et soutenue publiquement le 31 mars 2006
Ciblage du sytsème Interleukine-2/récepteur :
enjeux thérapeutiques et préventifs dans le rejet
d’allogreffe et les hémopathies malignes
Président : Monsieur Alain FAIVRE-CHAUVET, Maître de Conférence de Biophysique
Membres du jury : Monsieur François DAVODEAU, chargé de recherche INSERM
Madame Françoise NAZIH, Maître de Conférence de Biochimie
Monsieur Patrick PARERE, Pharmacien d’officine à Rezé
1

TABLE DES ILLUSTRATIONS
Figures
Figure 1-Hématopoïèse du système immunitaire (d’après Goldsby et al. 2000) _________________________ 9
Figure 2-Représentation de la structure tridimensionnellle des domaines externes d'une molécule de HLA
humain d'après une analyse de cristallographie par rayons X. (d’après Goldsby et al.2000). 12
Figure 3 - Voie de présentation des antigènes associés aux molécules de CMH I. Les protéines sont dégradées
par le protéasome. (d’après Berzofsky et al., 2004).______________________________________________ 13
Figure 4- Structure du thymus (d’après Janeway et al.1999). ______________________________________ 18
Figure 5- La tolérance centrale (d’après Lebranchu Y. 2004).______________________________________ 19
Figure 6- L'ignorance : absence de rencontre entre cellules présentarices professionnelles et LT due à une
compartimentalisation. (d’aprèsLebranchu Y. 2004)._____________________________________________ 22
Figure 7- La réponse immune agressive.(d’après Lebranchu Y. 2004)._______________________________ 23
Figure 8- L'anergie (d'après Macian et al. 2002).________________________________________________ 24
Figure 9-La délétion clonale : processus physiologique nécessaire pour éliminer les lymphocytes activés après la
destruction du stimulus immunitaire.(d’après Lebrnchu Y. 2004).___________________________________ 25
Figure 10- L'apoptose active : AICD (Activation-induced Cell Death). D’aprèsLebrnchu Y. 2004. ________ 26
Figure 11-Rôle des corécepteurs dans l’affinité de liaison du TCR et interactions entre le récepteur des cellules
T et le complexe peptide-CMH et de diverses molécules accessoires avec leurs ligands sur une cellules
présentatrice d’antigènes. __________________________________________________________________ 28
Figure 12- Vue d’ensemble de la transduction du signal au cours de l’activation des cellules T (d’après Goldsby
et al.2000). _____________________________________________________________________________ 34
Figure 13- Groupes ou familles de cytokines.Les feuillets représentés sous la forme rectangle et les hélices 
sous la forme de fines flèches.(Mortier E., Thèse de doctorat, 2005)_________________________________ 36
Figure 14- Structure des récepteurs des cytokines hématopoîétiques (d’après Goldsby et al., 2000).________ 39
Figure 15- Strucure cristallographique de l'IL-2 humaine (Protein Data Bank (128), crystal structure at 1.99 A°
resolution/Gaffen et al. 2004). ______________________________________________________________ 43
Figure 16-Fonctions physiologiques de l'IL-2 dans le système immunitaire ___________________________ 49
Figure 17- Promoteur du gène de l'IL-2. Région 5' contenant les sites de fixation des facteurs de transcription
Oct, AP-1 et NFB (d’après Gaffen et al.2004)._________________________________________________ 51
Figure 18-Structure du complexe IL-2/IL-2R.(d’après Rickert et al.2005). __________________________ 56
Figure 19-Schéma des voies transduction auxquelles participent le sytème IL-2._______________________ 67
Figure 20-Représentation schématique des mécanismes de rejet de greffes ___________________________ 74
Figure 21- La coopération entre anergie, apoptose et régulation. (d’après Lebranchu Y. 2004). ___________ 78
Figure 22- Les deux phases d'induction et de maintien de la tolérance périphérique (D’après Lebranchu Y. 2004)
______________________________________________________________________________________ 80
Figure 23-Structure chimique de la ciclosporine ________________________________________________ 83
Figure 24- Structure chimique du tacrolimus (FK 506). __________________________________________ 86
Figure 25-Structure chimique de l'azathioprine _________________________________________________ 88
Figure 26-Structure chimique de la prednisone _________________________________________________ 90
Figure 27-Structure chimique des inhibiteurs de la mTOR.________________________________________ 91
Figure 28-Sructure du basiliximab. (Laboratoire Roche)__________________________________________ 93
Figure 30- Mécanisme d'action du daclizumab : liaison spécifique à la chaîne réceptrice alpha du complexe
récepteur de l'IL-2. A. Avant fixation. B. Après fixation.__________________________________________ 96
Figure 31- Mécanisme d'action des immunosuppresseurs _________________________________________ 99
Figure 32- Parcours et dépôts d’énergie des particules bêta (Faible TEL) sur des cellules isolées ou regroupées
en amas. ______________________________________________________________________________ 100
Figure 33- Parcours et dépôts d’énergie des particules alpha (Fort TEL) sur des cellules isolées ou regroupées en
amas._________________________________________________________________________________ 106
Tableaux
Tableau 1- Définitions ____________________________________________________________________ 69
Tableau 2- Radioéléments  et  utilisés dans les protocoles de RIT. ______________________________ 107
Tableau 3- Résultats au traitement par le LMB2 chez divers patients atteints d’hémopathies malignes (d’après
Kreitman et al 2000)_____________________________________________________________________ 126
1

TABLE DES MATIERES
TABLE DES ILLUSTRATIONS______________________________________ 1
INTRODUCTION_________________________________________________ 6
Introduction à l'immunobiologie______________________________ 8
A . Le systeme immunitaire __________________________________________________ 8
I. Principaux éléments du système immunitaire _________________________________________ 11
I.1. Les cellules présentant l’antigène______________________________________________ 11
I.2. Les lymphocytes T _________________________________________________________ 11
I.2.1. Les antigènes reconnus par les lymphocytes T _________________________________ 11
I.2.2. Les lymphocytes T CD8+__________________________________________________ 13
I.2.3. Les lymphocytes T CD4+__________________________________________________ 14
I.3. Les lymphocytes B_________________________________________________________ 14
I.4. Les cellules NK ___________________________________________________________ 15
I.5. Les cytokines _____________________________________________________________ 15
B .developpemenT deS Lymphocytes T et education thymique _____________________ 16
I. Principe de sélection thymique ____________________________________________________ 17
II. Acquisition du récepteur à l’antigène et discrimination du "soi" et du "non soi" ______________ 19
II.1. La sélection positive________________________________________________________ 20
II.2. La sélection négative _______________________________________________________ 20
III. La tolérance périphérique ______________________________________________________ 21
III.1. L’ignorance immune _______________________________________________________ 21
III.2. L’anergie ________________________________________________________________ 22
III.3. L’apoptose _______________________________________________________________ 24
III.4. La suppression par les lymphocytes T régulateurs_________________________________ 26
IV. Activation des cellules effectrices du système immunitaire ____________________________ 27
IV.1. Activation des lymphocytes T CD4+ ___________________________________________ 27
IV.2. Activation des lymphocytes T CD8+ ___________________________________________ 30
IV.3. Activation des lymphocytes B ________________________________________________ 31
V. Signalisation intracellulaire des lymphocytes T _________________________________ 32
Les cytokines hématopoïétiques______________________________ 31
A .Généralités ______________________________________________________________ 31
I. Les cytokines __________________________________________________________________ 31
II. Les récepteurs de cytokines_______________________________________________________ 33
III. Les cytokines hématopoïétiques _________________________________________________ 34
III.1. Caractéristiques de cytokines hématopoiétiques __________________________________ 34
III.2. Les récepteurs des cytokines hématopoïétiques ___________________________________ 35
III.2.1. Structure des chaînes réceptrices _________________________________________ 35
III.2.2. Les familles de récepteurs hématopoïétiques ________________________________ 36
Le Système Interleukine-2___________________________________ 38
2

A .L’interleukine 2__________________________________________________________ 38
I. Structure______________________________________________________________________ 38
II. Fonctions et rôles physiologiques de l’IL-2 dans le SI __________________________________ 40
II.1. Les lymphocytes T _________________________________________________________ 40
II.1.1. Le rôle de facteur de croissance de l’IL-2 __________________________________ 40
II.1.2. L’activité anti-anergique de l’IL-2 ________________________________________ 41
II.1.3. Induction de la mort programmée (apoptose)________________________________ 41
II.1.4. La régulation du cycle cellulaire par l’IL-2 _________________________________ 41
II.2. Les lymphocytes T CD4+/CD25+(Treg) ________________________________________ 42
II.2.1. Rôle des lymphocytes T CD4+/CD25+(Treg) _______________________________ 42
II.2.2. IL-2 et lymphocytes T régulateurs : nouveau concept _________________________ 43
II.3. Les cellules NK (Natural Killer) ______________________________________________ 43
II.4. Les lymphocytes B_________________________________________________________ 44
II.5. Les monocytes ____________________________________________________________ 45
III. Régulation de l’expression de l’IL-2______________________________________________ 46
III.1. Les molécules de co-stimulation ______________________________________________ 46
III.2. Les molécules endogènes inhibitrices et activatrices _______________________________ 47
III.2.7. Les molécules inhibitrices_______________________________________________ 47
III.2.8. Les molécules activatrices ______________________________________________ 48
B .Le récepteur de l’interleukine 2 ___________________________ 49
I. Les trois formes du récepteur de l’IL-2 ______________________________________________ 49
II. La structure du récepteur de l’IL-2 _________________________________________________ 50
II.1. La chaîne privée du récepteur de l’IL-2 : l’IL-2R (Tac ; P55; CD25) ________________ 50
II.1.1. Mise en évidence______________________________________________________ 50
II.1.2. Constitution__________________________________________________________ 51
II.1.31. Rôle physiologique ____________________________________________________ 52
II.2. La chaîne réceptrice de l’IL-2 commune au récepteur de l’IL-15 : l’IL-2Rß (p75 ; CD122) 53
II.2.1. Mise en évidence______________________________________________________ 53
II.2.2. Constitution__________________________________________________________ 53
II.3. La sous-unité c (Common , p64, CD132) ______________________________________ 54
II.3.1 Constitution__________________________________________________________ 54
II.3.2. Rôle physiologique ____________________________________________________ 54
III. Le récepteur soluble de l’IL-2 (sIL-2R) : propriétés et implications dans les pathologies____ 55
IV. Signalisation intra-cellulaire par le système IL-2 ____________________________________ 57
IV.1. Les domaines cytoplasmiques des sous-unités ß et c ______________________________ 58
IV.1.1. La chaîne réceptrice ß _________________________________________________ 58
IV.1.2. La chaîne réceptrice c_________________________________________________ 59
IV.2. Les différentes voies de transduction du système IL-2______________________________ 59
IV.2.1. Les tyrosine-kinases Jak1 et Jak3_________________________________________ 59
IV.2.2. Les facteurs de transcription cytoplasmiques STATs __________________________ 60
IV.2.3. Les sérine/thréonine kinases MAPKs ______________________________________ 61
IV.2.4. La kinase PI3-K ______________________________________________________ 62
Ciblage du récepteur de l’IL-2 dans la prévention du rejet de
greffe______________________________________________________ 64
A . Mecanismes immunologiques du rejet de greffe _______________________________ 64
I. Antigènes exprimés par les cellules du greffon ________________________________________ 65
I.1. Antigènes du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH ou HLA)__________________ 65
I.2. Les antigènes des groupes sanguins ____________________________________________ 66
I.2.1. Le système ABO_________________________________________________________ 66
I.2.2. Autres systèmes antigéniques des groupes sanguins _____________________________ 66
I.3. Les antigènes mineurs d’histocompatibilité ______________________________________ 67
II. Les aspects du rejet de greffe______________________________________________________ 67
II.1. La présentation directe ______________________________________________________ 67
3

II.2. La présentation indirecte ____________________________________________________ 68
III. Mécanismes impliqués dans le rejet de greffe_______________________________________ 68
III.1. Phase de sensibilisation _____________________________________________________ 68
III.2. La phase effectrice _________________________________________________________ 69
IV. Manifestations cliniques du rejet du greffon________________________________________ 71
IV.1. Le rejet hyperaigu__________________________________________________________ 71
IV.2. Le rejet aigu ______________________________________________________________ 71
IV.3. Le rejet chronique__________________________________________________________ 72
IV.4. GVHD (graft-versus-host disease ). ____________________________________________ 72
B . Implication pour la transplantation _________________________________________ 73
I. Les Aspects expérimentaux _______________________________________________________ 73
II. Anergie, apoptose et régulation ____________________________________________________ 74
III. Les perspectives _____________________________________________________________ 75
C .Immunosuppression et IL-2 ________________________________________________ 77
I. Les inhibiteurs de l’IL-2 _________________________________________________________ 78
I.1. La ciclosporine A (CsA - Néoral ; Sandimmun) _______________________________ 79
I.2. Le tacrolimus ou FK 506 (Prograf)___________________________________________ 82
II. Les anti-métabolites_____________________________________________________________ 84
II.1. Le mycophénolate mofétil (Cellcept) _________________________________________ 84
II.2. L’azathioprine (Imurel ; Imuran) ___________________________________________ 85
III. Les corticostéroïdes___________________________________________________________ 86
IV. Les inhibiteurs de la mTOR (mammalian target of rapamycine) ________________________ 87
IV.1. Le sirolimus (Rapamune) __________________________________________________ 87
IV.2. L’éverolimus (Certican) ___________________________________________________ 87
V. Les anticorps antilymphocytaires___________________________________________________ 89
V.1. OKT3 et ATG_____________________________________________________________ 89
V.2. Les antagonistes du récepteur de l’IL-2 _________________________________________ 90
V.2.1. Le Basiliximab (Simulect )_____________________________________________ 91
V.2.2. Le daclizumab (Zenapax )______________________________________________ 92
Ciblage du récepteur de l’IL-2 en cancérologie______________ 95
A .Introduction_____________________________________________________________ 95
I. Le traitement du cancer __________________________________________________________ 95
I.1. Les traitements classiques ___________________________________________________ 95
I.2. Les associations thérapeutiques _______________________________________________ 96
I.3. Les thérapies expérimentales _________________________________________________ 97
I.3.1. Le ciblage des néo-vaisseaux tumoraux ______________________________________ 97
I.3.2. Les inhibiteurs de tyrosine kinase ___________________________________________ 97
I.3.3. Les anticorps couplés à de petites molécules toxiques ___________________________ 98
I.3.4. La radioimmunothérapie__________________________________________________ 98
I.3.5. L’immunothérapie ______________________________________________________ 102
II. Les Cancers __________________________________________________________________ 103
II.1. La maladie de Hodgkin ____________________________________________________ 103
II.2. Les lymphomes malins non hodgkiniens (LMNH ou lymphosarcome)________________ 105
II.3. Les cancers induits par le virus HTLV-1 _______________________________________ 107
II.4. Les lymphomes cutanés T épidermotropes (CTLC)_______________________________ 109
II.4.1. Le mycosis fongoïde (MF) _____________________________________________ 110
II.4.2. Le syndrome de Sézary ________________________________________________ 110
II.5. La leucémie lymphoïde chronique (LLC) ______________________________________ 111
II.6. La leucémie à tricholeucocytes (HCL, Hairy cell leukemia) ________________________ 113
III. Le ciblage du récepteur de l’IL-2 dans le traitement des hémopathies malignes ___________ 113
III.1. Denileukin Diftitox (DAB389IL2, Ontak) _____________________________________ 114
III.1.1. Structure et mécanisme d’action_________________________________________ 114
III.1.2. Applications ________________________________________________________ 115
III.2. L’anti-Tac(Fv)-PE38 (LMB-2)_______________________________________________ 117
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