Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR - artemis
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Le lymphocyte T … Tout ce que vous voulez savoir et que … Jean Sibilia Rhumatologie, CHU de Strasbourg Centre national de référence "Maladies auto-immunes systémiques" Dessine-moi un lymphocyte T !! Un lymphocyte T Le lymphocyte : un amplificateur/régulateur de la réponse immunitaire TCR LT Ag HLA Molécules de co-stimulation CPA Les différents lymphocytes T Co-stimulation CD4 CD3 CD8 CD2 CD28 CD40L LTCD8 LTCD4 CD25 Activation LT NK CD69 CD56 CD57 CD45 RO CD45 RA Mémoire Les différents lymphocytes T • Les LT effecteurs - LT "auxilliaires" CD4+ LT CD4 Th1 IL-2, IFN LT CD4 Th2 IL-4, IL-5, IL-10 LT CD4 Th17 IL-17 - LT "cytotoxiques" CD8+ Les différents lymphocytes T • Les LT mémoires • LT "régulateurs" - Régulateurs "naturels" : CD4+ CD25+ Foxp3+ - Régulateurs "inductibles" : Th3 (TGF-), Tr1 (IL-10) - Autres régulateurs : LT NK, LTCD8 régulateur, LT/ régulateur Polyarthrite rhumatoïde débutante Néoangiogenèse Neutrophiles et mastocytes Libération de cytokines (TNF, IL-1) et MMPS Prolifération des synoviocytes Activation des ostéoclastes Infiltrats LT, LB et macrophages Immunopathologie de la polyarthrite rhumatoïde Initiation Stimulation et recrutement cellulaire Migration Formation du (« trafic ») « pannus » intrasynoviale rhumatoïde Angiogenèse, phénomène « contact » et prolifération synoviale Destruction ostéoarticulaire Réparation Les 3 phases de la pathogénie d'une polyarthrite rhumatoïde Initiation Inflammation Activateur de l'immunité innée PAMPs PPRs Antigènes articulaires Destruction LB CPA Mastocyte PPRs Mastocyte FLS PNN PPRs CD LTh1 CD4 LB LTh1 CD4 Auto-Ac PPRs Macrophage Recrutement cellulaire Macrophage FLS RANK Ostéoclaste PPRs Molécules d'adhésion Chemokines Cytokines PAMPs : pathogen-associated molecular pattern (microbien) NO : monoxyde d'azote PNN : polynucléaire neutrophile Cytokines Chemokines NO - PGE2 - radicaux libres Protéases Complément PPRs : pattern recognition receptor PGE2 : prostaglandine CD : cellule dendritique Formation du pannus Macrophage FLS RANK Ostéoclaste Activation ostéoclastique Protéases Complément CPA : cellule présentatrice d'antigène LB : lymphocyte B, LT : lymphocyte T FLS : fibroblast-like synociovyte Pathogénie de la polyarthrite rhumatoïde • Un chef d'orchestre : le lymphocyte T • Des "musiciens" (1) une "grosse caisse" : le macrophage (2) un "cuivre" : le synoviocyte (3) un "violoncelliste" : le lymphocyte B (4) des "solistes" oubliés : le PNN, le mastocyte Pathogénie de la polyarthrite rhumatoïde • Des "choristes" interdépendants (1) Les cytokines : TNF, IL-1, IL-6, IL-12, IL-15, IL-17, IL-18, IL-32, BAFF (2) Les chemokines : IL-8, MCP-1, CCR2, CCR5, ... (3) Les enzymes du fibroblaste et des polynucléaires (4) Les médiateurs oxydatifs et les prostanoïdes (5) Le système du complément (6) Le système RANK-RANK Ligand (7) L'angiogenèse PNN Mastocyte Synoviocyte FR Anti-CCP TNF IL-1, 6 IL-17 LB BAFF APRIL LT Macrophage Cellule dendritique Chemokines HLA PTPN22 Immunosénescence Angiogenèse Lymphogenèse Auto-Ag Sexe Tabac Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? 1) Prédisposition génétique "lymphocytaires T" 2) Migration et présence précoce de LT dans la synovite rhumatoïde 3) Rôle des cytokines lymphocytaires T (IL-17, IL-32) 4) Anomalies "intrinsèques" 5) Défaut des LT régulateurs Le rôle des LT dans la PR Le gène PTPN22 • PTPN22 code pour la protéine tyrosine phosphatase Lyp qui inhibe l’activation du signal intracellulaire médiée par la protéine kinase csk dans le lymphocyte T ACR 2005 – D’après Harrison (298) Le rôle des LT dans la PR HLA DRB1 porte l'épitope de susceptibilité de la PR EP : épitope partage KRRAA (70-74) RAA (72-74) CPA HLA DR B1 EP TCR LT 3ème région hypervariable de la chaîne (1) RAA (72-74) Gregersen et al. Arthritis Rheum 1987; 30 : 1205-13. (2) RAA + AA 71 et 86 (71-74 + 86) Gao et al. J Rheumatol 1991; 18 : 801-3. (3) RAA + AA 70 et 71 (70-74) Tezenas du Montel et al. Arthritis Rheum 2005; 52 : 1063-8. L'EP de l'allèle HLA DRB1 = épitope de susceptibilité à la PR Le rôle des facteurs génétiques dans la PR : quel est le rôle de l'épitope de susceptibilité ? Shared epitope Fibroblastes + (humains/murins) Calreticuline (CRT) NO radicaux libres 1) Identification d'un récepteur cellulaire de SE par différentes techniques 2) Démonstration de l'induction d'un signal intracellulaire induit par la fixation SE/CRT Signal bloqué par un Ac anti-CRT et des stratégies : ! oligonucléotides anti-sens et des siRNA spécifiques Ling et al. J Immunol 2007; 179 : 6359-67. Le rôle de l'immunité innée … dans la PR Des arguments génétiques HLA DR PTPN22 CTLA-4 Gènes de l'immunité adaptative ? Gènes de l'immunité innée Rôle du gène STAT4 (voies de l'IL-12/23 et IFN) ! Association des même variants avec le lupus Remmers et al. N Engl J Med 2007;357:977-86. Rôle des gènes TRAF1/C5 Plenge et al. N Engl J Med 2007 ;357:1199-209. Quel est le rôle du lymphocyte T dans la PR ? Phénotypage de cet infiltrat lymphoïde surtout CD45 Ro (mémoire) exprime CD69 (activation) exprime CD40 L (activation) exprime Bax - Fas L - Bcl2 (anomalie d'apoptose) présence de LT CD8+ périfolliculaire activés (CD40 L) excès de LT CD4+ présence de cellules dendritiques centrofolliculaires (CD23, CD21) et de macrophage (CD68) présence de LB (CD20) Quel est le rôle du lymphocyte T dans la PR ? SCID Anti-CD2 (anti-LT) Synoviale humaine sécrétion synoviale de IL-1 (70%), TNF (86%) et IL-15 (84%) sécrétion synoviale d'enzymes MMP-1-3 (72%) Si injection LT humains IFN Skapenko et al. J Immunol 1999; 163 : 491-9. production de TNF - IL-1 Klimiuk et al. Clin Immunol 1999; 90 : 65-78. Le rôle des LT dans l'ostéolyse : RANK- RANK L • Présence de LT RANK L + dans les agrégats lymphoïdes synoviaux de PR ! Pas de LT RANK L + dans la synoviale d'arthrose et la synoviale normale Gravallese et al. Arthritis Rheum 2000; 43 : 250-8. Takayanagi et al. Arthritis Rheum 2003; 43 : 259-69. Le rôle des lymphocytes T dans l'ostéolyse : une mise en jeu du système RANK/RANK L Les souris CTLA4-/- ont des LT spontanément activés ostéolyse et destruction articulaire via RANK-RANK L Kong et al nature 1999 402 304-9 Pré-ostéoclaste OPG (1) RANK L LT naïf LT activé (2) Ostéoclaste inactif TACE RANK L (3) Ostéoclaste actif • Le LT activé produit, après l'engagement du TCR - RANK L soluble (1) - RANK L membranaire qui peut être directement actif sur RANK (3) ou être clivé par TACE pour devenir soluble (2) • L'effet de RANK L sur RANK induit la différenciation, la formation, la survie (inhibition apoptotique), la fusion et l'activation des ostéoclastes Rôle des LT dans l'ostéolyse systémique Souris nude Pas d'ostéoporose après ovariectomie ! Rôle des LT ? Sécréteur de TNF ? Cenci et al. J Clin Invest 2000; 106 : 1229-37. RAG2 -/- TCR2 -/- SCID Perte osseuse trabéculaire identique chez les témoins "sauvages" Mais moins de perte corticale ! Rôle des LT dans la résorption corticale ? Rate nude Sass et al. J Bone Miner Res 1997; 12 : 478-86. Quel est le rôle du lymphocyte T dans la PR ? Une nouvelle cytokine lymphocytaire : l'IL-17 Th1 IFN Th0 IL-23 / STAT 3 Bet Th17 Th2 Park et al. Nat Immunol 2005; 6 : 1133-41. Harrington et al. Nat Immunol 2005; 6 : 1123-32. IL-4 IL-10 IL-17 IL-6 TNF / IL-1 Quel est le rôle du lymphocyte T dans la PR ? Une nouvelle cytokine lymphocytaire : IL-17 FLS IL-23 + IL-6 LTh17 activé "agresseur" + + + Macrophage + Chondrocyte + Ostéoblaste IL-15 Rôle des Ac anti-IL-17 érosion - synovite dans arthrite à adjuvant Busch et al. Arthritis Rheum 2002; 46 : 802. Koenders et al. Am J Pathol 2005; 167 : 144-9. Les LT Th17 arthritogènes Leur différenciation est induite par une coopération entre les LT auto-réactifs et les CPA, ce qui favorise un milieu cytokinique "favorable" IL6+/IFN-) LTCD4 Th17 SKG LT autoréactif TCR HLA =Arthritogène Dectin CPA Zymosan Auto-Ag IL-6 Induit différenciation de LT auto-réactif en LT CD Th17 ! Cette différenciation en LT CD4 Th17 est accélérée chez les souris IFN -/-) Hirota et al. J Exp Med 2007; 204 : 41-7. Le rôle de l'IL-6 dans la destruction ostéo-articulaire Antigènes (BSA + M. tuberculosis) (1) Souris IL-6 -/(2) Souris TNF -/(3) Souris traitée par anti-TNF Rôle des LT CD4 Arthrite • sévérité des arthrites • ostéoclastose Les LT des souris IL-6 -/- produisent moins de RANK L et d'IL-17 l'IL-6 est un médiateur de la destruction ostéo-articulaire dépendante des LT Wong et al. Arthritis Rheum 2005; 54 : 158-68. Quel est le rôle du lymphocyte T dans la PR ? Une nouvelle cytokine : IL-32 LT NK FLS IL-32 (6 isoformes) Activité proinflammatoire IL-32 dans les cellules épithéliales (Crohn, psoriasis, PR) corrélation avec l'activité et la sévérité ! IL-32 protéinase 3 Dinarello et al. Ann Rheum Dis 2006; 65 5suppl) : iii61-4. Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? Les érosions télomériques : un nouveau concept dans la PR Les érosions télomériques résultent d’une réplication cellulaire excessive et/ou d’une défaillance des mécanismes de réparation des télomères. Ces érosions sont observées au cours du vieillissement et dans le cancer Télomérases Quel est le rôle des lymphocytes-T dans la PR ? Association des érosions télomériques avec HLA-DRB1*04 chez les sujets sains et les PR HLA-DRB1*04 positive HLA-DRB1*04 négative 10 000 10 000 9 000 8 000 8 000 7 000 6 000 6 000 20 30 40 50 60 Sujets sains 70 80 90 Âge (ans) Érosions télomériques précoces entre 0 et 20 ans chez les sujets HLA-DRB1*04 Salmon et al. Trends Immunol 2004; 25 : 339-41. 5 000 PR Sujets sains Érosions télomériques plus importantes chez les PR mais aussi chez les sujets sains HLA-DRB1*04 Schönland et al. PNAS 2003; 100 : 13471-6. Quel est le rôle des lymphocytes-T dans la PR ? Érosions télomériques associées à HLA-DRB1*04 dans la PR : un facteur étiologique L’apparition des érosions télomériques dans les lymphocytes T et les polynucléaires neutrophiles est observée précocement entre 0 et 20 ans alors que les mécanismes de réparation sont fonctionnels. S’agit-il d’un phénomène génétiquement déterminé ? Salmon et al. Trends Immunol 2004; 25 : 339-41. Schönland et al. PNAS 2003; 100 : 13471-6. Quel est le rôle du lymphocyte T dans la PR ? Les lymphocytes T régulateurs Rôle pathologique dans les maladies auto-immunes : défaut d’inhibition des lymphocytes T CD4+ autoréactifs lié à un déficit en T reg1 Expansion clonale HLA CPA T CD4 (Th1) TCR CD28 IL-10 Cytokines TGF CTLA-4 T reg1 Fox p3 Inhibition des TCD4 Th1 par : - contact avec CTLA-4/CD28 - cytokines suppressives (IL-10, TGFb Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? Les lymphocytes T régulateurs : une destruction des LB CD4+ Perforine LT reg LB Granzyme CD25 Zhao et al. Blood 2006 La lyse des LB touche préférentielleme nt les LB actif présentant des antigènes Le rôle régulateur de l'ostéoclastogenèse par des LT reg (CD4+ CD25+) Rate C57BL/6 LT reg CD4+ CD25+ + Précurseur ostéoclastique CD11b Moelle osseuse C57BL/6 1) Etude de l'ostéoclastogenèse marquage TRAP 2) Etude des érosions osseuses Pit Formation Assay Zaiss et al. Arthritis Rheum 2007; 56 : 4104-12. Le rôle régulateur de l'ostéoclastogenèse par des LT reg (CD4+ CD25+) Les LT reg CD4+ CD25+ Fox p3+ inhibe la formation ostéoclastique dépendante de RANK et MCSF • Rôle majeur du contact via CTLA-4 • Rôle mineur du TGF, IL-4, IL-10 Zaiss et al. Arthritis Rheum 2007; 56 : 4104-12. Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? Les lymphocytes T régulateurs L’immunodéplétion des T régulateurs CD4+ CD25+ aggrave l’arthrite Le transfert de T régulateurs CD4+ CD25+ réduit la sévérité de l’arthrite Déplétion en T reg 5 4 0,8 3 0,4 2 1 * 0,0 ** 0 4 * 8 12 * * * 0 16 Inflammation Destruction Score Total Durée de l’arthrite (jours) * p < 0,05 * p < 0,05 ; ** p < 0,01 Contrôle CD4+ CD25- CD4+ CD25+ ACR 2003 - D’après Frey (523) Les LT régulateurs dans la PR … un déficit lié à l'inflammation Monocytes activés "rhumatoïdes" CD80/86 CD28 Treg TNF, IL-7 L'inhibition des Treg par les monocytes activés rhumatoïdes est liée à : 1) une interaction inhibitrice CD80/86 CD28 Ac anti-CD28 agoniste fonction des Treg 2) un effet inhibiteur du TNF et de l'IL-7 (pas de l'IL-6) fonction des Treg Van Amelsfort et al. Arthritis Rheum 2007; 56 : 732-41. Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? Les lymphocytes T régulateurs 56 PR traités par anti-TNFa Avant traitement : T reg (CD4+ CD25+hi) = 3% Après traitement : non répondeurs : 2,5% vs répondeurs : 4,8%, p<0, 01 Conclusion • Après anti-TNF, récupération d’une activité suppressive des Treg qui n’existait pas avant traitement • Les T reg de ces patients sont à nouveau capables de réprimer les lymphocytes T CD4 in vitro • L’effet semble spécifique de la PR, car pas de modification des Treg chez les répondeurs aux anti-TNF dans la spondylarthropathie Ehrenstein et al. J Exp Med 2004; 200 : 277-85. Etudes des LT reg (CD4+/CD25+) en fonction de leur expérience du TNF mb LT sujets sains Cytométrie de flux LT PR Sélection de LT CD4+ CD25+ CD4+ CD25 LT CD4+ CD25 LT TNF mb Tests fonctionnels Evaluation des capacités suppressives de ces LT reg selon l'expression du TNFmb Wang et al. Arthritis Rheum 2008; 58 : 1609-18. Etudes des LT reg (CD4+/CD25+) en fonction de leur expérience du TNF mb CD4+ CD25 LT TNF mb 13% (3.5-30%) des LT CD4+ CD25 exprime le TNF mb moins de production de cytokines suppressive (IL-10) et plus de cytokines inflammatoires (TNF, IFN) moins de capacité suppressive ! Il existe une corrélation entre l'activité de la PR (DAS28) et le % de LT CD4+ CD25+ TNF mb circulant (p<0.05) ! Le traitement anti-TNF réduit cette population de LT reg « moins suppressive" Wang et al. Arthritis Rheum 2008; 58 : 1609-18. Les effets extra-osseux de la vitamine D : un effet lymphocytaire • In vitro 1-25(OH)2D prolifération des LT IL-2 - IFN - TNF • In vivo 1-25(OH)2D prévient l'arthrite au collagène et l'encéphalomyélite expérimentale auto-immune modulation des LT reg Dans la polyarthrite rhumatoïde • Une carence en vitamine peut prédisposer à l'apparition d'une PR • Il existe une corrélation entre le taux de 25(OH)D et le DAS28 et le HAQ (à l'inclusion) Etude d'une cohorte de 206 polyarthrites débutantes Patel et al. Arthritis Rheum 2007; 56 : 2143-9. Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? Un nouveau modèle de PR : les souris SKG (mutation ZAP70) • Atteinte érosive symétrique des "petites articulations" mais avec des atteintes distales et des dactylites • Synovite de type "pannus" avec prolifération synoviocytaire mais beaucoup de PNN • Prédominance synoviale de LT CD4+ Souris SKG • Hypergammaglobulinémie • FR+, anti-Coll 2, anti-Hsp 70 (pas d'anti-CCP) • Signes extra-articulaires : nodules rhumatoïdes, pneumopathie interstitielle et atteinte cutanée Sakaguchi et al. Nature 2003; 426 : 454. Quel est le rôle des lymphocytes T dans la PR ? Un nouveau modèle de PR : les souris SKG (mutation ZAP) Souris SKG Transfert de la polyarthrite • par les LTCD4 et les thymocytes • pas de transfert par les sérums ou les auto-Ac Sakaguchi et al. Nature 2003; 426 : 454. Le modèle de la souris SKG Rôle de l'environnement SKG (1) Germ free pas d'arthrite (2) Germ free + facteurs d'environnement (PAMPs) • Zymosan (β Glucan) • LPS arthrite • Toxine de pertussis • Pristane • ADN CpG et non CpG pas d'arthrite Yoshitomi et al. J Exp Med 2005; 2001 : 949-60. Mécanismes des arthrites de la souris SKG Dectin 1 Zymosan ( glucan) CD Macrophages TLR Cytokines (IL-1, 6, TNF) LPS (TLR4) ARN viral ds (TLR3) HLA Auto-antigène "articulaire" TCR LT reg Fox p3 ZAP muté LT autoréactifs ZAP muté Perte de l'effet inhibiteur Prolifération ! ! ! L'action directe du Zymosan sur les LT qui portent aussi la dectin 1 est faible et n'induit pas de lymphoprolifération. Quel est le rôle des LB ? Les LT reg Fox p-3 avec un ZAP muté sont moins régulateurs Yoshitomi et al. J Exp Med 2005; 2001 : 949-60. Initiation de la synovite rhumatoïde Un mécanisme systémique : une rupture de tolérance vis à vis d'un auto-antigène extra-articulaire Le tropisme articulaire s'explique : • par la migration intra-articulaire d'IC qui provoque une réaction inflammatoire qu'ils pérennisent Ex : la souris K/BxN • par l'afflux intra-articulaire de cellules auto-réactives sous l'effet de chemokines produites par des cellules de l'immunité innée (FLS) stimulée par un microbe Ex : la souris SKG Initiation de la synovite rhumatoïde Un mécanisme systémique : une rupture de tolérance vis à vis d'un auto-antigène extra-articulaire Auto-Ag "ubiquitaire" CD LT LT LT FLS LB LB LB Macrophage LT LB + Activation par un + microbe (PAMPs) La réaction immunitaire synoviale s'organise comme dans un ganglion Initiation de la synovite rhumatoïde Un mécanisme intra-articulaire : une rupture de tolérance vis à vis d'un auto-antigène intra-articulaire • Un mécanisme lésionnel intrasynovial (infection) provoque une réaction immunitaire classique avec un mimétisme moléculaire ou l'apparition d'un néoantigène "lésionnel" qui va permettre la pérennisation de cette réaction Ex : arthrite de Lyme (mimétisme LFA1 – Osp1) • L'activation de l'immunité innée de la synoviale (FLS, macrophage, mastocyte) par des microbes (PAMPs) provoque la libération d'antigènes intra-articulaires par lésion qui vont induire une réaction immunitaire "en cascade" Ex : modèle ??
