Notions fondamentales en immunologie

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Chapitre 3
Notions fondamentales
en immunologie
Dr. Joseph de LOYE
Allergologue
17 Avenue Gabriel Péri Résidence Beethoven. 95500 GONESSE
[email protected]
Dr. Linh PHAM VAN
Université de Médecine de Hai Phong. Service de Pneumologie, Hôpital Viet-Tiep
[email protected]
Dr. Michèle RAFFARD
Allergologue - Centre Médical de l’Institut Pasteur
75 rue de l’Eglise 75015 PARIS
[email protected]
Pr. Anh-Tuan Dinh-Xuan
Dr. Sy Duong-Quy
Dr. Thong Hua-Huy
Dr. Nhat Nam Le-Dong
Service de Physiologie-Explorations Fonctionnelles
Université Paris Descartes,75014, Paris
[email protected]
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Monographie – Maladies allergiques
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Chapitre 3-a
Nouvelle nomenclature en allergie
(Michèle RAFFARD)
Des définitions précises des maladies allergiques et des termes comme hypersensibilité, allergie et
atopie ont été proposées ces dernières années par un groupe international d’experts [1, 2] qui a
établi une nouvelle nomenclature au vu des récentes données immunologiques. Les maladies
allergiques communes y sont détaillées : rhinite, conjonctivite, asthme et maladies cutanées. Pour
ces dernières il est rappelé [3], que contrairement au tractus respiratoire, pour lequel la
symptomatologie est plutôt uniforme, au niveau de la peau, une grande variété de maladies
différentes présentant des mécanismes pathogéniques distincts peuvent se manifester.
Le terme hypersensibilité est utilisé comme terme général et le terme allergie est réservé aux
réactions cliniques dans lesquelles un mécanisme immunologique est avéré ou fortement
soupçonné et non à toutes sortes de réactions inattendues de la peau et des muqueuses y
compris toutes sortes de réactions indésirables controversées aux aliments et aux additifs
alimentaires [1] (Tableau 1).
Hypersensibilité
L’hypersensibilité provoque des symptômes ou des signes cliniques objectivement reproductibles,
initiés par une exposition à un stimulus défini, à une dose tolérée par des sujets normaux.
Allergie
L’allergie est une réaction d’hypersensibilité initiée par des mécanismes immunologiques. Elle peut
être à médiation humorale ou cellulaire.
Atopie
L’atopie est une tendance personnelle ou familiale à produire des anticorps IgE en réponse à de
faibles doses d’allergènes, généralement des protéines, et à développer des symptômes typiques
comme l’asthme, la rhinoconjonctivite ou l’eczéma.
Allergènes
Les allergènes sont des antigènes, le plus souvent protéiques réagissant avec des anticorps le
plus souvent IgG et IgE, stimulant une hypersensibilité par un mécanisme immunologique. De
sources naturelles complexes, ils sont généralement constitués de protéines par enchaînement
linéaire d’acides aminés et en 3 dimensions (conformationnel). Les sites de fixation des IgE sont
les épitopes. Leur poids moléculaire varie de 3 à 90 kD. Il existe des allergènes majeurs et
mineurs : les allergènes majeurs sont reconnus par plus de 50% des patients.
Les produits chimiques de faibles poids moléculaires sont appelés haptènes comme dans certains
cas d’eczéma de contact (nickel).
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Monographie – Maladies allergiques
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Tableau 1. La révision de la nomenclature.
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Monographie – Maladies allergiques
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Bibliographie
1.
Johansson SGO, Bousquet J, B. Wutrich et al. Révision de la nomenclature de
l’allergie. Prise de position de l’EAACI par le groupe de l’EAACI chargé de la
nomenclature. Allergy 2001;56:812-24.
2.
Traduction par D Vervloet Rev fr Aller Immunol Clin 2004;44:218-230.
3.
Johansson SGO et al. Revised nomenclature for allergy for global use : report of the
Nomenclature Review Committee of the World Allergy Organisation, JACI
2004;113:832-6.
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Monographie – Maladies allergiques
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Chapitre 3-b
Les immunoglobulines E ou IgE
(Joseph de LOYE)
Introduction
Les Immunoglobulines E représentent quelques nanogrammes de glycoprotéines par millilitre.
L’immunoglobuline G est de 10 000 à 1 million de fois plus abondante que l’IgE. (1). L’étude d’un
myélome a permis la découverte de l’IgE en 1967 parce que cette protéine était produite en
grande quantité (2).
L’IgE comme toute Immunoglobuline a la silhouette d’un Y majuscule. Elle est constituée de deux
chaînes lourdes epsilon et de deux chaînes légères kappa ou lambda. Cette IgE a deux « bras »
anticorps, les fragments F(ab), spécifiques de l’allergène. Le site anticorps a une conformation
dans l’espace complémentaire d’un épitope d’allergène. Il agit comme une pince à sucre lorsqu’on
saisit un cube de sucre cristallisé. Un bras de la pince est une chaîne légère, le bras opposé de la
pince est l’extrémité de la chaîne lourde epsilon. La chaîne epsilon de 72 kDa contient environ 550
acides aminés, elle a 4 domaines C constants et un domaine V variable. L’IgE complète de 190
kDa est particulièrement riche en hydrates de carbone.
Taux normal des IgE
Le taux est élevé à partir de 113 kU/l (soit une moyenne géométrique de 17,4 kU/l + 2 écarts type),
chez l’enfant il convient de se reporter aux tableaux fournis par les fabricants de réactifs, sachant
qu’il y a un petit pic vers l’âge de 10 ans autour de 22 kU/l (3, 4) (Fig.1 et 2).
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Machinerie des IgE
Une cellule présentatrice d’antigène (CPA) capte un antigène. Par convention cet antigène qui
induit des IgE s’appelle allergène. La Cellule Présentatrice d’Antigène est la cellule de Langerhans
ou bien la cellule dendritique circulante. Elle va présenter l’allergène à un lymphocyte T qui va
découper l’allergène en petits peptides : il l’apprête pour les lymphocytes B. La sécrétion de
cytokine IL-4 et IL13 entraîne le lymphocyte B à se transformer en plasmocyte, cellule sécrétrice
d’anticorps. Les IgE sont formées à partir des IgM, des IgG et des IgA par commutation de classe
d’immunoglobuline. Cette commutation en IgE survient dans les bronches des asthmatiques et les
divers tissus des atopiques : peau et muqueuses intestinale, respiratoire et conjonctivale. L’IgE
circulante a une demi-vie de deux jours et demi mais la fixation cellulaire prolonge son action. L’IL4 promeut la synthèse des IgE.
Les recepteurs a immunoglobuline E
Il existe sur les cellules compétentes 2 sortes de récepteurs trans-membranaires pour les IgE
appelés Fcε RI ou RII soit Fc pour le fragment Fc par lequel se fixe l’IgE, ε puisqu’il s’agit d’une
immunoglobuline de type E, I pour les récepteurs de forte affinité et II pour ceux de faible affinité.
- Fcε RI sur les cellules suivantes :
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Monographie – Maladies allergiques
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o Mastocytes
o Basophiles
o Cellules dendritiques : cellules épithéliales de la cavité buccales, cellules de Langerhans de
la peau…
o Eosinophiles
- Fcε RII ou CD 23 sur les cellules suivantes :
o Eosinophiles
o Neutrophiles
o Plaquettes
L’expression du récepteur FcRI est modulable, elle est augmentée par la présence d’IgE qui
stabilise le récepteur à la surface. Elle l’est aussi par l’IL-4 qui promeut sa synthèse. Les
mastocytes et basophiles ont une densité de récepteurs accrue quand la production d’IgE est
augmentée.
La sensibilisation
Les IgE circulantes vont se fixer sur les basophile du sang et sur les mastocytes des tissus. Les
basophiles ont environ 150 000 récepteurs de forte affinité par cellule et les mastocytes 300 à 700
000. L’IgE (Fig.3) se fixe par le fragment Fc. La fixation se produit au niveau du domaine constant
C3 de la chaîne lourde epsilon. Cette fixation de l’IgE s’appelle sensibilisation, elle persiste et
conduit, en cas de nouvelle présentation de l’allergène, à une réaction immuno-allergique.
La réaction immuno allergique
L’allergène, quand il est multivalent, se fixe sur plusieurs sites anticorps Fab d’IgE voisines ellesmêmes fixées sur des récepteurs des mastocytes (Fig. 3, 4]. On dit qu’il y a « pontage » entre
deux IgE (ou plusieurs IgE) [5] accrochées par leurs site anticorps Fab à l’allergène d’une part « en
clé de voûte » et fixées par leur site « pied » sur le récepteur de forte affinité. Les récepteurs
mastocytaires se rapprochent, activent les cellules induisant une cascade de réactions
enzymatiques. Cette cascade aboutit à une libération de médiateurs préformés comme l’histamine
et de médiateurs néo formés, les leucotriènes LTC4, LTD4 bronchoconstricteurs, des cytokines
(agents intermédiaires entre les cellules), en particulier l’IL-5. Cet IL-5 va attirer les polynucléaires
éosinophiles sur le lieu de la réaction. On voit ici le principal lien entre IgE et éosinophilie dans la
réaction allergique. La présence d’IgE circulante suggère que les basophiles et les mastocytes
sont recouverts d’IgE, mais cela ne suffit pas pour affirmer : Allergie. On parle de sensibilisation.
Dans une ambiance Th2 la défense immunitaire s’orienterait vers les IgE.
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Monographie – Maladies allergiques
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La réaction immuno-allergique
Allergène
IgE
Site de
fixation
Région C3
Récepteur FcRI
Mastocyte
Activité Tyrosine kinase
Figure 3. La réaction immuno-allergique.
La réaction immuno-allergique
Allergènes
IgE
Récepteurs
Libération immédiate
Contenu des granules :
Histamine, TNF-,
Protéases, Héparine
Eternuements
Congestion nasale
Nez qui gratte et coule
Larmoiements
En quelques heures
Production de cytokines :
En quelques minutes Particulièrement IL-4, IL-13
Médiateurs lipidiques :
Prostaglandines
Leucotriènes
Sifflement
Constriction des bronches
Production de mucus
Recrutement des éosinophiles
Inflammation des bronches
Figure 3. La réaction immuno-allergique.
Dans quelles affections trouve-t-on des IgE élevées
Les IgE sont très élevées dans les parasitoses. Dans le cas du Nippostrongylus brasiliensis du rat,
les basophiles libèrent de l’histamine provoquant une fuite plasmatique dans le tube digestif, une
diarrhée qui chasse le parasite de l’intestin de l’animal sensibilisé par IgE. Dans les bilharzioses la
fixation des IgE sur les récepteurs situés sur l’éosinophile entraîne la libération de médiateurs
cytotoxiques détruisant le parasite. Il est intéressant de noter que l’helminthe Anisakis simplex
donne de vraies réactions allergiques (6).
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L’atopie
L’atopie a été récemment définie, par l’Académie Européenne d’Allergie et d’Immunologie Clinique
et validée par le congrès mondial (Fig. 5) d’allergie comme étant une tendance individuelle ou
familiale à produire des anticorps IgE en réponse à de faibles doses d’allergènes
(pneumallergènes ou allergènes inhalés et trophallergènes ou allergènes alimentaires) et à
développer des symptômes typiques tels que eczéma, asthme et rhinoconjonctivite.
La recherche d’une cause allergique dans l’asthme est fondamentale, les deux tiers des asthmes
étant atopiques (7). On peut s’orienter par des prick tests cutanés puis demander des tests
sérologiques de débrouillage, ce sont des mélanges de pneumallergènes. Ainsi on oriente avec
précision les demandes d’IgE spécifiques. Les IgE sont élevées dans d’autres affections
respiratoires et c’est un critère majeur de l’aspergillose broncho pulmonaire allergique qui
représente 1 à 2% des asthmes.
Dermatite atopique
Les allergènes alimentaires sont fréquemment rencontrés.
Allergie alimentaire
Environ 4% de la population mondiale a une allergie alimentaire: Le lait de vache, l’œuf de poule,
le soja, l’arachide, les fruits à coque, le blé, le poisson et les fruits de mer (8). Chez l’enfant
rechercher les IgE anti lait de vache, soja, oeuf, blé et arachide. En Asie, les produits de la mer
représentent 40% des allergies alimentaires de l’enfant et 33% des allergies alimentaires de
l’adulte (9).
Les aliments sont très fréquemment en cause dans les réactions anaphylactiques, mais également
avec les venins d’hyménoptères, le latex, et quelques médicaments tels que les Béta lactamines
(Fig. 5).
Les syndromes hyper IgE.
Elles sont élevées dans certaines viroses (10), dans les infections avec des IgE anti superantigène
du staphylocoque (11) les candidoses et dermatophyties, dans certains cancers (12, 13) comme le
cancer du pancréas (14) dans l’autoimmunité : IgE anti kératinocyte dans la dermatite atopique
(15), IgE anti auto antigène Hom 2 de la dermatite atopique (16) Le plus souvent il s’agit
d’anticorps anti IgE, anti récepteur cellulaire de l’IgE (17).
Les IgE peuvent elles orienter vers l’évolution de certaines pathologies ?
Les IgE permettent parfois de prévoir l’entrée dans l’atopie : couple mère- enfant. Dans des
familles atopiques le dosage des IgE du sang cordonal peut avoir un rôle prédictif. Ces IgE
s’élèveront vers l’âge de 10 ans (18). Si les mères ont plus de 100 KU/l le risque est élevé d’avoir
une élévation des IgE chez l’enfant jusqu’à l’âge d’un an (19).
La sensibilisation à des allergènes alimentaires communs et aux pneumallergènes pendant la
première année de vie est un facteur prédictif du développement de l’atopie à 6 ans dans les
familles atopiques (20, 21). La non rémission de la dermatite atopique à l’âge de 5 ans surtout en
cas d’allergie à l’arachide, à l’œuf ou bien aux acariens (22) La chute des IgE spécifiques des
aliments annonce la guérison de l’allergie alimentaire.
Traitement de l’asthme par les anti-IgE
Un anticorps anti IgE, anticorps murin humanisé à 95% l’Omalizumab se fixe sur le domaine
epsilon C3 de la chaîne lourde de l’IgE, site de fixation de l’immunoglobuline au récepteur de haute
affinité. Il bloque l’IgE circulante et la liaison des IgE sur les récepteurs de forte affinité et de faible
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Monographie – Maladies allergiques
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affinité (23). Le nombre de récepteurs à IgE diminue sur les basophiles, les mastocytes et les
cellules dendritiques présentatrices d’antigène (24). Il est indiqué dans l’asthme sévère allergique
résistant aux thérapeutiques habituelles. Il est actif dans la rhinite mais représenterait un
traitement fort coûteux pour cette pathologie (25). Le dosage des IgE totales est indispensable
pour engager le traitement de l’asthme grave par Omalizumab. Les IgE totales doivent être dans la
fourchette 30 à 700 kU/l.
Les IgE spécifiques
Le dosage des IgE spécifiques des pneumallergènes (26, 27) peut être utile à la suite des tests
cutanés pour réaliser une éviction, ou entreprendre une immunothérapie spécifique quand elle est
possible. Le suivi des IgE spécifiques en cours d’immunothérapie montre une modeste
décroissance tardive des IgE spécifiques. Elle survient après l’amélioration clinique, d’où son peu
d’intérêt.
Les dosages d’allergènes disponibles
Les acariens Dermatophagoides Pteronyssinus, Dermatophagoides Farinae, Blomia tropicalis, les
moisissures Alternaria alternata, Cladosporium herbarum, Aspergillus fumigatus, le pollen de
graminées, d’herbacées et d’arbres, en fonction de la région tempérée ou tropicale : chiendent
digité, canne à sucre, palmier dattier (28) et palmier à huile [29] , les poils de chat, chien, les
blattes, germanique, orientale et américaine. Le terrain atopique est dépisté dans 99% des cas par
un panel de 11 allergènes seulement.
La technologie du dosage des IgE spécifiques évolue vers les « bio chips » ou biopuces
(ImmunoCAP® ISAC du laboratoire Phadia) qui permettront de doser les IgE de composants
allergéniques naturels purifiés spécifiques ou recombinants, d’un grand nombre d’allergènes à la
fois. (10 nanolitres d’allergène par tache) (30).
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Monographie – Maladies allergiques
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Figure 5. Révision de la nomenclature Vervloet RFAIC 2004;44:218-230 (2).
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Chapitre 3-c
Cellules présentatrices d’allergènes
(Michèle RAFFARD)
Introduction
Les Cellules Présentatrice d’allergènes ou d’Antigène (CPA) forment un groupe hétérogène de
cellules ayant en commun la fonction de présenter les peptides étrangers aux lymphocytes T (LT),
au cours de la réponse immunitaire. Elles sont capables de reconnaître un antigène étranger
(glycoprotéines et lipides), de le phagocyter et en même temps de maintenir le signal d’alarme
pour obtenir une réponse immune spécifique.
Classification
On peut distinguer
Les cellules « professionnelles »
- Cellules dendritiques (CD) sanguines et tissulaires dont les cellules de Langerhans cutanées et
épithéliales buccales.
- Macrophages/ monocytes.
- Lymphocyte B.
Les cellules «non professionnelles», actives dans certaines conditions :
- Mastocytes.
- Lymphocytes T activés.
- Cellules épithéliales et endothéliales stimulées par l’INT.
- Entérocytes des villosités intestinales.
- Cellules épithéliales de la muqueuse respiratoire.
Les CD du sang selon une nouvelle classification se divisent en au moins 2 sous-types, selon leurs
marqueurs de surface :
- CD1 marqueurs de surface de type myéloïdes.
- CD2 marqueurs de surface de type plasmoïdes.
L’allergène va être phagocyté puis internalisé dans la cellule. Les lysosomes vont le découper en
petits peptides qui correspondent aux épitopes antigéniques.
Ces peptides pourront être présentés au LT grâce au CMH de classe II (voir ci-dessous). Cette
étape appelée apprêtement, est indispensable pour que les lymphocytes puissent reconnaître
l’allergène car il n’accepte que les oligopeptides de 9 à 25 acides aminés.
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Monographie – Maladies allergiques
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CD tissulaires
Les CD tissulaires prédominent dans les épithéliums muqueux et cutanés, portes d’entrée des
allergènes, comme les cellules de Langerhans dans l’épiderme où elles représentent 2 à 4% des
cellules épidermiques. Les CD tissulaires captent l’allergène de diverses façons : macrocytose,
pinocytose, capture par les granules de Bierbeck des cellules de Langerhans, phagocytose,
endocytose par leurs récepteurs membranaires.
Après cette étape d’apprêtement intracellulaire, les épitopes allergéniques sont pris en charge par
les molécules HLA de classe II au cours de la migration des CD vers le cortex profond des
ganglions, où elles seront devenues matures pour pouvoir présenter les peptides aux LT. Tous ces
phénomènes font des CD matures les stimulateurs les plus puissants des LT. Des molécules de
co-stimulation sont nécessaires pour l’affinité et l’activation des cellules T.
Complexe majeur d’ histocompatibilite (CMH)
CMH (Complexe Majeur d’ Histocompatibilité) ou Système HLA (Human Leucocyte Antigen) ou
antigènes leucocytaires humains. Le 1er antigène HLA a été découvert par Jean Dausset en 1958
à Paris, alors qu’il étudiait les réactions de rejet de greffe.
Ces molécules sont des glycoprotéines appartenant à la super famille des immunoglobulines.
Les molécules HLA de Classe I
Les molécules HLA de Classe I sont constituées d’une chaîne lourde  associée à la 2
microglobuline. Elles présentent les peptides endogènes aux lymphocytes TCD8 (cytotoxiques).
Elles sont exprimées par la majorité des cellules de l’organisme, à l’exception des hépatocytes,
neurones, érythrocytes, épithéliums acinaires de pancréas et glandes salivaires.
Les molécules HLA de Classe II
Les molécules HLA de Classe II sont constituées de 2 chaînes homologues  et , associée de
façon non covalente. Le site de liaison peut recevoir des peptides de 12 à 20 acides aminés. Ces
peptides, antigènes du « non-soi » (bactéries extra cellulaires et allergènes) et du soi (débris
cellulaires) sont présentés aux lymphocytes TCD4, par l’intermédiaire des cellules dendritiques
modulées par des interleukines, interféron , facteurs de croissance. Les molécules HLA de classe
II sont restreintes aux seules CPA.
Les molécules HLA sont indispensables à la présentation des antigènes peptidiques aux
lymphocytes T, grâce à l’intermédiaire des CPA. Le lymphocyte T (LT) reconnaît un fragment
peptidique de l’Antigène par son récepteur TCR (T Cell Receptor).
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Chapitre 3-d
Lymphocytes et allergie
(Linh PHAM-VAN)
Lymphocytes T
Les cellules T activées jouent un rôle important dans l'asthme. Pendant une longue période, la
réponse des lymphocytes T dans l'asthme a été interprétée dans le cadre du fameux paradigme
Th1/Th2 dans lequel le développement des cellules Th2 est considéré comme capital et essentiel
dans le développement de l'asthme allergique. La participation des cellules T dans la pathogenèse
de l'asthme allergique a été élargie pour inclure la contribution des cellules T régulatrices (Treg),
des lymphocytes NKT et de la sous population T nouvellement décrite, Th17.
Lymphocytes Th2
Les cellules Th2 jouent un rôle central dans l'inflammation allergique. Une fois coordonnées et
stimulées, elles augmentent l'expression d'un cluster de gènes sur le chromosome 5q31-33
comprenant les gènes codant l'IL-3, IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 et GM-CSF. Ces cytokines sont
impliquées dans la commutation de classe d'immunoglobulines des cellules B vers la synthèse
d'IgE (IL-4 et IL-13), le recrutement des mastocytes (IL-4, IL-9 et IL-13), et la stimulation,
maturation des éosinophiles (IL-3, IL-5 et GM-CSF) et des basophiles (IL-3), cellules effectrices
essentielles de la réponse allergique (Barnes, 2008a). Les cellules Th2 différenciées sont
recrutées dans le site inflammatoire par la production des chimiokines CCL1, CCL2, CCL11 et
CCL17 (TARC) (Teran, 2000).
Lymphocytes T régulateurs
Il existe des arguments attestant l’existence d’une population de cellules T régulatrices (Treg) qui
se sont développées durant la maturation des cellules T dans le thymus (appelées cellules T
régulatrices naturelles) ou en réponse à une stimulation particulière en périphérie (cellules T
régulatrices induites) (Bluestone and Abbas, 2003).
Les Treg dites naturelles constituent 5 à 10% des lymphocytes CD4+ de la périphérie. Ces cellules
expriment constitutivement et fortement la molécule CD25 (cellules T CD25 high), la molécule CTLA4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen-4), le GITR (glucocorticoid-induced tumor necrosis factor
receptor) et le facteur de transcription Foxp3 (forkhead box protein 3) (Nomura and Sakaguchi,
2007). Contrairement aux autres cellules T CD4+, ces cellules ne prolifèrent pas et ne produisent
pas de cytokines lorsqu’elles sont stimulées avec un antigène in vitro, mais suppriment la
prolifération et la production de cytokines par d'autres cellules T appelées effectrices.
A la différence des effets des lymphocytes T régulateurs naturels non spécifiques de l’allergène, les
lymphocytes T régulateurs dits "induits" limiteraient les réponses allergiques par des actions
spécifiques de l’allergène. Chez la souris, les cellules T déjà converties à la différenciation d'une lignée
effectrice (Th2, Th17) ou au phénotype mémoire, préservent encore leur plasticité et, dans certaines
conditions, pourraient se redifférencier pour exprimer FoxP3 et adopter un phénotype régulateur (Kim
et al., 2010; Oboki et al., 2008). Il a été suggéré que le déclenchement de l’asthme chez l'homme
pourrait être lié à un développement insuffisant des lymphocytes T régulateurs ou/et une inhibition
de leur fonction (Provoost et al., 2009; Mamessier et al., 2005; Robinson, 2009).
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Monographie – Maladies allergiques
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Inversement, des travaux récents montrent que l'immunothérapie spécifique utilisant l'allergène
impliqué dans l'asthme pourrait induire des cellules T régulatrices produisant de l'IL-10 (Tr1), ce qui
conduirait à une atténuation de l'inflammation allergique (Francis et al., 2008; Radulovic et al., 2008;
Akdis and Akdis, 2009; Mobs et al., 2010; Larche, 2007; Bohle et al., 2007). Des recherches
supplémentaires portant sur la différenciation dynamique in vivo des Treg dans l'interaction avec
d'autres populations cellulaires ainsi que sur le rôle de différentes souspopulation de Tregs dans
différentes maladies allergiques sont encore nécessaires.
Lymphocytes NKT
Les lymphocytes NKT (Natural Killer T) constituent une sous-population de lymphocytes T qui
exprime à la fois des marqueurs de T et de NK. Ces cellules sont soit CD4+, soit CD4- CD8- et une
petite population de NKT humains est CD8+. Ils expriment un TCRαβ avec une chaîne α invariante
(Vα24Jα18). Les NKT répondent à des antigènes glycolipidiques présentés par la molécule CMH
de classe I non polymorphique CD1d, en produisant rapidement de grandes quantités de cytokines
telles l’IL-4, l’IL-13, l’IL-10 et l’IFN- (Park et al., 2000).
Récemment, l’équipe de Trottein a démontré que l’activation des DC par les agonistes des TLR7/8 et
TLR9 induisait la production d’IFN de type I et de glycosphingolipides, deux phénomènes nécessaires
à l’activation des lymphocytes iNKT (Vanhoutte et al., 2008). Première indication que les agonistes des
TLR peuvent induire l’expression de(s) ligand(s) endogène(s) des lymphocytes NKT, ce travail permet
de mieux appréhender le paradoxe entre le répertoire TCR restreint de ces cellules et leur implication
dans des situations infectieuses très variées.
Par la production rapide de cytokines, ces cellules peuvent inhiber ou amplifier les réponses
immunes. Des observations expérimentales ont suggéré un rôle délétère des cellules NKT dans le
développement de l'asthme. Il a été rapporté que les souris déficientes pour les cellules NKT
développent un asthme allergique d'une ampleur très réduite (Akbari et al., 2003; Lisbonne et al.,
2003; Bilenki et al., 2004). Ces données ont été confortées par des observations cliniques (Akbari et
al., 2006; Hamzaoui et al., 2006; Pham-Thi et al., 2006) ce qui a même conduit certaines équipes à
proposer que les cellules NKT pourraient être l'acteur essentiel responsable du développement de
l'asthme (Umetsu and DeKruyff, 2010).
Pourtant ces données et arguments ne paraissent pas encore suffisants pour établir une conclusion.
D’autres études expérimentales ne confirment pas l'observation concernant le rôle indispensable des
NKT dans le développement des réponses d'asthme (Apostolou et al., 1999; Brown et al., 1996;
Korsgren et al., 1999). L'étude utilisant les souris déficientes pour la β2-microglobuline, qui
n’expriment ni les molécules du CMH I, y compris le CD1d, ni les cellules CD8 et NKT, a montré que
l’hyperréactivité bronchique n’est pas affectée chez ces souris (Zhang et al., 1996). En revanche,
une fois activées par l’α-GalCer (α-galactosylcéramide, dérivé isolé à partir d'un extrait de l'éponge
marine, puis synthétisé chimiquement, est un ligand synthétique spécifique des cellules NKT chez la
souris et chez l'homme), ces cellules inhibent le déclenchement de l’asthme (Morishima et al., 2005;
Matsuda et al., 2005; Hachem et al., 2005) ce qui suggère leur rôle potentiellement régulateur. Ainsi,
le rôle spécifique des lymphocytes NKT dans le développement de l’asthme est complexe. En effet,
leur action dans le déclenchement de la réponse asthmatique dépendra de leur statut d’activation mais
aussi des collaborations avec d'autres populations T conventionnelles.
Lymphocytes Th17
En 2000, Infante-Duarte et coll. ont montré que les cellules T productrices d'IL-17 constituaient une
population distincte des cellules Th1 et des cellules Th2 chez les souris et les humains (InfanteDuarte et al., 2000). Ivanov et al. ont identifié ROR-γt comme un facteur de transcription essentiel
pour la différenciation des cellules Th17 (Ivanov et al., 2006). Chez la souris, l'IL-23 est nécessaire
à la différenciation induite par l'IL-6 et le TGF-β des cellules Th17 (McGeachy and Cua, 2007).
Chez l'homme, le rôle du TGF-β est remplacé par l'IL-1β. Il a été récemment décrit que l’IL-35,
produite par les lymphocytes T régulateurs FoxP3+, supprimait la réponse des cellules Th17,
(Niedbala et al., 2007; Collison et al., 2007b). Très rapidement après leur description, il a été
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Monographie – Maladies allergiques
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démontré par l'étude des souris déficientes pour le gène codant l’IL-17R que les signaux via IL17R étaient indispensables à la phase d'induction (sensibilisation) du développement des
réponses asthmatiques expérimentales (Schnyder-Candrian et al., 2006).
Lymphocytes B
Les cellules B jouent un rôle important dans les maladies allergiques, y compris l'asthme
allergique, pour la synthèse des IgE spécifiques aux allergènes sous l'influence des réponses
dérégulées à cellules Th2. Chez l'homme, l'IL-4 induit la commutation vers l'IgE et vers un isotype
d'IgG (IgG4). Le contact avec l'allergène dans la phase de sensibilisation induit la synthèse par les
cellules B des anticorps IgE spécifiques de l'allergène. Cette phase met de deux à trois semaines
pour se développer pleinement (DeFranco, 2009). Ces anticorps se fixent rapidement à leurs
récepteurs de haute affinité (FcRI) présents essentiellement sur les mastocytes et les basophiles.
Lors d'un contact ultérieur avec l'allergène, la réponse est déclenchée par le pontage des molécules
d'IgE liées aux FcRI, ce qui entraine la dégranulation immédiate des mastocytes et des basophiles
avec libération des médiateurs dont l'histamine et de protéases suivie par la synthèse et la libération
des médiateurs lipidiques et des cytokines inflammatoires peu de temps après. La réponse
inflammatoire précoce provoque le recrutement de nombreuses populations cellulaires, y compris les
basophiles, les éosinophiles et les cellules Th2 aux sites inflammatoires.
Chez la souris, la liaison de CD23 à l'IgE fournit un signal régulateur négatif à la production d'IgE
(Lamers and Yu, 1995, Schulz et al., 1998) et il existe des arguments pour l’implication de CD23 dans
la régulation de la synthèse des IgE chez l’homme (McCloskey, 2007). Comme la synthèse des IgE
est dépendante des cytokines libérées par les cellules Th2, elle est régulée par les facteurs qui
influencent le développement et les activités de ces dernières. C'est le cas par exemple des cellules
Th1, Th17, des lymphocytes NKT, et des T régulateurs. Les cellules épithéliales, les cellules
dendritiques, les basophiles participent également à la régulation de la production des IgE par les
cellules B.
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AFVP
Monographie – Maladies allergiques
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Chapitre 3-e
Mastocytes et basophile
( Michèle RAFFARD & Linh PHAM -VAN )
Les mastocytes et le basophile sont des cellules effectrices de la réaction allergique. Elles
expriment les récepteurs de haute affinité pour les IgE qui sont activés par les allergènes et
induisent la libération de médiateurs de l’allergie, l’histamine, les protéases…qui sont préformées
dans les granules et les dérivés de l’acide arachidonique qui y sont synthétisés.
Cette libération induit un œdème, la contraction des muscles lisses, une vasodilatation et une
perméabilité accrue des veinules post-capillaires, dans différents tissus de l’organisme, c’est-à-dire
une inflammation.
Les mastocytes contribuent à la pathogénie de l’asthme et des autres maladies allergiques,
rhinoconjonctivite, eczéma atopique et urticaire. Les mastocytes et les basophiles se ressemblent par
certaines caractéristiques morphologiques, biochimiques et immunophénotypiques, mais dérivent de
précurseurs différents.
I- Basophile
Ce sont des cellules du sang périphérique qui sont recrutées dans les foyers inflammatoires
accompagnant la réaction allergique, aux côtés des autres cellules dont les lymphocytes T.
Caractéristiques morphologiques
Cellule ronde de 10 à 15 µm, à noyau polylobé, à chromatine condensée, le basophile est
caractérisé par la présence de granules cytoplasmiques métachromatiques (bleu de
toluidine/rouge violacé), ronds ou ovalaires, peu nombreux, plus grands que ceux du mastocytes.
Son taux dans le sang chez l’adulte sain est, en général, de moins de 1% des leucocytes.
Récepteurs membranaires d’IgE
Les récepteurs d’IgE : FcRI, de haute affinité, en grand nombre (de 10 000 à 200 000), sont
constitués de 4 chaines : , , 2 transmembranaires. La chaîne  est impliquée dans la fixation de
la molécule d’IgE, la chaine  et les chaîne  sont essentielles aux mécanismes de communication.
Le basophile produit en particulier 2 interleukines IL-4 et IL-13 qui sont des cytokines de type Th2
qui jouent un rôle prépondérant dans l’allergie et la lutte antiparasitaire. On ne trouve aucune
production de cytokines du profil Th1.
Activation
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
38
La stimulation IgE dépendante induit une dégranulation avec libération d’histamine en quelques
minutes car stockée dans les granules. La libération du leucotriène LTC4 par la voie de la lipooxygénase à partir de l’acide arachidonique est plus tardive.
Lors de l’activation des basophiles, les granules semblent fusionner avec la membrane
cytoplasmique.
Leur rôle est très spécialisé dans la réaction inflammatoire immédiate mais aussi plus tardive,
uniquement chez le patient sensibilisé.
L’activation est induite par le GM-CSF et l’IL-5 puis l’IL-4, 30 minutes après la stimulation
antigénique, maximum entre la 4ème ou 6ème heure. Enfin l’IL-13 agit plus tardivement avec un
pic à la 24ème heure, et joue un rôle dans le maintien et l’amplification de la réponse
inflammatoire. Il existe une boucle d’amplification entre éotaxine et IL-4.
Les basophiles jouent un rôle dans la ligne de défense contre les pathogènes : parasites, LPS
(lipopolysaccharides) des bactéries mais leur "vraie" fonction physiologique est encore inconnue.
II- Mastocytes
Le mastocyte cellule effectrice de la réaction IgE médiée au niveau des muqueuses, est aussi un acteur
important de la régulation des réponses immunes innées et spécifiques d’antigènes divers. Il partage de
nombreuses analogies avec le basophile : expression des récepteurs à IgE, capacité de stocker de
l’histamine mais diffère selon plusieurs critères : synthèse de nombreuses cytokines, mode de
différenciation, contenu en médiateurs des granulations, aspect morphologique et localisation : toujours
dans les tissus ou les muqueuses, et non dans le sang circulant.
Caractères morphologiques
Dès 1863 Von Recklinghausen décrit le mastocyte puis Ehrlich étudie les inclusions métachromatiques.
Le mastocyte au repos est une cellule mononuclée de 8 à 20 µm de diamètre, de forme variable
avec un noyau rond de forme régulière. Le cytoplasme est basophile rempli de très nombreuses
granulations denses de 0,3 à 1,5 µm, colorées en violet foncé, moins volumineuses mais plus
nombreuses que dans le basophile, hétérogènes en taille, en structure et en contenu (Fig. 1 et 2).
Il existe chez l’homme 2 phénotypes différents, caractérisés par leur contenu en protéases
neutres: mastocytes muqueux (MCT) ne contenant qu’une seule protéase neutre, la tryptase, et
mastocytes cutanés (MCTC) contenant en plus, la chymase et la carboxypeptidase (Tableau 1).
Les mastocytes occupent une position tissulaire particulière : prés de la porte d’entrée des
substances étrangères, c’est-à-dire dans la muqueuse du tube digestif, le tractus respiratoire, la
conjonctive, la peau et autour des vaisseaux (Tableau 2).
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
39
Figure 1. Mastocyte (S. Mécheri).
Figure 2. Mastocyte dégranulé (S. Mécheri).
Table 1. Médiateurs des mastocytes.
MCTC
MCT
Histamine
Histamine
Tryptase
Tryptase
Chymase
Carboxypeptidase
Table 2. Localisation des mastocytes.
AFVP
MCTC
MCTC
MCT
Peau

+++++
Muqueuse intestinale
++++
++
Sous-muqueuse intestinale
++
++++
Sous-épithélium bronchique
+++
+++
Paroi alvéolaire
+++++
+
Masto intra-pulmonaire
+++++
+
Amygdales
++
+++
Muqueuse nasale
++++
++
Monographie – Maladies allergiques
40
Récepteurs de surface
En dehors des récepteurs des IgE de haute affinité (FcRI) exprimés en densité de 200 000/cellule
environ comme pour le basophile, il exprime également de nombreux marqueurs de surface
dépendant du tissu à partir duquel il a été isolé.
Maturation
La différenciation des mastocytes s’effectue dans la moelle osseuse, le sang du cordon, le sang
périphérique ou le foie fœtal à partir de progéniteurs hématopoïétiques (CD34+ ou CD133+) dans
le sang circulant.
La principale cytokine qui agit sur la différenciation et la prolifération des mastocytes, dans les
tissus, est le SCF (Stem Cell Factor) dont le récepteur spécifique est le c-Kit ou CD117.
Médiateurs
L’étude des mastocytes et de leur contenu met en évidence une grande hétérogénéité dans la
composition des médiateurs en particulier des protéases ce qui correspond aussi à une grande
diversité morphologique. Ces cellules constituent la principale source de médiateurs de la réaction
allergique immédiate.
Médiateurs préformés
- Histamine : stockée, présente en grande quantité (2 à 5 pg/cellule) rapidement libérée par
dégranulation, interagit aves 3 récepteurs H1, H2 et H3, elle a de nombreux effets biologiques
comme broncho constriction, sécrétion de mucus, vasodilatation et vasoperméation des
capillaires entrainant l’œdème, augmentation de la perméabilité intra cellules épithéliales
favorisant le passage de l’allergène.
- Protéases neutres :
o Tryptase
o Protéase neutre, marqueur le plus spécifique de l’activation mastocytaire, libérée associée
aux protéoglycanes, sa dissociation dans le milieu extra cellulaire est rapide. Elle a une
activité trypsine, active des collagénases, clive la fraction C3a du complément et inactive le
fibrinogène.
o Chymase
o Enzyme de type chymotrypsine, présente uniquement dans les MTTC, peut intervenir dans la
formation de bulles de la mastocytose bulleuse et de la pemphigoïde bulleuse par clivage
de l’épiderme et du derme, elle convertit l’angiotensine I en angiotensine II.
o Carboxypeptidase, présente uniquement dans les MTTC
- Protéoglycanes
Ils représentent la structure essentielle des granulations (65% d’héparine et 35% de
chondroïtine sulfate) et sont associés par liaison ionique à l’histamine et aux protéases neutres
dans les granulations.
Médiateurs néo-formés
Cytokines
La synthèse de nombreuses cytokines du profil Th2, impliquant dans la réponse d’allergie IgE
médiée est induite :
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
41
- IL-1, IL-8, TNF, cytokines pro inflammatoires, chimiotactiques, produites rapidement suite à la
phase d’activation immédiate.
- IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, GM-CSF, agissant sur l’hématopoïèse et sécrétées plus tardivement.
Métabolites de l’acide arachidonique
L’acide arachidonique, libéré sous l’action des phospholipases sur les phospholipides
membranaires, est dégradé selon 2 voies différentes :
- La voie de la cyclo-oxygénase.
Libérant des prostaglandines en particulier de la PGD2.
 broncho constriction.
 obstruction nasale.
 vasodilatation cutanée.
- La voie de la lipo-oxygénase.
Produisant des leucotriènes principalement du LTC4.
 broncho constriction.
 perméabilité des veinules post-capillaires.
 vasoconstriction pulmonaire et coronarienne.
Activation mastocytaire
Le rapprochement de 2 molécules d’IgE fixées par leur fragment Fc sur 2 récepteurs
différents au contact de l’allergène aboutit à leur dimérisation et induit l’activation
cellulaire.
Lors de cette activation, la libération des granules, dans le milieu extracellulaire, se fait par
l’intermédiaire de pores se développant à travers la membrane cellulaire, c’est la
dégranulation des médiateurs préformés, ensuite se produit la synthèse et la libération des
médiateurs néoformés (Fig. 3).
Figure 3. Induction et phase effectrice de la réaction allergique à IgE (S. Mecheri).
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
42
L’activation antigénique par l’intermédiaire des IgE est dite indirecte, comprenant successivement :
 La libération immédiate des médiateurs stockés :
- Histamine.
- Protéases neutres.
 La libération en quelques minutes de médiateurs synthétisés ou néoformés ayant l’effet sur
plusieurs types de cellules (Fig. 4) :
- Prostaglandines dont la PGD2.
- Leucotriènes dont le LTC4 c.
- Cytokines : IL-1, IL-3, IL-6, IL-8, IL-13, TNF, GM-CSF.
Figure 4. Activation du mastocyte (S. Mécheri).
De très nombreuses autres substances sont capables d’induire une dégranulation directe,
sans participation allergique (Tableau 3).
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
43
Table 3. Agents activant les mastocytes ou les basophiles.
Facteurs inducteurs
Exemples
Agents immunologique
IgE spécifique+antigène multivalent, Anti-IgE, AntiFcεRI
Agents physiques
Froid, Chaleur, Frictions, Vibrations, Lumière
Complément
C3, C5
Neuropeptides
Substance P, VIP, Somatostatine, CGRP
Cytokines et facteurs de croissance
SCF, IL-3, GM-CSF
Chimiokines
MIP-1α, MCP-1, MCP-3, IL-8, RANTES
Protéases
Tryptase
Protéines dérivées des éosinophiles
Protéine basique majeur
Produits bactériens
LPS
Opiacés
Codéine, Morphine, Enképhaline, β-endorphines
Agents histamino-libérateurs
48/80, Alcool
Venins
Hyménoptères, Serpents
Médicaments
Aspirine, Polymyxine B, Curares, Produits de contraste
iodés…
III- Quelques applications cliniques
 Diagnostic d’allergie médicamenteuse et alimentaire
o Le test de dégranulation des basophiles humains (TDBH) n’est plus utilisé, car peu fiable car le
nombre de cellules est insuffisant.
o Le test de libération d’histamine en présence d’allergène est plutôt utilisé en recherche, car
c’est un examen de laboratoire long et délicat, à pratiquer sur le sang total frais.
o Le test d’activation des basophiles (BAT - basophil activation test) analyse par cytométrie de flux
l’activation in vitro des basophiles du patient allergique :
 Après incubation avec les médicaments à différentes dilutions.
 Les basophiles sont marqués avec des anticorps anti-IgE.
 Leur activation est détectée avec des anticorps monoclonaux anti-CD63 ou anti-CD203c.
Le cytomètre de flux est un matériel couteux, utilisé en immunologie, en hématologie et en
oncologie. Il se compose d’un laser, d’un système optique et de matériel électronique qui amplifie
et transforme les signaux lumineux ainsi que d’un ordinateur pour l’analyse et l’archivage des
données. Ce test est en cours de validation, pour les médicaments.
 Dosage de la tryptase sérique
Après un accident anaphylactique aux produits de contraste iodés ou lors d’une anesthésie
générale, pour le différencier d’un choc cardio-vasculaire, on dose la tryptase sérique, marqueur
spécifique de la dégranulation mastocytaire. Elle a une 1/2 vie plasmatique de 2 h et une cinétique
sérique bien déterminée :
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
44
o Elévation du taux pendant les 15-30 mn suivant l’accident.
o Plateau pendant 60 mn.
o Régression lente en 12-24h.
Le prélèvement de 10 ml de sang est conservé à 4°C pendant plusieurs heures.
Le taux normal < 2 ng/ml (Unicap Pharmacia).
 Thérapeutique
Cromoglycate disodique
Substance inhibitrice de la dégranulation des mastocytes par blocage d’un canal chlore et
diminution de l’afflux calcique intra-cellulaire, c’est le traitement de base de l’allergie oculaire ou
nasale: collyres: Opticron, Cromoptic…, pulvérisations nasales : Lomusol.
Anti-IgE (Omalizumab: Xolair)
Anticorps de souris anti-IgE, humanisé, qui en complexant les IgE libres sériques, empêche
l’agrégation des récepteurs IgE et l’activation des cellules porteuses de ces anticorps, donc la
libération des médiateurs de l’hypersensibilité immédiate. Ce produit est proposé sous-forme
injectable, en complément des thérapeutiques habituelles, dans les asthmes allergiques sévères,
résistants au traitement médical bien conduit.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
45
Bibliographie
1.
Arock M. Similitudes et différences entre les mastocytes et le polynucléaire basophile. Rev.
Fr. Allerg. Immunol. Cl. 2004; 44: 23-36.
2.
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Devassoux G. Le basophile humain et la réponse immunitaire. Rev. Fr. Allerg. Immunol. Cl.
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6.
Mécheri S. activation immunologique et non immunologique du mastocyte EJD Book Series
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Hausmann OV Tha basophil activation test in immediate6type drug allergy. Immunol. Allergy
Clin. North Am. 2009; 29: 555-6.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
46
Chapitre 3-f
Eosinophiles
(Michèle RAFFARD)
L’éosinophile sanguin et tissulaire est « l’image de marque » des maladies parasitaires et
allergiques, asthme, rhinite, conjonctivite, dermatite atopique et certaines urticaires. Il est
également actif dans l’alvéolite broncho-pulmonaire, la polypose nasale, la rhinite non allergique à
éosinophile, les vascularites avec ou sans asthme associé, maladies non IgE dépendantes ainsi
que dans le syndrome hyperéosinophilique et certaines hémopathies.
Les médiateurs pro inflammatoires qu’il libère, sont la cause de dommages tissulaire plus ou
moins sévères. Les traitements qui contrôlent le taux d’éosinophiles, améliorent la
symptomatologie et évite les dégâts collatéraux (atteinte cardiaque).
Son rôle dans la défense immunitaire, comme phagocyte et régulateur des réponses
inflammatoires, en particulier dans l’élimination des parasites et dans la réaction allergique
immédiate, est étroitement lié a :
- La grande variété des récepteurs membranaires exprimés à la surface
o pour  les immunoglobulines
o pour  le complément
o pour  les cytokines
- La libération après stimulation de
o médiateurs cytotoxiques
o médiateurs lipidiques
o cytokines
L’éosinophile joue un rôle dans divers autres mécanismes immunopathologiques ce qui explique
sa grande hétérogénéité cytologique et fonctionnelle. Il est un émetteur et un récepteur de
nombreux messages de la réponse immune normale et pathologique.
Caractéristiques morphologiques
L’éosinophile (PNE : PolyNucléaire Eosinophile) sanguin, cellule de 10 à 14 µm à noyau bilobé
contient des granules caractéristiques colorés en rouge orangé par l’éosine, colorant acide ; son
taux normal est de moins de 500 éléments par mm³. La numération des PNE sanguins n’est pas le
reflet du taux tissulaire qui est beaucoup plus important, il n’existe pas toujours de corrélation
stricte entre le niveau d’une hyper éosinophilie sanguine et le risque éventuel d’une atteinte
viscérale dépendante des PNE.
Les granules contiennent des protéines basiques :
• . MBP (Major Basic Protein),
• . ECP (Eosinophil Cationic Protein),
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
47
• . EPO (Eosinophil Peroxydase Protein)
• . EDN (Eosinophil-derived neurotoxin)
Dans les granules une formation cristalline centrale, opaque aux électrons, est formée de MBP
(Major Basic Protein) La périphérie de ce cristal contient les 3 autres protéines basiques.
D’autres granules plus petits contiennent de nombreuses enzymes :
• . Arylsulfatase B
• . Phosphatase acide
D’autres structures sont visualisables en microscopie électronique :
• . Corps lipidiques
• . Particules de glycogène
• . Vésicules
• . Tubules
A la face interne de la membrane plasmique est localisée la lysophospholipase qui est la protéine
formant les cristaux de Charcot-Leyden.
Le PNE a été découvert en 1879 par Paul Ehrlich et longtemps mis de côté, mais à l’aube du
XXIème siècle, on découvre que le PNE possède de multiples potentialités : il peut exercer des
fonctions de cellule présentatrice d’antigène, de cellule régulatrice, de cellule effectrice. Celles-ci
sont mis en évidence par l’identification de plusieurs sous population d’éosinophiles ayant des
fonctions différentes. On distingue des éosinophiles normo denses et des éosinophiles
hypodenses, ou activés. Cette hypodensité, témoin de l’activation cellulaire a plusieurs origines :
- Diminution du nombre des granules.
- Diminution de la taille des granules.
- Augmentation des corps lipidiques.
Récepteurs membranaires des PNE
Les PNE expriment de très nombreux récepteurs de membrane. L’action conjuguée de facteurs
chimiotactiques et de molécules d’adhérence exprimées à la surface du PNE conditionne sa
migration vers certains tissus cibles.
Le PNE mature quitte la moelle pour le sang et les tissus, notamment les muqueuses respiratoires
et digestives. Ces localisations sont déterminées par l’action coordonnée de facteurs
chimiotactiques et de molécules d’adhérence exprimées à la fois, à la surface du PNE et sur les
autres surfaces de contact.
L’afflux tissulaire des éosinophiles est en relation avec une production locale accrue des facteurs
chimiotactiques qui induisent le recrutement et la mobilisation.
Récepteurs des molécules d’adhérence
Les molécules d’adhérence sont présentes sur les PNE, elles interviennent dans les muqueuses,
lors de la mobilisation active et du recrutement tissulaire, appelés domiciliation (de l’anglais
homing*) des PNE.
Après une phase de décélération des PNE à la surface de l’endothélium (phénomène de
« rolling »), ils adhèrent plus fortement à l’endothélium (phénomène de « flattening »), ils migrent à
travers l’endothélium et la cellule entre en contact avec les éléments de la matrice extracellulaire.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
48
Au cours de toutes ces étapes, interviennent respectivement sélectines, intégrines et membres de
la super famille des immunoglobulines (ICAM, VCAM).
Récepteurs des immunoglobulines
Les récepteurs pour les immunoglobulines permettent au PNE de fixer les anticorps
- FcRII (CD32) : récepteur de faible affinité pour les gammaglobulines.
- FcR : récepteur pour l’IgA monomérique.
- FcRII (CD23) : récepteurs de faible affinité pour les IgE.
- FcRI : récepteurs de forte affinité pour les IgE dans certains syndromes d’hyper éosinophilie.
Autres récepteurs du PNE
Le PNE exprime des récepteurs sensibles à l’action de facteurs chimiotactiques très variés :
- Anaphylatoxines : C5a et C3a (complément)
- Cytokines :IL-3R, IL-5R, IL-8R, GM-CSFR
- Chimiokines : C-C chimiokines …
- ECF-A
- LTB4 et PAF-acéther
- Histamine, glucocorticoïdes, estradiol…
Maturation
Facteurs de croissance des éosinophiles
Le PNE aurait un progéniteur commun avec le basophile, issu comme tous les granulocytes de
progéniteurs myéloïdes (CMP) qui engendrent les GMP (granulocytes-macrophages progenitors)
dans la moelle osseuse.
Facteurs de croissance et cytokines qui jouent un rôle prépondérant, dans la différenciation des
PNE, dans la moelle osseuse :
- IL-3,
- GM-CSF
- IL-5.
Le cycle médullaire dure de 4 à 6 jours puis après un court passage sanguin (1/2 vie de 24h) le
PNE migre vers sa localisation tissulaire pour quelques jours (2 à 6 jours).
La proportion de PNE circulants est d’environ 1%, les 99% restants sont tissulaires, en majorité
dans l’intestin, ils sont absents de la peau et rares dans le poumon.
Chez le sujet allergique, des progéniteurs communs aux basophiles et aux éosinophiles ont été
détectés dans le sang, ce phénomène est amplifié après test de provocation allergénique et serait
lié à l’IL-5.
Dans l’asthme les lésions de la muqueuse bronchique et la pérennisation de la réaction
inflammatoire (phase retardée) paraissent associées à l’afflux d’éosinophiles activés.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
49
Médiateurs préformes et néoformes
Médiateurs préformés ou cytotoxiques
Les médiateurs cytotoxiques sont 4 protéines basiques contenus dans les granules. Elles sont
essentiellement toxiques pour certaines cellules comme elles le sont pour les larves de parasites
la MBP (Major Basic Protein), la plus importante
- a une puissante toxicité envers les parasites et certaines bactéries
-
est cytotoxique pour les cellules épithéliales trachéales, intestinales et épidermiques
-
active les plaquettes et les polynucléaires neutrophiles
-
provoque une histamino-libération des mastocytes et des basophiles
l’ECP : Eosinophil Cationic Protein
-
a une toxicité antiparasitaire 10 fois plus importante que la MBP
-
a une activité ribonucléase faible
-
est toxique envers les cellules épithéliales bronchiques
-
est toxique envers les cellules cardiaques
-
inhibe la prolifération lymphocytaire
-
provoque une histamino-libération des mastocytes et des basophiles
l’EPO : Eosinophil Peroxydase Protein
-
a une cytotoxicité envers les cellules épithéliales bronchiques
-
a une action bactéricide, antiparasitaire, anti-tumorale
-
provoque une histamino-libération des mastocytes et des basophiles
-
inactive la production des leucotriènes LTC4
-
agit sur le peroxyde d’hydrogène qui se convertit en dérivés toxiques
l’EDN : Eosinophil-derived neurotoxin
-
a une puissante activité neurotoxique
-
a une puissante activité ribonucléasique
-
a une faible toxicité antiparasitaire
-
inhibe la prolifération lymphocytaire
Médiateurs lipidiques
Le PNE est la source mais aussi la cible de nombreux médiateurs lipidiques.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
50
Dans le PNE activé, on constate un nombre accru de corps lipidiques. La voie de la lipoxygénase,
à partir de la phospholipase A2, est prédominante avec la production de LTC4 converti en LTD4 et
LTE4, libérés dans l’environnement cellulaire.
Le PNE activé synthétise du PAF-acether qui est très actif sur le PNE (chimiotactisme,
dégranulation…) sous le contrôle de l’acéthylhydrolase.
Cytokines et chimiokines
Le PNE stocke et synthétise de nombreuses cytokines et chimiokines. Il en est aussi la cible. Une
boucle autocrine d’activation, s’ajoute donc aux effets paracrines des médiateurs libérés au sein
du foyer inflammatoire.
Le PNE est producteur de :
- TNF et IL4  activation des cellules endothéliales dons expression des molécules
d’adhérence.
- IL-16 et éotaxine  agit sur le recrutement des lymphocytes T CD4+ ou sur certains TH2.
- IL-4  effets sur lymphocytes B  commutation de classe vers l’IgE.
- IL-8  neutrophiles.
- IL-9 et SCF  mastocytes.
Enzymes et dérivés de l’oxygène
Le PNE synthétise et libère de nombreuses enzymes : arylsulfatase, phospholipase D,
collagénases…
La stimulation du PNE génère des radicaux libres, dérivés de l’oxygène, potentiellement toxiques :
- Anion super oxyde (O2-).
- Radical hydroxyle (OH-).
- Eau oxygénée (H2O2).
Ainsi le PNE peut être engagé dans de multiples interactions avec les cellules résidentes ou
recrutées du voisinage.
Activation des éosinophiles tissulaires
Les éosinophiles activés présentent une augmentation du nombre des corps lipidiques, des
granules et des structures vésico-tubuleuses, ils sont dits hypodenses.
Les PNE sont attirés lors de la réaction allergique par les médiateurs lipidiques tels que les
leucotriènes notamment LTB4 mais aussi LTD4 et LTE4 et les prostaglandines comme PGD2.
Ces médiateurs sont libérés par les mastocytes qui ont dégranulé après le pontage entre les
allergènes et les IgE à leur surface.
Toutes les cellules impliquées dans la réaction allergique produisent des facteurs chimiotactiques
ayant des effets plus ou moins sélectifs sur les PNE. Les mastocytes produisent des C-C
chimiokines ainsi que les cellules dendritiques, les cellules endothéliales et les fibroblastes.
Tous les signaux d’activation ne sont pas complètement identifiés, ils peuvent aboutir à la
libération globale des médiateurs par exocytose des granules ou à la libération sélective appelée
« piece-meal degranulation » ou dégranulation pas-à-pas.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
51
La survie des PNE dans les tissus dépend de l’engagement des récepteurs de surface pour des
facteurs de croissance, des cytokines (GM-CSF, IL5), ou de l’activation de molécules de surface
(CD32, CD9).
Une fois sur place l’éosinophile peut exprimer ses propres cytokines de croissance et de
maturation en particulier :
- GM-CSF
- IL-5 l’interleukine la plus caractéristique du PNE qui intervient dans
o le chimiotactisme
o la réponse à la dégranulation adhésion
o la cytotoxicité
o la maturation
- C-C chemokines dont le CCR3
En revanche d’autres signaux membranaires (CD95, CD69, TGF-) peuvent induire sa mort
programmée : apoptose. Si cette lyse est dans le cadre d’une réaction pro inflammatoire elle est
néfaste pour le tissu, elle s’accompagne de dépôts de granules et de leurs produits toxiques, il
s’agit d’un processus nécrotique.
Toutes ces interactions cellulaires à de multiples niveaux expliquent les réactions immédiates et
retardées de la réaction allergique avec la pérennisation de l’inflammation instaurant une maladie
chronique. Ces mécanismes mettent en évidence le rôle délétère des PNE.
Applications cliniques
- Lavage Broncho Alvéolaire : augmentation des éosinophiles dans le liquide de lavage bronchique
chez l’asthmatique.
Lavage broncho alvéolaire chez 10 sujets sains comparés à 43 asthmatiques = passage de 0,1 
0,3 à 2  3,3 éléments (Bousquet 1990).
 Hyper éosinophilie réactionnelle
-
-
-
Parasitaires
o
Helminthiases digestives ou tissulaires
o
Aspect caractéristique de la courbe d’HE sanguine
o
Syndrome de Loeffler
Allergiques
o
Souvent modérée, fluctuante, localisée dans les tissus
o
Asthme, rhinite, eczéma atopique
o
Aspergillose broncho-pulmonaire
Maladies systémiques, vascularites
o
Pneumopathie Chronique Idiopathique à éosinophiles : Maladie de Carrington
o
Angéite de Churg et Strauss

-
AFVP
Asthme sévère + forte hyper éosinophilie sanguine
Médicamenteuses voir Tableau 1
Monographie – Maladies allergiques
52
-
o
Association de manifestations cutanées et respiratoires
o
Anti-infectieux, anti-inflammatoires, psychotropes, hypoglycémiants,
anticoagulants…
o
< http://www.biam2org/index.html
Cancers
o
Carcinomes pulmonaires
o
Hémopathies malignes
 Hyper éosinophilies dites « primitives »
Anomalies clonales des processus de régulation de l’hématopoïèse qui sont souvent
persistantes et font craindre le développement d’une hémopathie sous-jacente.
Tableau 1. Médicaments et hyperéosinophilie. Tonnel in Rev Prat 2000.
•
Agents anti-infectieux
•
•
Anti-inflammatoires
•
•
Antidépresseurs, Anti-épileptiques, Neuroleptiques
Médicaments à tropisme cardio-vasculaire
•
•
AINS, Acide acétylsalicylique
Médicaments du système nerveux
•
•
Pénicillines, Cyclines, Quinolones, Métronidazole, Sulfamides
Amiodarone, Captopril clofibrate, β-bloquants
Agents antirhumatismaux
•
Sels d’or, Sulfasalazine, pénicillamine
•
Agents hypoglycémiants
•
Cytokines recombinantes
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
53
Chapitre 3-g
Cytokines et molécules d’adhérence
(Michèle RAFFARD)
Les cytokines sont une grande famille de médiateurs solubles, hétérogènes qui régule les
communications entre les cellules. Elles comprennent interleukines (IL), chimiokines, facteurs de
croissance et INF (INterFéron).
Les interleukines (IL)
Les lymphocytes activés ont des récepteurs membranaires et synthétisent des interleukines qui
sont des glycoprotéines de poids moléculaire compris entre 8 et 70 kDa ayant un nombre d’acides
aminés allant de 77 à 180. Elles agissent à de très faible concentration (nano ou picogramme)
avec un mode endocrine, autocrine ou paracrine. Leur activité est pléiotropique : effet différent
pour une même cytokine selon la cible mais différentes cytokines peuvent avoir une même activité
et agissent également en réseau. Messagers entre lymphocytes elles sont dépourvues de
spécificités antigéniques. Plus d’une trentaine sont identifiées, certaines sont plus spécialisées
dans la médiation de la réaction allergique.
IL-4 et IgE
L’Il-4 a de nombreuses propriétés biologiques dont l’orientation de la commutation des
immunoglobulines vers la synthèse d’IgG4 et d’IgE, elle stimule donc la production des anticorps
de l’allergie immédiate. Elle peut être stockée dans le mastocyte qui la libère lorsqu’il est stimulé.
IL-5 et éosinophiles
L’IL-5 est un facteur d’activation et de recrutement principalement pour les éosinophiles. Elle a une
action chimiotactique sur les éosinophiles et induit la sécrétion de radicaux libres de l’oxygène. Elle
prolonge leur survie en réduisant leur apoptose.
Plusieurs Anti-IL-5 ont été étudié pour traiter le syndrome hyperéosinophile et la polypose nasale.
IL-10 et tolérance immunitaire
L’IL-10 a une activité pléiotrope et stimule les T régulateurs (Tr1), elle intervient lors de
l’immunothérapie spécifique.
Les chimiokines
Les chimiokines sont des molécules de petit poids moléculaire, ayant des résidus cystéinés,
agissant de façon non spécifique sur les cellules. On distingue les chimiokines  et β.
Les chimiokines  ou CXC (2ères cystéines séparées par un acide aminé) comprennent, entre
autre, l’IL-8 qui attire les neutrophiles.
Les chimiokines β ou CC (2ères cystéines sans acide aminé) comprenant le RANTES (Regulated
upon Activation Normal T cell Expressed and presumably Secreted) ainsi que l’éotaxine qui joue
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
54
un rôle de premier plan dans l’inflammation allergique en recrutant les éosinophiles grâce à leur
récepteur CCR3 et ayant également une action autocrine, augmentée en présence d’IL-3.
Les molécules d’adhérence
Les molécules d’adhérence intercellulaire représentent un système complexe groupant des
molécules hétérogènes entre elles, jouant un rôle dans le trafic des cellules de l’immunité,
lymphocytes, basophiles et éosinophiles qui à partir du sang nécessite une migration organisée.
Après une phase d’adhésion à l’endothélium vasculaire, les cellules traversent la barrière capillaire
et migrent vers le tissu conjonctif sous muqueux des organes puis se dirigent vers un épithélium
de surface. Ces molécules contribuent à l’adhérence, au recrutement puis au routage des cellules
de l’inflammation vers les tissus. On peut distinguer les sélectines, les cadhérines, les intégrines et
la superfamille des immunoglobulines.
- Les sélectines ralentissent les leucocytes dans le courant sanguin et les font rouler le long de la
paroi des vaisseaux, par exemple la P-Sélectine est exprimée en quelques minutes par
l’histamine.
- Les cadhérines dépendantes du calcium sont dans les épithéliums.
- Les intégrines β1 et β2 comme LFA-1 (Leucocyte Function associated Antigen 1) et Mac-1,
sont des hétérodimères, permettant l’adhésion à la paroi des vaisseaux et la migration vers le site
inflammatoire, leur régulation fonctionnelle est particulièrement complexe.
- La superfamille des immunoglobulines comprend plus de 50 éléments, formés de glycoprotéines
dont la structure se rapproche de celle des chaînes lourdes des immunoglobulines. Les plus
impliquées dans la réaction inflammatoire sont l’ICAM-1 (IntraCellular Adhesion Molecule 1)
récepteur des β2-intégrines LFA-1 et Mac-1 et la VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1) qui
intervient dans les phénomènes de recrutement des leucocytes, principalement les éosinophiles,
sur les sites inflammatoires et dans la migration des lymphocytes.
Les nombreux médiateurs libérés au cours de la réaction allergique immédiate sont connus pour
moduler in vitro l’expression des molécules d’adhérence.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
55
Chapitre 3-h
Les mediateurs de l’allergie IgE dépendante
(Michèle RAFFARD)
Les médiateurs de l’allergie sont libérés initialement par les mastocytes muqueux, lors de la
réaction allergènes/IgE. Ces mastocyte contiennent des médiateurs préformés, stockés dans les
granules cytoplasmiques : l‘histamine, la tryptase et certaines interleukines, puis d’autres
médiateurs néoformés: les leucotriènes, les prostaglandines et le PAF (Platelet Activating Factor).
L’histamine
L’histamine est synthétisée par décarboxylation de l’histidine à la base des manifestations
allergiques, elle provoque le prurit nasal et cutané, la rhinorrhée et les éternuements, elle
augmente la perméabilité vasculaire cutanée et bronchique, l’œdème des muqueuses et facilite le
passage d’autres cellules et du plasma à travers les vaisseaux. Elle est très vite métabolisée.
La tryptase
La tryptase est un métabolite de l’histamine qui a une durée de vie plus longue et permet certains
dosages plusieurs heures après un accident allergique lors d’un examen radiologique avec
injection d’un produit de contraste iodé, ou au cours d’une anesthésie générale. Ce dosage permet
de faire la distinction entre un accident cardio-vasculaire et allergique.
Les leucotriènes (LTB-4, LTC-4, LTD-4, LTE-4) :
Les leucotriènes sécrétées par des cellules de la lignée blanche, les basophiles et les mastocytes,
ont une activité inflammatoire et broncho constrictrice, ils sont issus de l’acide arachidonique par la
voie de la lipo-oxygénase (Schéma 1).
Les prostaglandines (Schéma I), PGE2 et PGD2
Les prostaglandines sont respectivement bronchodilatatrice et broncho constrictrice, issues de
l’acide arachidonique par la voie de la cyclo-oxygénase (COX1 et COX2).
Le PAF (Platelet Activating Factor)
Le PAF a une activité inflammatoire très brève sur les plaquettes.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
56
Schéma 1. Pl Demoly in Allergologie CD-ROM 2006.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
57
Chapitre 3.l
Les mécanismes de l’inflammation
(Anh-Tuan Dinh-Xuan, Sy Duong-Quy
Thong Hua-Huy, Nhat-Nam Le-Dong)
Le phénomène inflammatoire est connu depuis près de vingt siècles grâce à la description
princeps faite dès le début de notre ère par Celsus (30 avant J.-C à 38 après J.-C.) des 4 signes
cardinaux de l’inflammation que sont la rougeur, la tuméfaction, la chaleur et la douleur. Le
traitement anti-inflammatoire est également employé depuis près de trois siècles avec l’utilisation
par Fontana (en 1825) et Gerhardt (en 1853) du saligenol Ŕ un extrait de l’écorce de saule dont
dérive l’acide salicylique Ŕ pour traiter douleur et fièvre, deux des quatre signes cardinaux de
l’inflammation. Ainsi, contrairement à bon nombre de maladies « vedettes » de ce début du vingt et
unième siècle, le phénomène inflammatoire, tant dans sa description que pour son traitement,
n’est donc pas de découverte récente. Cependant, bien que familière, l’inflammation reste
imparfaitement comprise à cause du nombre et de la complexité des mécanismes moléculaires et
cellulaires qui la sous-tendent. Cette courte mise-au-point ne nous permettra qu’évoquer certains
de ces mécanismes, dont la description complète nécessite des ouvrages entiers [1]. Nous nous
efforcerons surtout de redéfinir la place de l’inflammation dans la réponse cellulaire et tissulaire
face aux agressions exogènes (et/ou endogènes). Nous essaierons également de mieux
comprendre les mécanismes responsables de la pérennisation de l’inflammation de la muqueuse
respiratoire et les conséquences de celle-ci sur les maladies telles que l’asthme, la bronchite
chronique ou la rhinite.
Inflammation : un phénomène ubiquitaire aux aspects multiples
Présente aussi bien chez les mammifères que chez des métazoaires primitifs, l’inflammation est
un phénomène à la fois universel (touchant plusieurs espèces) et ubiquitaire (affectant plusieurs
organes, au sein d’une même espèce). Ainsi, c’est grâce à une réaction inflammatoire de type
« primitif » (avec mélanisation et afflux des hémocytes) que les insectes parviennent à se défendre
efficacement contre de nombreux agents pathogènes [2]. La réaction inflammatoire est beaucoup
plus élaborée chez les mammifères, avec un degré de complexité qui culmine dans l’espèce
humaine où elle varie en fonction de l’agent causal, du type tissulaire et du contexte
physiopathologique environnant. L’inflammation fait ainsi partie de pratiquement toutes les
affections touchant l’être humain, intervenant dans des domaines aussi divers que les réponses
immunitaires et allergiques ou les processus infectieux et néoplasiques. Le tableau clinique de
certaines maladies génétiques peut même être en grande partie déterminée par l’importance du
phénomène inflammatoire collatéral. C’est ainsi le cas de la mucoviscidose, maladie génétique
dont la sévérité est fortement liée à l’importance des phénomènes inflammatoires des voies
aériennes.
La réponse inflammatoire peut donc revêtir plusieurs formes selon le type de tissus et/ou
d’organes impliqués. Au sein d’un même organe, tel que l’appareil respiratoire, l’expression
symptomatique de l’inflammation peut également varier, allant du simple écoulement nasal jusqu’à
la toux rebelle en passant par l’obstruction bronchique sévère. Cette dernière peut être plus ou
moins favorisée par une hyper-réactivité bronchique préexistante, elle-même l’expression d’une
inflammation bronchique sous-jacente. Malgré la diversité des symptômes cliniques et la
complexité des interactions moléculaires, la séquence d’événements menant à la réaction
inflammatoire demeure relativement constante, se déroulant en quatre étapes.
AFVP
Monographie – Maladies allergiques
58
Première étape
Elle est caractérisée par l’apparition des signaux initiateurs de l’inflammation. Selon leurs natures,
ces signaux initiateurs peuvent être d’origine physique (radiations ou traumatismes) ou chimique.
Les signaux initiateurs d’origine chimique peuvent être eux-mêmes classés en signaux immunoallergiques (antigènes ou allergènes) ou infectieux (bactéries, virus ou levures).
Deuxième étape
En réponse au stimulus inflammatoire initial (signal initiateur), les cellules élaborent une série de
réactions dont les plus précoces font intervenir des phénomènes dits « de surface ». Ces
phénomènes sont ainsi appelés car les premières réactions cellulaires aboutissent à une
accumulation extra-vasculaire de cellules sanguines (normalement circulantes) qui nécessite une
réorganisation moléculaire et l’apparition de nouvelles molécules (dites d’adhérence) à la surface
des membranes cellulaires. Cette redistribution tissulaire permet à des cellules pro-inflammatoires
de quitter le secteur vasculaire (par diapédèse) pour aller dans le secteur interstitiel où elles vont
s’accumuler.
Le rôle des macrophages dans l’inflammation des voies aériennes induite par la fumée de
cigarettes chez des patients atteints de bronchite chronique est, à cet égard, exemplaire (Figure
1). En réponse aux agents agresseurs, les macrophages libèrent des facteurs chimiotactiques
(NCF, IL-8, LTB4, etc…) attirant ainsi d’autres cellules inflammatoires, notamment les
polynucléaires neutrophiles, vers le site de l’inflammation. Ces dernières représentent une source
cellulaire majeure de protéases (élastases, cathepsines, métalloprotéases) dont le rôle
physiologique est la destruction protéolytique des aérocontaminants. L’action lytique des protéases
est normalement neutralisée par celle des anti-protéases qui peuvent se retrouver en déficit, soit
de façon relative (en cas d’agressions répétées), soit de façon absolue (maladie génétique). Le
déséquilibre qui en résulte favorise non seulement la persistance de l’inflammation mais aussi et
surtout la mise en place de façon durable les mécanismes de destruction tissulaire et de
modifications fonctionnelles (hypersécrétion bronchique, œdème pariétale) à l’origine du passage
à la chronicité de l’obstruction bronchique (Figure 1).
Aux modifications vasculaires habituellement décrites, s’ajoute la participation d’une composante
nerveuse qui s’intègre de façon coordonnée dans la réponse inflammatoire globale des tissus et des
organes [3]. La survenue et la persistance de l’inflammation neurogénique sont médiées par la
libération et l’action de nombreux neuromédiateurs peptidiques. Ces neuropeptides (substance P,
tachykinines, etc…) agissent non seulement sur des cellules cibles vasculaires et bronchiques, mais
également sur des cellules immunitaires, amplifiant ainsi la réaction inflammatoire et favorisant sa
persistance et son passage à la chronicité. Ceci est particulièrement vrai au niveau des voies
aériennes supérieures et des bronches expliquant le rôle potentiellement important de l’inflammation
neurogénique dans la pérennisation des affections comme la rhinite [4] ou l’asthme [5].
Troisième étape
La limitation ou, au contraire, l’amplification de la réponse inflammatoire initiale caractérise la
troisième étape et détermine l’évolution vers la guérison ou, à l’inverse, la persistance de
l’inflammation et son passage à la chronicité.
En réponse à un stimulus initiateur causal, l’évolution normale, physiologique, d’une réaction
inflammatoire est la résolution à terme de celle-ci. Cette résolution passe par deux séries
d’élimination, d’abord celle de l’agent causal, contre lequel luttent les cellules inflammatoires, puis
celle des cellules inflammatoires, une fois l’agent causal éliminé. L’élimination des cellules
inflammatoires devenues inutiles en l’absence d’agent causal est possible grâce au phénomène
d’apoptose (ou mort cellulaire programmée) (cf. infra). Un défaut d’apoptose des cellules
inflammatoires de l’organisme entraîne alors logiquement la persistance de l’inflammation.
Quatrième étape
La guérison (ou l’installation) d’une inflammation chronique, conditionne l’évolution favorable (ou
défavorable) de la quatrième et dernière étape.
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Monographie – Maladies allergiques
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Les facteurs de
inflammatoires
transcription :
point
de
convergence
des
signaux
Un des points essentiels reliant la diversité des signaux et la multiplicité des molécules proinflammatoires, d’un côté, et la remarquable constance de l’efficacité d’une seule classe
d’hormones anti-inflammatoires (les glucocorticoïdes), de l’autre, a trait à l’existence de protéines
particulières, les facteurs de transcription. Ces derniers peuvent à la fois jouer le rôle de
commutateurs de la signalisation cellulaire et servir de cibles thérapeutiques privilégiés pour des
agents anti-inflammatoires. Les facteurs de transcription jouant un rôle important dans
l’inflammation des voies aériennes sont le facteur nucléaire NF-кB [6] et la protéine activatrice 1
(activator protein-1, AP-1) [7].
NF-кB
Le NF-kB est un hétérodimère formé de deux sous-unités (p50 et p65), toutes deux liées à une
protéine inhibitrice (IкB) dont le rôle essentiel est d’empêcher l’entrée de NF-кB dans le noyau [6].
De nombreuses molécules portant le signal inflammatoire agissent sur la cellule cible en activant
des enzymes spécialisés, les protéines kinases membranaires et/ou cytosoliques, dont la fonction
est d’induire la phosphorylation d’IкB et sa transformation en substrat préférentiel pour les
protéasomes [8]. La protéolyse d’IкB par ces dernières libère NF-кB qui peut désormais traverser
la membrane nucléaire et entrer dans le noyau pour y activer la transcription de gènes spécifiques.
Les protéines codées par des gènes dont la transcription est contrôlée par NF-кB sont
nombreuses et appartiennent, pour la plupart, au groupe des cytokines pro-inflammatoires
(Tableau 1). Notons que la disparition d’IкB de la cellule n’est que transitoire car, une fois activé,
NF-кB stimulera la transcription du gène IкB [9]. La réapparition de la protéine inhibitrice IкB dans
la cellule arrête la transcription des gènes dépendants de NF-кB par la reconstitution du complexe
inactif NF-кB/IкB, permettant ainsi de fermer la boucle d’activation de NF-кB. Il est probable qu’une
partie des effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes passe également par la synthèse de
novo d'IκB dont la réapparition graduelle dans le cytosol permet la reconstitution progressive du
complexe protéique inactif NF-кB/IкB et, par conséquent, l'inhibition de NF-кB.
Tableau 1. Protéines codées par des gènes régulés par NF-κB.
Cytokines pro-inflammatoires
Facteur de nécrose tissulaire (TNF)-α
Interleukine (IL)-1β
IL-2
IL-6
IL-8
Facteur de stimulation des granulocytes et des macrophages (GM-CSF)
Enzymes pro-inflammatoires
NO synthase inductible
Cyclo-oxygénase 2
5-lipoxygénase
Phospholipase A2 cytosolique
Molécules d’adhérence
Molécule d’adhérence inter-cellulaire (ICAM)-1
Sélectine E
Protéines inhibitrices
IκB
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Monographie – Maladies allergiques
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La protéine activatrice 1 (activator protein-1, AP-1)
L’AP-1 est un autre facteur de transcription capable d’activer des gènes impliqués dans la réaction
inflammatoire (et la prolifération cellulaire). Un complexe AP-1 typique est constitué d’une sousunité c-Jun et d’une sous-unité Fos, liées par une glissière de leucine (leucine zipper) [10]. Chez
des patients ayant un asthme résistant aux corticoïdes, il semble qu’il y ait une liaison anormale
entre le complexe AP-1 et les récepteurs aux corticoïdes aboutissant à la séquestration intranucléaire de ces derniers [7]. Le complexe AP-1 peut être activé par des enzymes, en particulier
les protéines kinases spécifiques de la sous-unités c-Jun (Jun kinase, JNK). Sous sa forme
activée, AP-1 inhibe les récepteurs des corticoïdes et empêche ces derniers (même lorsqu’ils sont
liés aux corticoïdes) d’induire la transcription des gènes anti-inflammatoires [7].
L’apoptose : une
l’inflammation.
mort
programmée
nécessaire
à
la
résolution
de
L’apoptose (ou mort cellulaire programmée) est un processus physiologique dont le dérèglement
est à l’origine de nombreuses affections [11]. Schématiquement, on peut dire que l’apoptose est
une mort cellulaire « propre », caractérisée par une succession d’évènements ordonnés
aboutissant à la condensation de la chromatine et à la fragmentation de l’acide
désoxyribonucléique. Les mécanismes induisant, ou inhibant, l’apoptose font intervenir
essentiellement trois familles de protéines. Ces protéines furent d’abord identifiées grâce à l’étude
d’un des plus petits organismes pluricellulaires, le nématode Caenorhabditis elegans (C. elegans)
[12]. Ce ver transparent ne comporte que 1090 cellules parmi lesquelles 131 vont, au cours du
développement embryonnaire, invariablement mourir d’apoptose. L’analyse systématique de ces
131 cellules, dont le programme génétique doit contenir les gènes de mort cellulaire, a ainsi permis
d’identifier les principales protéines impliquées dans l’apoptose. Ces protéines peuvent être
schématiquement classées en deux familles : les protéines pro-apoptotiques et les protéines antiapoptotiques. Chez C. elegans, les protéines pro-apoptotiques sont codées par les gènes Ced-3 et
Ced-4, alors que le gène Ced-9 code pour une protéine anti-apoptotique. Les équivalents de ces
protéines dans l’espèce humaine sont maintenant identifiés [13].
Conclusion et perspectives
Les mécanismes inducteurs de l’inflammation de la muqueuse bronchique sont à la fois nombreux
et complexes [14, 15]. Pour comprendre ces mécanismes, nous pouvons certes essayer de les
dénombrer de façon systématique, tout en nous appliquant à rassembler les différentes pièces de
ce gigantesque et tentaculaire puzzle qu’est l’inflammation. Une autre approche possible
consisterait à identifier les mécanismes « primaires » : points de passage obligatoires pour des
processus « secondaires », plus nombreux mais moins importants. La logique d’une telle approche
étant basée sur l’hypothèse selon laquelle la maîtrise d’un des mécanismes primaires suffise à
contrôler l’ensemble des processus secondaires qui en dérivent et la réaction inflammatoire qui en
résulte. L’apoptose et les facteurs de transcription NF-κB et AP-1 semblent, pour des raisons que
nous venons d’invoquer, correspondre à de tels processus « fondamentaux ». Il est donc licite
d’essayer de les maîtriser afin de pouvoir mieux traiter les maladies inflammatoires de la
muqueuse respiratoire.
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Monographie – Maladies allergiques
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