cellules régulatrices en néphrologie et transplantation rénale

CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE
ET TRANSPLANTATION RÉNALE
par
J. ZUBER*, S. CANDON**, F. FAKHOURI***,
E. THERVET* et Ch. LEGENDRE*
Longtemps controversée, l’existence des cellules T suppressives a été réétablie
au milieu des années 1990 sous la dénomination de lymphocytes T régulateurs.
Au cours de ces dernières années, elles ont fait l’objet d’un nombre exponentiel
de publications reflétant l’enthousiasme suscité. La raison de cet engouement est
double ; d’une part il témoigne d’une avancée très importante dans la compréhension du contrôle de la réponse immunitaire adaptative, d’autre part l’espoir d’une
manipulation sélective de cette sous-population lymphocytaire ouvre des perspectives fascinantes en thérapeutique humaine. Ce chapitre n’abordera que les cellules
régulatrices dites canoniques, définies par le phénotype CD4+CD25fort et par
l’expression du gène FOXP3, auxquelles a été consacrée la grande majorité des
travaux.
CELLULES RÉGULATRICES Foxp3+
Généralités
En 1995 une population lymphocytaire CD4+CD25fort, pourvue de propriétés
régulatrices, est décrite chez la souris [1]. Un contingent similaire est identifié quelques années plus tard chez l’homme [2]. L’expression de la molécule CD25 (chaîne
α du récepteur de l’IL-2) n’est pas spécifique des lymphocytes régulateurs, car elle
est partagée du moins transitoirement par tout lymphocyte T activé. La molécule
de co-stimulation inhibitrice CTLA-4, le TGF-β membranaire, le récepteur GITR,
* Service de Transplantation rénale, Hôpital Necker-Enfants malades ; ** Université René
Descartes, Paris 5, Service d’Immunologie Biologie et unité INSERM U580, Hôpital Necker-Enfants
malades ; *** Service de Néphrologie, Hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
FLAMMARION MÉDECINE-SCIENCES
— ACTUALITÉS NÉPHROLOGIQUES 2006
(www.medecine.flammarion.com)
164
J. ZUBER ET COLL.
la neuropiline 1 et l’intégrine CD103 sont également exprimés par cette population,
mais n’en sont pas plus spécifiques. L’identification récente du gène FOXP3, qui
est électivement exprimé par cette population constitue donc un progrès décisif
pour sa caractérisation et son étude [3-6]. Les mécanismes immunomodulateurs
sous-tendus par le facteur de transcription Foxp3 ne sont que partiellement élucidés,
mais il semblerait qu’il ait la capacité de se lier à certains composants de la famille
Rel, tels que NFAT et NFκB, et d’en inhiber l’activité transcriptionnelle (IL-2, IL-4,
IFN-γ) [7].
Le rôle physiologique des cellules régulatrices CD4+CD25fort et leurs implications en pathologie sont multiples. Elles ont d’abord été impliquées dans le
contrôle des lymphocytes réactifs aux antigènes du soi [1] et à la flore bactérienne
du tube digestif [8]. Elles participent au maintien homéostatique des différents
compartiments lymphocytaires T [9-11] et B [12]. Elles contribuent enfin à la
modulation de réponses immunitaires aussi diverses que celles rencontrées en
transplantation allogénique [13], au cours de la grossesse [14], de la réponse antitumorale [15], de l’allergie [16], et des infections [17].
Ontogénie et homéostasie des cellules régulatrices
CD4+CD25fort Foxp3+ (fig. 1)
En situation physiologique, l’export thymique contribue majoritairement à la
constitution du compartiment lymphocytaire périphérique Foxp3+. Il a récemment
été montré que l’orientation de thymocytes humains vers la lignée des cellules T
régulatrices est déterminée par leur interaction avec les cellules dendritiques des
corpuscules de Hassall [18]. Ces dernières, activées au contact de l’épithélium
médullaire par la molécule TSLP, présentent le complexe HLA-peptide et expriment fortement les molécules CD80 / CD86. Elles permettent ainsi l’engagement
du TCR et de la molécule CD28 du thymocyte, condition indispensable à l’ontogénie de la cellule régulatrice Foxp3+ [19]. L’importance du signal transmis par le
TCR est confortée par le déficit spécifique en cellules régulatrices observé chez
les animaux déficients pour un des composants de la voie de signalisation de NFκB
en aval du TCR (PKC-θ-/-, BCL-10-/-, IKK2-/-) [20].
Les signaux impliqués dans l’homéostasie de la population régulatrice en périphérie (rate, ganglion) sont moins bien connus. Ils semblent dépendre de la sécrétion d’IL-2 par les autres lymphocytes [21, 22], ainsi que d’interactions entre le
TCR des cellules régulatrices et leur ligand antigénique [23]. L’engagement de la
molécule de co-signal CD28 de la cellule régulatrice par son ligand B7 est également indispensable à son maintien en périphérie [24].
Adressage, expansion et mode d’action (voir fig. 1)
La compréhension des mécanismes déterminant l’adressage des cellules régulatrices est un enjeu majeur dans une perspective de modulation thérapeutique de
la réponse suppressive. Le couple chimiokine-récepteur CCL21/CCR7 et l’expression de la molécule CD62L sont nécessaires à l’entrée de la cellule régulatrice
dans le ganglion drainant [25], passage requis à son expansion. Le récepteur CCR4,
exprimé constitutivement par la population CD4+CD25fort Foxp3+ [26], a montré
son importance dans la réponse à l’effet chimiotactique de la molécule CCL22
CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE ET TRANSPLANTATION RÉNALE
THYMUS
IL-2
Cortex
CD28
TSLP
165
Corpuscule d’Hassall
Foxp3
AUTO-IMMUNITÉ
TCR
REJET
RÉPONSE ANTIINFECTIEUSE
EFFICACE
CD62L
médullaire
Foxp3 CCR7
LTFoxp3
Foxp3
LT
LT
CCL19/21
TUBE DIGESTIF
LT
LT
LT
IL-10
CD103
Foxp3
CD103
CCR9
Foxp3
TGF-β
α4β7
TGF-β
TUMEUR
GREFFE
TOLÉRÉE
LT
CCR4
Foxp3
CCL22
Foxp3
LT
LT
LT
CD
pro-inflammatioire
Foxp3Foxp3
Foxp3
CD CD103 –
Foxp3
LT
Foxp3Foxp3
Foxp3
Foxp3
CTLA-4
CD Tolérogène
GANGLION
FIG. 1. — Ontogénie thymique et circulation périphérique des cellules régulatrices
CD4+CD25fort Foxp3+. Abréviations : CD, cellules dendritiques ; LT, lymphocytes T.
(MDC). Cet axe chimiotactique est notamment associé au recrutement préférentiel
des cellules Foxp3+ dans le carcinome de l’ovaire chez l’homme [27] et dans un
modèle de tolérance allogénique chez la souris [28]. Enfin, l’intégrine CD103
(αEβ4), exprimée par les cellules Foxp3+, permet leur rétention dans les épithéliums, en particulier cutané et digestif [8, 29].
In vivo, les capacités de prolifération et d’expansion des cellules régulatrices
sont très importantes, contrastant avec les observations d’anergie in vitro [30, 31].
La prolifération est spécifique d’antigène et siège dans le ganglion drainant. Certaines cellules dendritiques, activées en milieu pro-inflammatoire, sont capables
de faire proliférer les cellules régulatrices tout en annihilant leur effet suppressif
[30]. D’autres au contraire, immatures et exprimant le TGF-β, favorisent la réponse
suppressive en soutenant électivement leur expansion [32]. La capacité à stimuler
la réponse suppressive, sans activer la réponse effectrice, constitue sans doute une
des propriétés fondamentales des cellules dendritiques dites tolérogènes.
Les mécanismes de suppression de la cellule régulatrice Foxp3+ sont pluriel. In
vitro, ils sont exclusivement dépendant d’un contact cellulaire et reposent sur
l’effet immunomodulateur des molécules CTLA-4 et TGF-β [33]. Une des conséquences fonctionnelles majeures de l’effet suppressif est l’inhibition de la sécrétion
d’IL-2 par les cellules effectrices [34]. Par ailleurs, la molécule CTLA-4 agit en
induisant l’expression de l’enzyme indoléamine 2,3 di-oxygénase (IDO) dans la
cellule présentatrice d’antigène (CPA) [35]. L’IDO consomme le tryptophane
166
J. ZUBER ET COLL.
essentiel à la prolifération lymphocytaire. Un mode d’action impliquant une interaction directe avec la cellule effectrice a également été démontré [36]. Enfin, in
vivo, la sécrétion d’IL-10 par la cellule régulatrice, lui confère un effet suppressif
à distance (effet by-stander) [10].
Rôle des cellules régulatrices en pathologie humaine
CAS
PARTICULIER DU SYNDROME
IPEX
Le syndrome IPEX (immune dysregulation polyendocrinopathy enteropathy
X-linked) qui affecte exclusivement les garçons est lié à une mutation du gène
FOXP3, situé sur le chromosome X [37]. Celui-ci est spontanément muté chez la
souris Scurfy dont les symptômes miment la maladie humaine [38]. Le rôle déterminant du gène FOXP3 dans le développement et la fonction des cellules régulatrices suggère l’absence de ces cellules chez les enfants IPEX comme chez leur
homologue murin [3, 4]. À cet égard les manifestations cliniques du syndrome
IPEX illustrent la situation caricaturale d’un déficit complet en cellules régulatrices
Foxp3+. Révélée dans les premiers mois de vie, la maladie se traduit classiquement
par une maladie inflammatoire de l’intestin responsable d’une diarrhée profuse,
un diabète, une thyroïdite, et autres maladies auto-immunes, auxquelles s’associent
souvent des manifestations atopiques (eczéma, hyper-IgE) et plus rarement un
syndrome lymphoprolifératif [39]. L’évolution est rapidement fatale en l’absence
de traitement par allogreffe de moelle [40], alternative à un traitement immunosuppresseur lourd [39].
RUPTURE
DE TOLÉRANCE
Bien sûr, la plupart des maladies auto-immunes ne répondent pas à une équation
monogénique aussi simple que celle du syndrome IPEX et s’inscrivent plus volontiers dans un contexte multifactoriel, polygénique et environnemental. Néanmoins,
il est possible qu’un déficit partiel, quantitatif ou fonctionnel, des cellules régulatrices participent à la physiopathologie de diverses maladies auto-immunes. Ainsi,
un déficit des capacités fonctionnelles des cellules suppressives a été mis en évidence dans le syndrome poly-auto-immun glandulaire de type II [41], la polyarthrite rhumatoïde [42], la sclérose en plaques [43] et la myasthénie associée aux
thymomes [44].
La défaillance de cette population est enfin impliquée dans les manifestations
atopiques précoces [45] et les entéropathies inflammatoires [46].
GAIN
DE TOLÉRANCE
Si l’acquisition ou la restauration d’un état de tolérance immunologique constitue un objectif phare en transplantation et au cours d’affections auto-immunes, elle
peut au contraire être délétère dans la réponse contre les agents infectieux et cellules tumorales. Ainsi certains pathogènes, en particulier viral (VIH [47]) et parasitaire (leishmaniae [48], plasmodium [49]), semblent échapper à une réponse
immunitaire efficace par le recrutement et l’expansion préférentielle des cellules
régulatrices Foxp3+. Les mécanismes engagés sont très largement méconnus.
La mise en cause des cellules régulatrices dans l’anergie du système immunitaire
vis-à-vis des cellules cancéreuses les place au centre des nouvelles stratégies
CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE ET TRANSPLANTATION RÉNALE
167
d’immunothérapie anti-tumorale. Les cellules régulatrices seraient recrutées au siège
de la tumeur par la chimiokine CCL22 (MDC), dont elles expriment le récepteur
CCR4 [27]. Des cellules dendritiques immatures sécrétant du TGF-β favoriseraient
leur expansion préférentielle entravant la réponse cytotoxique [32]. L’efficacité
d’une déplétion de ces cellules par anticorps anti-CD25, anti-CTLA-4 et anti-GITR
[50] dans le traitement de cancers murins ouvre des perspectives thérapeutiques fascinantes. Des protocoles similaires, associés ou non à une vaccination anti-tumorale,
sont à l’étude chez l’homme, notamment dans le traitement du mélanome [51].
CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE
Atteinte rénale au cours du syndrome IPEX
Les néphropathies développées au cours de l’IPEX ont été décrites par R. Habib
au début des années 1990 [52]. Le syndrome est alors surtout caractérisé par son
atteinte digestive, constante et souvent révélatrice, l’entéropathie auto-immune [53].
C’est seulement dix ans plus tard que l’identification d’une mutation du gène
FOXP3 dans la forme sévère liée à l’X, la plus fréquente, permet de définir un sousgroupe de patients, atteints du syndrome dénommé IPEX [53]. L’entéropathie autoimmune se définit par une entérite diffuse touchant grêle et côlon, la résistance au
régime sans gluten et l’incidence élevée de maladies auto-immunes associées. La
présence d’anticorps anti-entérocytes reflète la nature auto-immune de l’affection.
L’atteinte rénale est fréquente et certainement très sous-estimée au cours de l’IPEX,
occultée par le sévérité de la présentation [39]. Deux types de néphropathies, associées ou non, sont décrites : des néphrites tubulo-interstitielles révélées par un syndrome de Fanconi, et des glomérulonéphrites extramembraneuses (tableau I [52]).
Lorsque le sérum est étudié en immunofluorescence indirecte sur coupe de rein
normal, il contient toujours un anticorps dirigé contre les cellules tubulaires proximales et /ou un constituant de la membrane basale tubulaire. L’adsorption du sérum
sur une coupe digestive négative parfois la fluorescence sur le rein, suggérant un
déterminant antigénique commun. Certaines cibles antigéniques ont été purifiées
dans les lysats de membrane basale tubulaire et cellules épithéliales (tubulaires et
villositaires). On compte parmi elles des protéines de 75 [54], 58 et 55 kDa. L’autoanticorps dirigé contre l’AIE-75, est spécifique des entéropathies auto-immunes
compliquées d’atteinte rénale [54]. Cette protéine est distribuée de façon prédominante sur les cellules épithéliales de la lumière digestive et tubes rénaux proximaux.
L’observation d’une jeune femme, prise en charge pour une insuffisance rénale
associée à un syndrome de Fanconi complet, nous a permis de caractériser le premier cas de déficit sévère en cellules régulatrices Foxp3+ non lié à une mutation
du gène FOXP3 [55]. Issue d’une famille consanguine, cette jeune femme était
suivie depuis l’âge de 10 ans pour un désordre immunitaire associant infections
récidivantes et syndrome poly-auto-immun. Révélée par une érythroblastopénie,
la maladie s’est manifestée successivement par une gastrite, un vitiligo, une entéropathie auto-immune, une hépatite et enfin une néphrite tubulo-interstitielle.
L’auto-anticorps anti-AIE75 était présent, confirmant la réactivité du sérum de la
patiente avec les bordures en brosse des cellules tubulaires proximales et villositaires
Endocrinopathie AI
Anticorps
Diarrhée
Entéropathie AI
oui
3-6 semaines
M
2
Lachaux
1994
J Pediatr
Hypothyroïdie
Diabète
Ac. antiilôts de
Langerhans
Infiltrat
pancréatique
AntiAntijejunum
entérocytes
(BB) cible :
75 kDa
oui
2-6 mois
M
Sexe
Âge de début
2
Kobayashi
1998
et 2001
Clin Exp
Im
ATTEINTE RÉNALE.
Nombre de cas
Références
TABLEAU I. — IPEX AVEC
Hypothyroïdie
Diabète
Antientérocytes
oui
1,5-6 mois
M
7
DiRocco
1996
Arch Dis
Child
Infiltrat
de la
thyroïde
Diabète
Antientérocytes
oui
4-6 semaines
M
2
Ellis
1982
Am J Dis
Child
Diabète
oui
1-9 mois
M
8
Powell
1982
J Pediatr
–
Anti-BB
Cible :
55 kDa
oui
2 mois
M
1
Colletti
1991
J Pediatr
–
oui
7 mois
M
1
Mitton
1989
J Ped
Gastroenterol
Nutr
?
?
?
?
M
2
Ruemmele
Text Book
of Pediatric
Gastroenterology
Edn 4, 2004
Diabète
Antientérocytes
(cyto et BB)
oui
1 mois
M
1
Habib
1993
Ann
Pediatr
168
J. ZUBER ET COLL.
Foxp3
Kobayashi
2001
Mutation /locus
Foxp3
Owen 2003
Hyper-IgE
Foxp3
Wildin 2001
Candida
Broncho-PNP
splénomégalie
oui
oui
?
Néphropathie
glomérulaire
non biopsiée
NTI
Fanconi
–
Hyper-IgE
–
–
oui
–
–
–
–
–
oui
–
oui
Anti-cellules Anti-cellules
tubulaires
tubulaires
Anti-BB
Anti-BB
Cible : 55 kDa
GEM
?
?
?
?
?
GEM
oui
oui
Anti-MBT
Anti-BB
GEM
Abréviations : BB : bordure en brosse ; Cyto : cytoplasme ; GEM : glomérulonéphrite extra-membraneuse ; M : mâle ; MBT : membrane basale tubulaire ; NTI : néphrite
tubulo-interstitielle ; PNP : pneumopathie.
Hyper IgG
et IgE
γ-globulines
Infections
Lymphoprolifération
oui
Anti-MBT
GEM
NTI
Fanconi
Allergie
oui
?
Néphropathie
oui
oui
?
NTI
Cytopénie AI
oui
Anti-BB
(AIE75)
Anticorps
Hépatite AI
NTI
Clinique
Néphropathie
TABLEAU I. — (Suite)
CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE ET TRANSPLANTATION RÉNALE
169
170
J. ZUBER ET COLL.
[55]. La ressemblance clinique avec le syndrome IPEX a placé les cellules régulatrices Foxp3+ au centre des investigations immunologiques, qui ont révélé un
déficit profond du compartiment régulateur Foxp3+. Une très improbable mutation
du gène FOXP3, éventuellement révélée par une inactivation biaisée du chromosome X sain, a été formellement écartée par le séquençage des régions codantes
et une analyse de liaison génétique [55]. Cette observation, confrontée à la fréquente association néphropathie-entéropathie auto-immunes au cours du syndrome
IPEX, pose la question du rôle fondamental des cellules régulatrices Foxp3+ dans
le contrôle de l’auto-réactivité vis-à-vis des épithéliums villositaire et tubulaire
rénal. Signalons que d’exceptionnelles entéropathies auto-immunes ont été rapportées chez l’adulte, alors souvent associées à un thymome, tumeur dont le contingent CD4+CD25fort semble dépourvu de propriétés suppressives [44]. Il est tentant
de spéculer que l’association entéropathie-néphropathie auto-immune est liée, quel
que soit le contexte clinique, à un déficit quantitatif ou fonctionnel majeur de la
population régulatrice Foxp3+.
Autres néphropathies
Le rôle des cellules régulatrices Foxp3+ a été peu étudié au cours des néphropathies primitives et maladies systémiques avec atteinte rénale secondaire. Néanmoins, leur diminution est suggérée au cours de malades lupiques en poussée, ainsi
que chez des patients atteints de cryoglobulinémie mixte symptomatique [56]. Ces
études, limitées à la seule estimation de la proportion des cellules CD4+CD25fort,
justifieraient d’être confirmées par d’autres, fondées sur une estimation plus quantitative de la population Foxp3+. Le compartiment lymphocytaire Foxp3+ semble
par ailleurs normal au cours des vascularites associées à la présence d’ANCA [57].
Enfin, les cellules régulatrices CD4+CD25fort sont impliquées dans la rémission
obtenue au cours de la maladie de Goodpasture [58]. En effet la déplétion de ces
cellules est sans effet sur l’intensité de la réponse des clones réactifs à l’antigène
α3(IV)NC1 lors de la phase aiguë de la maladie. Au contraire, elle induit une augmentation de cette réponse à la phase de rémission. Cette approche indirecte
suggère que les cellules régulatrices jouent un rôle suppressif sur la réponse autoimmune dirigée contre l’antigène α3(IV)NC1 lors de la rémission [58]. Cette étude
chez l’homme est confortée par la démonstration récente du rôle protecteur des
cellules régulatrices CD4+CD25fort Foxp3+ dans un modèle murin de glomérulonéphrite à anticorps anti-MBG. Alors qu’elles ne préviennent pas les dépôts
immuns, elles réduisent l’infiltration glomérulaire par les cellules de l’inflammation, ainsi que la sécrétion locale des cytokines TNF-α et IFN-γ [59].
CELLULES RÉGULATRICES
EN TRANSPLANTATION RÉNALE
Enseignements des modèles expérimentaux
Les cellules régulatrices Foxp3+ ont montré leur capacité à contrôler la réponse
allo-immune dans divers modèles d’induction de tolérance chez la souris. Les protocoles utilisés reposent en général sur un blocage d’une ou plusieurs molécules
CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE ET TRANSPLANTATION RÉNALE
171
de co-signal (CD2, CD3, CD4, CD40L), conjointement à l’injection des cellules
du donneur [60]. Ce traitement s’oppose à l’activation complète des cellules T
allo-réactives naïves, conférant un avantage aux cellules régulatrices [61].
L’obtention d’un état de tolérance allo-spécifique implique l’acceptation sans traitement d’une deuxième greffe du même donneur, alors qu’un transplant venant
d’une tierce partie est rejeté. Ce type de tolérance se définit par son caractère dominant c’est-à-dire transférable à un autre animal [60]. En d’autres termes, le transfert
de cellules régulatrices allo-spécifiques d’un animal tolérant à un receveur « naïf »
confère à ce dernier l’état de tolérance [60]. Si les résultats spectaculaires obtenus
chez le rongeur n’ont jamais été reproduits chez le gros mammifère, ils apportent
néanmoins des enseignements utiles à la compréhension des mécanismes en cause.
1. Cet état de tolérance est allo-spécifique et préserve les réponses immunes
dirigées contre les cellules tumorales et agents infectieux [62, 63].
2. Les cellules régulatrices allo-spécifiques contribuent aux phénomènes de
tolérance par contiguïté (« linked suppression ») , permettant de propager l’état de
tolérance à d’autres antigènes que l’antigène tolérogène primaire, à condition que
leur expression soit conjointe à la surface d’une même cellule présentatrice d’antigène (CPA) [64]. Ainsi, si une CPA expose un allo-antigène A tolérogène, spécifiquement reconnu par des cellules régulatrices, en même temps qu’un alloantigène B, la tolérance peut s’étendre à ce dernier. Ce phénomène a été mis en
évidence également avec des cellules humaines in vitro [65].
3. La reconnaissance des allo-antigènes par les cellules régulatrices
CD4+CD25fort semble privilégier la voie indirecte, c’est-à-dire celle qui implique
la présentation des peptides allogéniques dans les molécules de classe II du CMH
du receveur [60].
4. Les cellules régulatrices Foxp3+ allo-réactives sont retrouvées dans les ganglions drainant et le greffon [25, 28, 66, 67], où elles expriment les molécules
CD25, GITR, et du TGF-β membranaire [28, 67]. La fréquence des cellules Foxp3+
est corrélée avec l’établissement d’une tolérance dominante [28, 67]. L’adressage
des cellules Foxp3+ dans le ganglion et la greffe dépend respectivement des axes
chimiotactiques CCR7 / CCL19/21 [25] et CCR4 / CCL22 [28].
5. Les cellules régulatrices inhibent la fonction cytotoxique des cellules effectrices CD8+ allo-réactives, mais ne s’opposent pas à leur expansion [13].
6. L’effet suppressif des cellules régulatrices en transplantation dépend, selon
les modèles, des molécules CTLA-4, IL-10 [60] et TGF-β [67].
7. Les cellules régulatrices inhibent la réponse allogénique de cellules T naïves,
mais sont peu ou pas efficaces sur les cellules T mémoires déjà engagées dans la
voie Th1 [67].
8. L’engagement des récepteurs Toll (4 et 9) sur les cellules présentatrices d’antigène favorise un échappement des cellules effectrices à l’effet suppressif des cellules
régulatrices. Les récepteurs Toll ont pour ligand des antigènes exogènes, notamment
microbiens [68-70]. Ainsi Toll 4 reconnaît les LPS bactériens tandis que Toll 9
répond aux motifs CpG, présents dans les séquences génomiques virales. Ce mécanisme est nécessaire au maintien d’une réponse anti-infectieuse dans un organe
toléré. Le corollaire négatif est le risque de rupture d’un état de tolérance dominante
par une infection. Ces données remettent en perspective l’association clinique bien
connue en transplantation rénale humaine entre infection à CMV et rejet aigu [71].
Une publication récente montre que l’engagement direct du récepteur Toll 8 sur les
cellules régulatrices humaines annule leur fonction suppressive [72].
172
J. ZUBER ET COLL.
Existence d’une régulation en transplantation rénale chez l’homme
Les observations de tolérance vraie en transplantation rénale humaine sont
exceptionnelles, mais réelles. Il s’agit de patients pour lesquels l’arrêt du traitement
immunosuppresseur n’a eu aucune répercussion sur l’acceptation du greffon. Il est
vraisemblable que cet état de tolérance résulte de la conjonction de différents
mécanismes, facteurs de tolérance récessive (anergie, ignorance, délétion) ou
dominante (régulation). En 2000, Van Buskirk démontre un phénomène de régulation immunologique chez cinq greffés rénaux et deux transplantés hépatiques,
dont trois ne reçoivent plus aucun traitement immunosuppresseur [73]. Le système
utilisé, nommé hypersensibilité retardée trans-vivo, est fondé sur la co-injection
dans la patte d’une souris immunodéprimée, de cellules du receveur et d’antigènes
du donneur. La mesure du gonflement de la patte permet d’estimer de façon semiquantitative l’intensité de la réponse allogénique. Chez sept patients, il existe une
suppression allo-spécifique en présentation indirecte, dépendante du TGF-β [73].
Quelques années plus tard, deux groupes se sont intéressés aux cellules régulatrices CD4+CD25fort chez les transplantés rénaux. Ces études ont évalué indirectement leur effet suppressif sur la sécrétion d’IFN-γ par les cellules T allospécifiques [74, 75]. L’augmentation de la sécrétion d’IFN-γ après déplétion des
cellules CD25fort signe leur effet suppressif sur la réponse allogénique. Lorsque
celle-ci est testée en présentation indirecte, un effet suppressif est mis en évidence
chez 47 p. 100 de ceux montrant une faible réactivité initiale au donneur, contre
0 p. 100 chez les répondeurs [74]. Dans l’autre étude, fondée sur une mesure de
la réponse allogénique par présentation directe, aucun effet des cellules régulatrices CD4+CD25fort n’est noté [75]. Ce résultat reflète le rôle de la présentation indirecte dans l’élaboration d’une réponse régulatrice [76].
Récemment l’équipe de W. Hancock a rapporté une fréquence élevée de cellules
Foxp3+ dans les infiltrats « borderline » d’évolution favorable. Au contraire, les
cellules Foxp3+ seraient, en proportion, faiblement représentées dans les biopsies
de rejet aigu [77]. Enfin, la quantification de l’ARNm FOXP3 dans les urines,
reflet de la population lymphocytaire régulatrice infiltrant le greffon rénal, permettrait de prédire la corticosensibilité et l’évolution d’un rejet aigu [78].
Limites des stratégies d’induction de tolérance chez l’homme
Le caractère exceptionnel des observations de tolérance à un greffon allogénique
en transplantation rénale humaine contraste avec les résultats obtenus chez la souris. Les explications sont nombreuses, mais trois raisons primordiales peuvent être
discutées. Premièrement, la fréquence des cellules T mémoires allo-réactives
diffère ; elle est élevée chez le gros mammifère, alors que très limitée chez les
rongeurs élevés en condition « specific pathogen free » [79]. Ces cellules résultent
soit d’une exposition antérieure à un allo-antigène donné soit surtout de l’alloréactivité croisée de cellules T, spécifiques d’autres antigènes. Leur implication
dans les rejets aigus et chroniques est largement démontrée en transplantation
humaine [80]. L’échappement à l’effet suppressif des cellules régulatrices [67], la
moindre nécessité du co-signal pour une activation complète [81], et leur résistance
à l’apoptose sont autant de raisons théoriques qui font des cellules T mémoires un
obstacle à l’établissement de tolérance [79, 82]. De plus, il semble qu’elles constituent l’essentiel des cellules T persistantes après une déplétion lymphocytaire
CELLULES RÉGULATRICES EN NÉPHROLOGIE ET TRANSPLANTATION RÉNALE
173
profonde par ATG ou alemtuzumab [83]. Deuxièmement, les stratégies immunosuppressives fondées sur une induction lymphopéniante constituent un écueil à
l’établissement de tolérance. En effet, la lymphopénie est à l’origine d’une prolifération des lymphocytes (prolifération homéostatique), qui génère des cellules
mémoires réfractaires à l’induction de tolérance [84]. Troisièmement, certains produits immunosuppresseurs portent préjudice à la mise en place des mécanismes
de tolérance. Ainsi les inhibiteurs de la calcineurine s’opposent à l’apoptose postactivation des lymphocytes allo-réactifs [85]. Elles sont également préjudiciables
à l’expansion des cellules régulatrices CD4+CD25fort Foxp3+ [86]. Au contraire la
rapamycine augmente l’apoptose post-activation et donne un avantage aux cellules
régulatrices sur les cellules T naïves allo-réactives [85-87]. En revanche, l’induction par anticorps anti-CD25 (basiliximab) ne semble pas incompatible avec l’établissement d’une régulation dépendante des cellules CD4+CD25fort [74].
Perspectives
L’élaboration de stratégies thérapeutiques destinées à induire une tolérance dominante en transplantation humaine a pour pré-requis l’amélioration du suivi immunologique de la réponse allogénique [88]. Il s’agit de faire la part entre la réponse
agressive et régulatrice, afin de juger des modifications nécessaires de l’immunosuppression. L’évidence d’une régulation prédominante engagerait à alléger voire
interrompre le traitement. Les méthodes fondées sur des techniques de dilution
limite, sont lourdes, font appel à des calculs mathématiques élaborés, et sont inadaptés à la pratique clinique [89]. L’élaboration d’autres outils est donc nécessaire.
En combinant des techniques d’ELISPOT et cytométrie, il est possible d’étudier les
réponses cytotoxiques [80] et régulatrices [74, 90]. Par ailleurs, il a récemment été
rapporté un biais très net de répertoire Vβ des lymphocytes présents dans le greffon
d’animaux tolérants [91]. Les auteurs suggèrent que l’oligoclonalité observée
s’explique par un recrutement d’un nombre limité de clones régulateurs allo-spécifiques [91]. La possibilité d’identifier précocement des clones dominants, cytotoxiques ou régulateurs, constituerait un outil de suivi précieux [92].
Les protocoles d’induction de tolérance devraient idéalement viser la promotion in situ de la réponse régulatrice. L’association d’une protéine fusion agoniste
IL-2, d’une autre antagoniste anti-IL-15, et de rapamycine a montré d’excellents
résultats chez la souris [93]. La première cytokine augmente l’apoptose post-activation des cellules allo-réactives et stimule l’expansion des cellules régulatrices ;
la seconde combinée à la rapamycine diminue la résistance à l’apoptose des cellules activées [93]. De même, la perfusion d’IL-2 chez des patients, au décours de
chimiothérapies, stimule considérablement l’expansion des cellules régulatrices
Foxp3+ [94]. Ainsi, cette cytokine utilisée jusqu’alors, avec une efficacité modérée,
dans la stimulation de la réponse anti-tumorale, pourrait trouver une indication
privilégiée dans l’induction de tolérance, en combinaison avec la rapamycine. Plus
réaliste à court terme, d’autres molécules sont disponibles et attrayantes en transplantation humaine. S’adressant idéalement à des patients dépourvus d’une
réponse T mémoire allo-réactive au moment de la greffe [80], les stratégies thérapeutiques devraient éviter une induction lymphopéniante ainsi qu’un traitement
par inhibiteur de la calcineurine. Un blocage du co-signal par anticorps anti-CD40,
et/ou CTLA-4-Ig (betalacept) pourrait privilégier la réponse régulatrice en
bloquant la réponse effectrice. L’anticorps anti-CD3 humanisé non mitogénique,
174
J. ZUBER ET COLL.
récemment utilisé dans le diabète auto-immun [95], est également très prometteur.
Son efficacité à promouvoir la réponse régulatrice a été démontrée chez la souris
in vivo [96] et chez l’homme in vitro [97]. Enfin, une communication récente
rapporte son utilisation en greffe d’îlots chez l’homme, en association avec la rapamycine [98]. Une augmentation de la population CD4+CD25fort est observée chez
ces patients [98].
CONCLUSION
L’implication croissante des cellules T régulatrices Foxp3+ en pathologie
humaine, engage à mieux comprendre les différents mécanismes qui gouvernent
leur nombre, adressage, interactions et fonction. À cet égard, la très récente souris
Foxp3 Knock In, qui permet de tracer les cellules Foxp3+ par la protéine rapporteuse GFP, va permettre d’accroître encore leur connaissance en situation
pathologique [6]. Chez l’homme, des d’outils permettant d’étudier les cellules
régulatrices, selon leur spécificité auto- ou allo-réactives, sont absolument nécessaires. Cette étape constitue un pré-requis important à leur manipulation thérapeutique. Si les protocoles visant leur déplétion dans une stratégie anti-tumorale sont
déjà initiés, ceux souhaitant leur promotion au cours d’affections auto-immunes
et en transplantation constituent les enjeux de demain.
Remerciements
Nous tenons à remercier Lucienne Chatenoud pour sa relecture experte et critique du manuscrit.
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