20/10/2014 FAREAU Jessica L3 CR : INGHILTERRA

APPAREIL LOCOMOTEUR - Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques
(prostaglandines, cytokines) et la réaction inflammatoire
IMMUNOPATHOLOGIE ET IMMUNOINTERVENTION – Maladies inflammatoires
20/10/2014
FAREAU Jessica L3
CR : INGHILTERRA Jérôme
Appareil Locomoteur & Immunopathologie et Immunointervention
Pr. J. ROUDIER
14 pages
Aspects histologique, biochimique et physiologique : inflammation aspects biologiques (prostaglandines,
cytokines) et la réaction inflammatoire
Maladies inflammatoires
Cours un peu particulier aujourd'hui parce que c'est le même prof qui était chargé de faire les 2 cours de
l’après-midi qui portaient sur le même sujet... Du coup, c'est la folie ! vous avez un seul cours à apprendre au
lieu de 2 !!!
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 ou chronicité
B. Les maladies auto-inflammatoires
I. Fièvre méditerranéenne familiale (maladie périodique)
II. CAPS : Cryopyrine associated periodic syndromes
III. TRAPS (TNF receptor associated periodic syndrome)
IV. La goutte
C. Maladies par défaut de la réaction inflammatoires
D. Physiopathologie de la polyarthrite rhumatoïde
I. Les gènes
II. Les événements immunologiques
III.
L'interaction gènes-environnement et les événements d'aval
IV. Le principe des traitements
A. L'inflammation et sa pathologie propre
L'inflammation est une série de réactions qui entraîne sur un foyer d'infection l’arrivée de cellules qui vont alors
combattre l'agression.
Depuis une dizaine d'années il y a eu des progrès fondamentaux fantastiques et le cours portera sur les
mécanismes moléculaires de l'inflammation et les pathologies propres de l'inflammation.
L'inflammation est la réponse physiologique immédiate (innée, non adaptative, qui s'oppose à l'immunité) à
une agression physique (brûlure ou cristal) ou infectieuse (bactéries et virus).
Elle comprend 3 grandes phases :
• la reconnaissance de l’agresseur +++ avec 2 structures de reconnaissance : les TLR (récepteurs de
surface qui ressemblent à TOLL) et l'inflammasome (série de protéines cytoplasmiques)
• la mise en route de la défense qui aboutit à la production de 2 cytokines principalement :TNFα et IL1β
(cytokines : produits solubles secrétés par les globules blancs et qui ont une fonction de communication)
ce qui entraîne une vasodilatation, un œdème, et un afflux de cellules de l'inflammation (PNN puis
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•
macrophages), phagocytose,
la résolution de l'inflammation lorsque l'agent a disparu
Les cellules impliquées dans l'inflammation viennent de la lignée myéloïde : plaquettes, globules rouges,
mastocytes, polynucléaires (neutrophile +++) et macrophages.
Les cellules impliquées dans l'immunité adaptative sont des cellules lymphoïdes : lymphocytes et cellules NK
(effet mémoire, vaccins).
Résumé du processus de l'inflammation :
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Une agression va entraîner dans le tissu une activation de cellules donnant un signal aux vaisseaux aboutissant à
l'arrivée d'autres cellules qui vont alors résoudre l'inflammation.
1) Il y a d'abord une effraction cutanée (blessure) donc il y a forcément des bactéries.
2) A partir de là :
- Les plaquettes arrêtent le saignement et vont sécréter des facteurs inflammatoires.
- Les mastocytes vont s'activer et vont sécréter des histamines (vasodilatateur).
- Les polynucléaires neutrophiles (PNN), les plus importantes, phagocytent et nettoient dès que la
vasodilatation a eu lieue, c'est-à-dire presque instantanément.
- Beaucoup plus tard, les macrophages qui agissent par voie vasculaire, quelque uns sont résident et
fabriquent des cytokines qui vont contribuer à l'arriver des cellules.
Cliniquement, les piliers de l'inflammation sont d'abord la chaleur, la rougeur, puis le gonflement, ensuite la
douleur et enfin l'impotence.
I. La reconnaissance de l'agresseur
Elle peut se faire grâce à 2 familles de récepteurs :
• TLR, récepteurs transmembranaires qui sont à la surface des cellules de l'inflammation et de
l'immunité (PNN, macrophages mais aussi des lymphocytes). L'activation médiée par les TLR aboutira
à la production de TNFα (parfois activée également dans l'immunité adaptative)
• l'inflammasome, série de protéines cytoplasmiques qui interagissent entre elles pour activer la
caspase, enzyme qui coupe et libère IL1β dans la cellule.
a. Les TLR
Les TLR ont d'abord été décrit chez la drosophile.
Il s'agit d'une des molécules transmembranaires
exprimées sur les macrophages, les granulocytes, les
cellules B, les cellules T et les cellules dendritiques. Il
en existe environ 10 familles dont la spécificité tient
aux ligands avec lesquelles elles interagissent. Les TLR
reconnaissent les pattern communs à une famille
d'agents infectieux (ADN viral, ARN viral, certaines
lipoprotéines bactériennes).
Chaque famille a des caractères 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.
–
–
–
lipoprotéines bactériennes: TLR 2 et TLR 6
ARN simple brin viral : TLR 7 et TLR 8
ADN double brin viral : TLR 9
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lipopolyligands
ARN sb
saccharides
uropathogéniques
ARN db
flagelline
ADN CpG
T
L
R
1
1
T
L
R
9
T
L
R
8
T
L
R
7
T
L
R
5
T
L
R
4
T
L
R
3
T
L
R
6
T
L
R
2
T
L
R
1
lipoprotéines
Ici, les récepteurs sont non spécifiques, ils sont présents sur toutes les cellules (PN et macrophages) et
reconnaîtront non pas un épitope mais un pattern d'agents infectieux. Il y aura alors une activation de la
cellule par l'intermédiaire de la voie NF-κB aboutissant à la production de TNFα.
Le TLR va d'abord reconnaître l'agent infectieux, il signale alors via une kinase IRAK en collaboration avec la
protéine MyD88. Il existe des maladies de la transmission du signal, où des mutations de MyD88 ou IRAK
entraînent de petits déficits immunitaires (déficits discrets des voies d'activation se révélant brutalement vis-àvis d'un seul groupe de pathogènes).
L'activation des TLR provoque une réponse immédiate à plusieurs types de pathogènes en passant par NF-κB
puis par la production de TNFα.
b. L'inflammasome
Sa localisation est cytoplasmique. L'inflammasome a été décrit pour la première fois au début des années 2000.
Il s'agit d'une série de protéines dont l’activation aboutit à la production de IL1β : c'est la deuxième grande
cytokine de l'inflammation.
Le gène de l'IL1β code pour une protéine qui n'est pas soluble et qu'il faut donc cliver par l’intermédiaire d'une
caspase.
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Il existe plusieurs sortes d'inflammasomes mais il s'agit toujours d'un ensemble de 4 protéines
La procaspase-1 est la forme inactive de la caspase.
On a diverses protéines différentes en fonction de l'inflammasome concerné (NALP1, NALP2, NALP3 +++).
L'inflammasome le plus étudié est le NALP3 qui contient une protéine : la cryopyrine.
La cryopyrine comprend 3 domaines dont un domaine pyrine qui se retrouve dans de nombreuses protéines
impliquées dans l'inflammation, ces domaines pyrine ont la particularité de pouvoir interagir entre eux.
Il existe dans ce système 2 molécules adaptatrices : ASC et protéine cardinale, elles permettent de connecter la
cryopyrine et la procaspase.
L'interaction entre ces 4 protéines va moduler la procaspase pour la transformer en caspase ce qui entraîne la
libération d'IL1β.
La cryopyrine possède également un domaine leucine qui va reconnaître l'agent infectieux (cristaux ou
bactéries) dans la cellule.
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La cryopyrine peut être inhibée par la pyrine. Cette pyrine peut être mutée, elle est alors à l'origine d'une
maladie inflammatoire : la fièvre méditerranéenne ou maladie périodique.
La production d'IL1β par les PNN ou les macrophages est contrôlée 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 présents à la fois sur les PNN et les macrophages mais on les trouve aussi sur les
lymphocytes B et T.
II. Médiateurs
IL1β et TNFα sont les 2 grandes cibles des thérapies anti-inflammatoires. Ils ont des activités chimiotactiques et
vont ensuite faire libérer d'autres molécules à activité chimiotactique, puis il y aura libération de cytokines et
enfin après l'arrivée des cellules immunitaires il y aura phagocytose de l'agent impliqué dans l'inflammation
ainsi qu'une libération conjointe de radicaux libres et de composés lipidiques qui sont des signes de la mort
cellulaire (leucotriènes et prostaglandines).
Chimie des composés des dérivés des produits lipidiques de l’inflammation : réactifs ayant des propriétés
inflammatoires et venant des membranes de polynucléaires.
Le composé de base est l'acide arachidonique. Celui-ci va être dégradé par 2 familles d'enzymes
– les cyclo-oxygénase donneront les prostaglandines
– les lipo-oxygénase donneront les leucotriènes
Les molécules ainsi obtenues ont un très grand potentiel inflammatoire.
Dans de nombreuses maladies, on utilise des inhibiteurs de la cyclo-oxygénase mais on connaît très peu de
molécules bloquant la formation des leucotriènes.
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III.
Réponse vasculaire
Les prostaglandines, leucotriènes et l'histamine sont des composés vasodilatateurs et chimiotactiques (attirent
les macrophages et les PNN).
IV. Réponse cellulaire
Arrivée des PNN puis des macrophages au site de l'inflammation.
V. Évolution : résolution ou chronicité
L'évolution normale d'une réaction inflammatoire est la guérison. Par exemple, lors d'une infection bactérienne
les PN arrivent sur le site de l'inflammation, phagocytent les bactéries puis s'en vont. Il n'y a pas plus
d'inflammation. C'est l'évolution normale d'une infection.
Dans certains cas, il y aura une persistance de l'infection car sa cause persiste, il y a une défense de la bactérie,
du cristal...
La chronicité peut également provenir d'une maladie auto-inflammatoire.
B. Les maladies auto-inflammatoires
I. Fièvre méditerranéenne familiale (maladie périodique)
Il s'agit d'une maladie génétique autosomique récessive du pourtour de la méditerranée qui touche
essentiellement : les juifs sépharades, les arméniens, les turcs et les arabes d'Afrique du nord.
Elle se traduit typiquement par une crise douloureuse articulaire ou abdominale avec de la fièvre.
Crises fébriles brèves (2-3j), survenant à intervalles variables, parfois associées à des douleurs abdominales,
thoraciques ou articulaires.
On utilise un traitement empirique : la colchicine va bloquer l'inflammasome en bloquant la cryopyrine (elle est
aussi utilisée lors de la crise de goutte).
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Différent de la goutte où l'inflammasomme est en marche à cause de cristaux d'acide urique par rapport à la
maladie périodique où l'inflammasome est activé sans raison.
Topographie de la répartition des cas
de maladie périodique
Cette maladie est liée à un défaut fonctionnel de la pyrine (qui interagit normalement en inhibant la
cryopyrine). Cette pyrine mutée est incapable d’empêcher l'activation de la cryopyrine et donc la libération de
l'IL1β. Il y a donc une inflammation trop importante.
En revanche, on ne sait pas quand se produisent les poussées de maladie périodique et ce qui les déclenche.
Très peu de cas ont été rapportés à Marseille.
II. CAPS : Cryopyrine associated periodic syndromes
Il s'agit d'une maladie analogue à la fièvre méditerranéenne mais beaucoup plus rare et où c'est la cryopyrine
qui est mutée, elle est alors anormalement activable. Cette mutation est à l'origine de maladies où
l'inflammation est brutale, il en existe 3 formes cliniques différentes : (du plus bénin au plus sévère)
• urticaire familial au froid (adulte)
• muckle wells : urticaire et arthrites +/- surdité (10 ans)
• CINCA/NOMID (chronic infant neurologic cutane articular): maladie néonatale caractérisée par de
l'urticaire, des arthrites graves et une atteinte du SNC et souvent une méningite.
En fonction de la localisation de la mutation sur le gène de la cryopyrine on aura une forme clinique différente.
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On a développé il y a une quinzaine d'années dans le but de traiter la polyarthrite rhumatoïde des médicaments
qui bloquent IL1β ou son récepteur. Par exemple, le médicament Kineret qui est très utilisé dans la maladie
périodique et les CAPS.
III.
TRAPS (TNF receptor associated periodic syndrome)
Décrite au début des années 80, il s'agit d'une maladie auto-immune qui se présente cliniquement par des
poussées fébriles d'arthrites et d'urticaire mais sont plus longues (3 semaines) et n'apparaissent qu'à la
puberté (≈12 ans).
Elle ressemble à la maladie périodique mais ne se retrouve pas en méditerranée, on parle aussi de fièvre
hibernienne. On la retrouve surtout dans des familles irlandaises ou écossaises.
On peut observer des rash ainsi que des œdèmes péri-orbitaires.
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C'est une maladie génétique autosomique dominante qui correspond à une mutation du gène d'un des
récepteurs du TNFα (p75 et p55). On dispose actuellement d'un médicament : le récepteur soluble p75.
Il existe plusieurs mutations possibles sur le même gène.
La protéine mutée reste fonctionnelle mais a perdu la possibilité de devenir soluble.
En cas de forte production de TNFα, il y a clivage du récepteur qui devient soluble tout en continuant à fixer le
TNFα circulant et empêche ainsi d'activer les cellules. Il s'agit d'une auto-régulation physiologique.
Les mutations impliquées dans le TRAPS rendent le récepteur 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 (découverts avant la maladie pour la polyarthrite
rhumatoïde).
Différence entre TRAPS et fièvre méditerranéenne :
Évolution des accès inflammatoires
La fièvre méditerranéenne se caractérise par une poussée de 3j à n'importe quel moment de la vie.
Le TRAPS se caractérise par des poussées de 3 semaines qui se déclarent à partir du début de l'adolescence (12
ans).
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IV. La goutte
Les cristaux d'urate activent l'inflammasome entraînant la production d'IL1β.
Le traitement d'une crise de goutte est la colchicine qui va bloquer NALP3.
Il existe des gouttes extrêmement sévères lorsqu'il y a des mutations des gènes qui contrôlent la production
d'acide urique chez des hommes jeunes, on les traite avec des inhibiteurs des récepteurs de IL1β (Kineret).
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C. Maladies par défaut de la réaction inflammatoire
Ce sont des maladies qui sont à la limite du déficit immunitaire mais ne sont pas permanentes : un sujet qui aura
toujours été « sain » va brutalement mourir ou faire une très grave complication d'une maladie infectieuse
banale.
On en a identifié quelques unes, il s'agit de maladies de transmission de l'activation des TLR.
On a un déficit immunitaire à un pathogène en particulier, la maladie est donc indécelable avant que le sujet
rencontre le pathogène en cause.
•
•
TLR 4: D299G
◦ augmentation des infections bactériennes gram ◦ les souris KO TLR4 ne font pas de choc septique après injection de LPS
IRAK 4: codon STOP 287
◦ augmentation des infections à gram +
Les TLR signalent par la kinase IRAK associée à la protéine MyD88 .
Chaque TLR mais aussi IRAK et MyD88 peuvent faire l'objet de mutations à l'origine de ces maladies qui
entraînent une susceptibilité particulière à certains agents infectieux.
Le TLR 5 est impliqué dans la reconnaissance de la flagelline. Il peut exister une mutation (codon STOP 382)
empêchant la transmission du signal, dans ce cas-là la légionelle sera une maladie plus fréquente et plus grave.
On trouve également des mutations de MyD88 à l'origine d'infections graves à pyogènes.
Le phénotype est un sujet normal qui développe une infection banale dégénérant vers une complication grave
voire la mort.
Ce sont des maladies très rares mais toutefois très intéressantes car elles nous renseignent sur le fonctionnement
des réponses inflammatoires.
On ne connaît pas pour l'instant de maladies par défaut de l'inflammasome.
Le système immunitaire inné permet une réponse immédiate à une agression.
Sa mise en route dépend des récepteurs membranaires (TLR) qui activent la production de TNF et
cytoplasmiques (inflammasome) qui activent la production d'IL1.
Des maladies génétiques (dominantes ou récessives) multiples et rares sont causées par des mutations des
composants du système immunitaire inné.
En général, les maladies de l'inflammasome (lorsque NALP3 est trop excitable) sont dominantes. En revanche,
les maladies par défaut de la pyrine sont récessives pour la plupart.
Ce sont des maladies auto-inflammatoires et des déficits immunitaires spécifiques de certains pathogènes.
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Il est venu le temps des...dédicaces !!! ♪♪
Un grand merci à Charlène et Ruben pour le soutien moral pendant le cours !
Pas merci à l'alarme incendie qui s'est déclarée au moment où le prof finissait son cours (mais pourquoi pas 15
min avant??!!)
Une petite pensée à Benjamin (et ses boîtes de thon à l'huile), à Yonathan (toujours là pour répondre à mes
questions aussi bien terre à terre que métaphysiques, merci pour ta patience),à Ruben F (ses caricatures du
prof pendant le cours et ses éternelles discussions à propos du foot), à Kévin, à Ruben A, à Antonin (son spleen
chronique et ses questions parfois saugrenues mais sans qui les journées à la bu seraient si mornes), à Caro
(toujours la première à faire la fête), à Sibylle (et notre improbable rencontre au CIC cet été), à Camille
(danseuse chevronnée qui a supporté mes 2 pieds gauches à mon anniversaire), à Loic (en souvenir de notre
sortie calanques), à Mathias (parce que oui j'ai réussi à prendre un ronéo ! Enfin, j'espère...), à Thomas (et les
travaux interminables de son appart), à Valentin (parce que malgré la distance tu continueras à venir nous dire
bonjour de temps en temps), à mon inoubliable groupe de tutorat : F2 forever ♥ Pierre, Julien et Camille.
Et évidemment cette dédicace ne serait pas complète sans une référence à Charlène, à nos pauses cafés qui
s'éternisent, à nos pétages de plomb réguliers, à toutes les situations rocambolesques passées et à venir qu'on a
vécues.
A toutes les personnes que je connais et qui se reconnaîtront !
A toi qui est parvenu au bout de ce cours ;)
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