Auto-immunité Allergie Allergie et auto-immunité Dysrégulation du système immunitaire Th17 Rupture de « tolérance » Symptômes, maladie Pascal PONCET Th2 Th1 Exacerbation d’une réponse immunitaire polarisée Absence de distinction soi/non-soi Chargé de Recherche Institut Pasteur - Autoanticorps IgG, IgM, IgA - Cellules T autoréactives - IgE Equipe Allergie & Environnement MALADIE Service de Biochimie Département Infections & Epidémiologie Allergie alimentaire Allergie médicamenteuse Allergie respiratoire - Pollinose SOURCE Œuf, lait, arachide, etc… Antibiotiques, …. Acariens, animaux, moisissures, … Pollen arbres, graminées ALLERGENES (environ 3000 dont 797 IUIS) Auto-immunité Allergie Dysrégulation du système immunitaire Autoallergie DNA, Sm Thyroglobuline, Cell. pancréas Desmogléine SSA, SSB Récept. Ac. Choline Fc IgG, CCP … Historique Storm van Leeuwen et al. Klin Wochenschr, 1926. Keller P. Arch Derm Syph Berl 1924. 1941 - 1947: transfert passif de la réactivité avec des sérums dermatite atopique (DA) > rhinoconjonctivite, asthme Th2 Th1 Exacerbation d’une réponse immunitaire polarisée Absence de distinction soi/non-soi Hampton SF and Cooke RA. J Allergy, 1941. Simon FA. JAMA, 1944;. J Allergy 1944; J Invest Dermatol 1947; J Allergy 1947. 1963: extrait de peau humaine prolifération de PBMC chez les patients DA Hashem et al. Lancet, 1963. - Autoanticorps IgG, IgM, IgA - Cellules T autoréactives - IgE et Auto-immunité Autoanticorps IgE Depuis 1990 : - réactivités croisées autoallergène/xénoallergènes - production d’autoallergènes recombinants - association préférentielle avec la DA - autoréactivité au niveau B (autoanticorps IgE) et T (production de cytokines) Valenta et al. Science 1991. Spitzauer et al. J Allergy Clin Immunol 1994. Crameri et al. J Exp Med 1996. Natter et al. FASEB J 1998. Mayer et al. J Exp Med 1999. Valenta et al. J Allergy Clin Immunol. 2000. Zeller et al. J Allergy Clin Immunol. 2009. Tang et al. J Allergy Clin Immunol. 2012. Cipriani et al. J Dermatol. 2014 Autoallergènes Th1/Th2 Analyse du répertoire des autoallergènes 3 approches expérimentales APPROCHE « REACTIONS CROISEES » Extraction mRNA AUTOANTIGENE 1920 – 1930: Storm van Leeuwen et Keller Prick-test avec des extrait aqueux de phanères humains + Th17 Rupture de « tolérance » Symptômes, maladie Allergie MALADIE Lupus érythémateux disséminé Thyroïdite d’Hashimoto Diabète de type I Pemphigus profond Syndrome de Goujerot-Sjögren Myasthénie Arthrite rhumatoïde … Approche biologie moléculaire Hom s 1: Recherche de réactions croisées entre allergènes environnementaux et protéines homologues humaines Autoallergènes (1) 5 autoallergènes agréés IUIS (Natter et al. 1998, FASEB J) Protéine: SART-1 (Squamous cell carcinoma antigen) Masse moléculaire: 73.5 kDa Localisation: intracellulaire, nucléaire Distribution : principalement épiderme, mais aussi poumon, foie, fibroblastes, cellules endothéliales Fonction biologique: liaison à l’ADN et à l’ARN, arrêt du cycle cellulaire et apoptose Auto anticorps préférentiellement chez les patients DA Synthèse de cDNA Valenta et al. 1998, J Invest Dermatol. Constitution d’une banque de phage Infection de bactérie + sérum de patient allergique Immunodétection des colonies exprimant des autoallergènes APPROCHE « ISOTYPIQUE » Recherche d’IgE anti-autoantigènes décrits dans les maladies autoimmunes APPROCHE BIOLOGIE MOLÉCULAIRE Extraction du DNA des phages criblés 5 autoallergènes: Hom s 1 à 5 Clonage dans des vecteurs d’expression Valenta et al. 2000, JACI. 140 autoallergènes Analyse de séquences Production de protéines recombinantes Zeller et al. 2009, JACI. Hom s 2: Protéine: chaîne du complexe associé au polypeptide naissant (-NAC) Masse moléculaire: 23.2 kDa Localisation: intracellulaire, cellules de mammifères mais aussi levures, plantes et bactéries Distribution : muscle, cerveau, peau, foie, os, poumon Fonction biologique: impliqué dans la biosynthèse des protéines ribosomales, se fixe aux polypeptides néosynthétisés, co-activateur de transcription Auto anticorps préférentiellement chez les patients DA Aucune réactivité croisée avec des allergènes décrits In vitro PBMC + -NAC prolifération IFNIL-17+, IL-22+, IL-23+ identique pour non-atopique et atopique IL10 atopique < non atopique Production de lignées T spécifiques de PBMC ou lésions cutanées CD4+ ou CD8+ Th0 et/ou Th1 IFN + Valenta et al. 1998, J Invest Dermatol.; Mossabeb et al. 2002, J Invest Dermatol.; Mitterman et al. 2008, J Invest Dermatol.; Heratizadeh et al. 2011, Br J Dermatol. 1 Approche biologie moléculaire Autoallergènes (2) 5 autoallergènes agréés IUIS (Natter et al. 1998, FASEB J) Hom s 3: Protéine: BCL7B, protéine 7B de lymphome B, oncogène Masse moléculaire: 20.1 kDa Localisation: intracellulaire, cellules de mammifère Distribution: muscle, thymus, placenta, foie Fonction biologique: surexprimé dans les tumeurs de poumons en croissance Auto anticorps préférentiellement chez les patients DA Hom s 4: Protéine à 2 sites de fixation du calcium Masse moléculaire: 54.2 kDa Localisation: intracellulaire, cellules de mammifère Distribution : peau, poumon, cerveau, moelle osseuse, colon, coeur, placenta, foie, sein Fonction biologique: fixe le calcium. Réactivité croisée avec Phl p 7 (graminée) et Cyp c 1 (carpe) mais faible induction de dégranulation de basophiles IFNchez des non-atopiques, atopiques et patients avec inflammation chronique de la peau Auto anticorps préférentiellement chez les patients DA Approche réactivité croisée Autoallergènes (3) Approche réactivité croisée Autoallergènes (4) Aichberger et al. 2005, J Immunol. Hom s 5: Protéine: cytokératine de type II Masse moléculaire: 42,6 kDa Localisation: intracellulaire, cellules de mammifère Distribution : cellules épithéliales Fonction biologique: formation de filaments intermédiaires Auto anticorps préférentiellement chez les patients DA Approche réactivité croisée Autoallergènes (3bis) - Allergénicité démontrée in vitro and in vivo - 50% des patients DA sont sensibilisés à Mala s 13, la thiorédoxine (Trx) du champignon Malassezia sympodialis - Autoréactivité trouvée au niveau T: stimulation de PBMC in vitro par la Trx ou Mala s 13: production d'IFN, IL-13, IL-12p40, IL-17 IL-10 patients DA Mala s 13+: très faible patients DA Mala s 13 -: faible normaux: très fort production de lignées T CD4+ spécifiques à partir de PBMC de patients DA Mala s 13 + mais pas de patients DA Mala s 13 -, pas de patients psoriasis et pas d’individus normaux. lignées Th1, Th2, Th17 et Th22 exprimant toutes un marqueur de « homing » cutané Approche isotypique Autoallergènes (5) DA: PREVALENCE DE L’AUTOREACTIVITE 15 à 90% dépendant du modèle antigènique 2 Mothes N, Niggemann B, Jenneck C, Hagemann T, Weidinger S, Bieber T, Valenta R, Novak N. Mothes N, Niggemann B, Jenneck C, Hagemann T, Weidinger S, Bieber T, Valenta R, Novak N. The cradle of IgE autoreactivity in atopic eczema lies in early infancy. The cradle of IgE autoreactivity in atopic eczema lies in early infancy. J Allergy Clin Immunol. 2005 Sep;116(3):706-9. J Allergy Clin Immunol. 2005 Sep;116(3):706-9. Âge 174 adultes DA+ 23% AA+ testés sur cellules épithéliales individus non atopiques, psoriasis + ou avec autres inflammations chroniques de la peau 0% Chez les AA+: allergie alimentaire +++, IgE +++ polysensibilisation (acariens, pollen etc… ) +++ infections récurrentes +++, prurit +++ Desquamation, sécheresse cutanée +++ 20 enfants DA <1 an 15% AA+, IgE+++ et allergies alimentaires Patient Immunoempreintes d’un extrait de cellules épithéliales testé vis-à-vis du sérum de cinq patients (1, 2, 3, 4 et 5). Révélation de la fixation des IgE. 20 enfants DA de 2 à 13 ans 80% ont des AA+ Mothes N, Niggemann B, Jenneck C, Hagemann T, Weidinger S, Bieber T, Valenta R, Novak N. The cradle of IgE autoreactivity in atopic eczema lies in early infancy. Allergie et autoimmunité: mécanismes interactifs J Allergy Clin Immunol. 2005 Sep;116(3):706-9. CONCLUSIONS Le déclenchement de la réponse autoimmune se fait dans les premières années de vie La sensibilisation alimentaire accroitrait l’autosensibilisation en endommageant les tissus et favorisant l’inflammation Inversement l’autoimmunité pourrait favoriser la sensibilisation allergique …. en endommageant les tissus et favorisant l’inflammation Valenta et al. Trends in Immunol. 2009, 30, 109 - 116 IgE autoréactives et LED (Lupus Erythémateux Disséminé ) dsDNA Sm Charles et al. Nat Med. 2010 ,16:701 Charles et Rivera .Curr Allergy Asthma Rep. 2011,11:378 Pellefigues et Charles N. Curr Opin Immunol. 2013 25:704 Dema et al. PLoS One. 2014, 9 Dema et al. J Exp Med. 2014 ;211:2159 IgE autoréactives et LED (Lupus Erythémateux Disséminé ) MECANISME Charles et al. Nat Med. 2010 ,16:701 Charles et Rivera .Curr Allergy Asthma Rep. 2011,11:378 Pellefigues et Charles N. Curr Opin Immunol. 2013 25:704 Dema et al. PLoS One. 2014, 9 Dema et al. J Exp Med. 2014 ;211:2159 dsDNA SSA/Ro SSB/La CONCLUSIONS 65% des LED ont des IgE AA+ 57,1% d’IgE autoanticorps Taux corrélé avec : - degré d’activité du LED - la gravité de la néphrite lupique From Davidson & Diamond Nature Medicine, 2010 Role amplificateur de la maladie lupique par le basophile ! 3 IgE autoréactives et PR CONCLUSION (polyarthrite rhumatoïde) PR: maladie autoimmune , inflammation dans les articulations Production d’autoanticorps contre la partie Fc des IgG (facteur rhumatoïde) et contre des protéines citrullinées La citrullination = modification post translationnelle d’une arginine d’une protéine du soi en citrulline sous l’effet d’une enzyme, la PAD (Peptidyl Arginine Déiminase) La citrullination induit des autoanticorps spécifiques du néo-déterminant. Des IgE anti Fc d’IgG ont été décrits ainsi que des IgE anti protéines citrullinés Suurmond et al. Ann Rheum Dis. 2011 Schuerwegh et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Associations cliniques, épidémiologiques et biologiques entre la PR et les pneumopathies (avec le tabac comme facteur de risque). 1 - Les autoanticorps IgE confirment que la dichotomie Th1/Th2 n’est pas absolue. Ils font cohabiter Th1, Th2 et Th17 2 - Ils sont préférentiellement associés à la dermatite atopique (DA) et sont accompagnés par des IgE anti allergènes environnementaux 3 - Certains autoallergènes sont restreints à la DA mais on trouve aussi des IgE dirigés contre des autoantigènes décrits dans les maladies autoimmunes 4 - Le taux d’autoanticorps IgE est souvent corrélé à la sévérité de la maladie autoimmune. Pour la DA ils apparaissent tôt dans la vie de l’allergique. Ils jouent un rôle mutuellement amplificateur des symptômes autoimmuns et allergiques. Aubart et al. J Rheumatol. 2011. La citrullination des protéines serait plutôt un marqueur d’inflammation qu’un marqueur de la PR en tant que maladie autoimmune. Valesini et al. Autoimmun Rev. 2015 QUID DES ALLERGENES ? Peuvent ils activer les PAD? 5 - Les IgE et le couple masto/baso joueraient un rôle dans le déclenchement et la chronicité de l’inflammation. 6 - Dans le cas de la polyarthrite rhumatoïde, les relations allergènes/ citrullination mériteraient d’être étudiées plus avant et en particulier les aéroallergènes. 4