UE9 - Immunologie
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UE9 - Immunologie Date : 15/04/2016 Promo : P2 2015/2016 Horaire : 8h30 - 10h30 Enseignant : Pr. Gasque Ronéistes : VENTURI Agnès RADET Kévin Mécanismes physiopathologiques des maladies auto-immunes (MAI) I. Réaction croisée entre pathogène et Ag du soi (SEP/MS) ►. La sclérose en plaques (SEP) ou Multiple Sclerosis (MS) 1. Introduction 2. Les cibles de la SEP 3. Les caractéristiques de la maladie 4. Incidence et prévalence 5. L'association entre maladie infectieuse et SEP 6. Les mécanismes de la SEP II. Libération des Ags séquestrés et modifiés (PR/RA) A) Epidémiologie B) Le mécanisme d’action C) L’évolution de la maladie D) Le diagnostic III. Libération des Ag séquestrés (et modifiés) (PR/RA) A) Epidémiologie B) Le mécanisme d’action C) Les conséquences de la maladie D) L’évolution de la Maladie E) Le diagnostic F) Traitement 1 L'objectif ici est de vous donner des éléments qui vont vous permettre de comprendre par rapport aux bases que vous avez maintenant, les spécificités de certaines maladies auto-immunes. Les 3 exemples des MAI qui vont suivre sont des maladies très fréquemment observées. La sclérose en plaque (SEP) est une MAI du SNC. Le Guillain-Barré, une MAI des nerfs périphériques → sujet d'actu par rapport au Zika et au Chikungunya qu'on a connu à la Réunion. Ces deux MAI représentent l'exemple classique du cours : réaction croisée. La polyarthrite rhumatoïde (PAR) est une MAI dont on bénéficie d'un large panel de traitements. Elle représente l'exemple type du mécanisme de libération et modification de nos propres antigènes qui vont devenir des auto-ag (ex de la vimentine citrunillée). I. Réaction croisée entre pathogène et Ag du soi (SEP/MS) ►. La sclérose en plaques (SEP) ou Multiple Sclerosis (MS) 1. Introduction La sclérose en plaques a été décrite pour la première fois en 1868 par Jean-Martin Charcot. La sclérose en plaques est la maladie auto-immune affectant le système nerveux central (et moelle épinière) la plus fréquente. L’incidence mondiale est de 3,2/100 000/an. La PAR est environ 10 fois plus fréquente. En 2008, entre 2 et 2,5 millions de personnes dans le monde sont atteintes avec des prévalences variant considérablement dans les différentes régions du monde et entre les différentes populations. En 2013, la sclérose en plaques est responsable de 20 000 décès dans le monde contre 12 000 en 1990. Malgré les traitements connus aujourd'hui, le nombre de décès ne diminue pas. La maladie débute généralement entre 20 et 50 ans et elle est deux fois plus fréquente chez les femmes. C'est une MAI associée aux maladies infectieuses. Vous pouvez faire une maladie infectieuse dans votre jeunesse mais faire votre SEP beaucoup plus tard. On voit sur cet IRM les plaques fléchées en rouge, qui constituent une destruction de la myéline au niveau de la substance blanche. Le nom de la sclérose en plaques se réfère à des cicatrices (plaques) retrouvées dans la substance blanche du SNC. Ces lésions altèrent la capacité des différentes parties du SNC, et engendrent de nombreux symptômes physiques et mentaux. La sclérose en plaques peut se présenter sous deux formes principales. - La forme rémittente évolue par poussées, caractérisées par l’apparition de troubles en quelques jours, pouvant régresser complètement ou non en quelques semaines grâce au traitement. Le patient sera paralysé, et suite au traitement il y aura une rémission, puis poussée, puis rémission…Il n'y a pas de forte paralysie. - La forme progressive est dépourvue de poussées et évolue inéluctablement peu à peu (paralysie). Destruction massive des gaines de myéline → perturbation importante des connexions nerveuses entre le cerveau et les organes impliqués dans le déplacement. 2. Les cibles de la SEP La SEP ne concerne pas uniquement les oligodendrocytes. 2 Les deux auto-antigènes principalement reconnus sont MBP et MOG. Mais les axones seront également impliqués, et il y aura une neurodégénerescence dans les formes graves et avancées. 3. Les caractéristiques de la maladie De la perturbation des conductions nerveuses entre le cerveau et les organes périphériques, il en résultera : - troubles de la vue et de la mémoire - perte d'équilibre - anomalies de la parole - incontinence - perte de sensations sexuelles - difficultés de marche, fourmillements A gauche, la version anglaise pour se familiariser avec la terminologie. 4. Incidence et prévalence Incidence de la SEP : 3,2/100 000/an Prévalence de la SEP : 58/100 000. Quant à la PAR, on est à 10 fois plus de prévalence. Concernant la SEP, on a une très forte distribution dans les pays nordiques (en terme de prévalence) : > 100/100 000. Cela concerne les États-Unis, Canada, Grande Bretagne, Allemagne… A la Réunion, il n'y a pas beaucoup de cas. Lorsqu'on voit ce genre de carte, on se pose la question du rôle de l'environnement dans l'initiation de la SEP. Automatiquement, on pense aux agents infectieux. IL y a une très forte association entre les maladies infectieuses et l'initiation de la SEP. Mais attention ! Ce n'est pas parce que vous avez une infection que vous aurez nécessairement une SEP ! 3 5. L'association entre maladie infectieuse et SEP On a prouvé cette association en modélisant la SEP chez des animaux. En l'occurrence, des virus tels que le Theiler's murine encephalomyelitis virus (TMEV) et le Semliki Forest virus (alphavirus voisin du virus du chikungunya) ont été injectés à l'animal, ont infecté leur SNC et ont donné à l'animal une maladie ressemblant beaucoup à une SEP, c'est le modèle de l'EAE = Encephalitis Allergic Experimentalis (google dit plutôt « Experimental Allergic Encephalomyeltis »...) Chez l'Homme, il existe également une association entre les Human Herpes virus dont HHV-6, on sait qu'ils ont un neurotropisme, et Epstein-Barr virus (EBV). Dans cette salle, 90 % d'entre vous ont eu l'EBV, et pourtant vous n'avez pas eu la SEP. Donc il existe un lien mais pas une association directe entre infection et SEP ! On soupçonne fortement HHV-6 d'être à l'origine de la SEP, car on sait aujourd'hui que lorsqu'on fait des autopsies de patients atteints de la SEP, on retrouve systématiquement l'HHV-6 dans les oligodendrocytes, qui fait le lien entre l'infection, l'oligodendrocyte qui devient la cible du système immunitaire. A partir du moment où le système immunitaire réagit contre le virus présent dans l'oligodendrocyte, on a une réaction indirecte dite « by stander » contre l'oligodendrocyte. Le SI en luttant à la base contre l'infection virale agit aussi contre l'oligodendrocyte qui va entrer en apoptose, libérer du MBP, du MOG, qui vont devenir des auto-antigènes potentiels pour initier la SEP. On fait l'association entre HHV-6 et la SEP parce qu'on retrouve des IgG et des IgM dans le sérum et dans le LCR des patients, ce qui indiquerait que des LB infiltrent le SNC (alors qu’ils ne sont pas censés s'y trouver) pour réagir contre le virus et ces mêmes lymphocytes seront capables de réagir contre les composés de la myéline. Un rappel de la classification des Herpes virus. Les deux qui vont nous concerner sont l'EBV et HHV-6, qui sont liés à des MAI. On verra plus tard que HHV-1 et CMV sont associés à d'autres MAI. Ces infections virales arrivent dans l'enfance, et pourtant la MAI survient entre 20 et 50 ans. C'est le temps qu'il faut au SI pour générer ces LT autoréactifs, le temps nécessaire aux LB de générer ces auto-AC sachant que ces événements sont extrêmement rares, il faudra attendre un certain temps pour qu'il y ait suffisamment de LT autoréactifs qui aient proliféré, que les acteurs soient suffisamment nombreux pour démarrer la MAI. Deuxièmement, les LT autoréactifs n'étant normalement pas capables de gagner le SNC. Il faut imaginer un événement secondaire dans le SNC qui provoque une destruction de la BHE. Ça reste rare. Ce qui est envisagé dans la SEP, on considère le schéma classique de la réaction croisée entre un antigène du soi et un virus. Vous avez des épitopes de protéines virales qui ressemblent beaucoup à des épitopes présents dans les protéines du soi (ici MBP et MOG). Donc un LT dirigé contre cet épitope viral, lorsqu'il aura l'occasion de franchir la BHE et de gagner le SNC, il réagira contre les cellules du SNC et induire la SEP. Ça reste un événement rare. 4 Des homologies soutiennent l'hypothèse de cette réaction croisée. On voit une homologie parfaite de la séquence en acides aminés entre MBP et le virus de l'hépatite B. Il existe une polémique sur une éventuelle association entre le vaccin de l'hépatite B et la survenue de la SEP → homologies entre protéines de l'hépatite B et les protéines de la myéline ? Cette homologie de séquence peut aussi être imparfaite et néanmoins conduire à des LT autoréactifs, c'est le cas entre MBP et EBV. Seulement quelques acides aminés sont conservés, mais l'homologie de structure est suffisamment importante pour que ces LT dirigés contre l'EBV reconnaissent la MBP. 6. Les mécanismes de la SEP Il y’a 3 mécanismes principaux d’initiation de la maladie. 1. Ce lymphocyte T autoréactif tout à gauche, dirigé à la base contre l'EBV par exemple, entre dans le SNC grâce à un événement rare de destruction de la BHE faite de cellules endothéliales en orange, fortement consolidée par les astrocytes et les péricytes. 2. Le LT interagit avec les macrophages périvasculaires du cerveau = les microglies (en mauve), et qui vont présenter l'antigène de la myéline à ces LT autoréactifs qui vont proliférer. On va également avoir l'infiltration de LB autoréactifs. Ils vont se transformer en plasmocytes et produire en rouge l'auto-AC. Celui-ci se fixe alors sur l'oligodendrocyte en vert et induit via le système de complément la lyse de la myéline et de l'oligodendrocyte. C'est l'activité démyélinisante de la SEP. 3. Les macrophages péri-vasculaires reconnaissent les AC fixés à la surface de la myéline et des oligodendrocytes via leur récepteur Fcγ. Ils vont donc phagocyter la myéline et donc des oligodendrocytes, ce qui contribue au processus de démyélinisation. 5 3’. Les microglies expriment des cytokines telles que TNFα qui est cytotoxique pour l'oligodendrocyte. On a également la présentation de la myéline phagocytée par les microglies aux LT autoréactifs Th1, et donc c'est le cercle vicieux : activation des LT→ activation LB → production d'auto-AC → production de cytokines …Si on a une très faible infiltration de ces LT, on aura une poussée de démyélinisation puis rapidement, une rémission quand les LT ne sont plus présents dans le SNC. Si on n'arrête pas le cercle vicieux, on aura à l'inverse une forme progressive avec de plus en plus d'infiltration de ces LT. Evidemment, ce ne sont pas les seuls mécanismes impliqués dans le Sclérose en Plaque. Retenez ce qu’il y a à droite de la diapo ci-dessus : 4 : vous aurez des lymphocytes T CD 8 qui sont spécifiques de l’oligodendrocyte auto-réactifs (à la base ils le sont contre l’EBV puis vont le devenir contre l’oligodendrocyte) et induire la destruction des oligodendrocytes par perforine –granzyme 5 : Les cellules TH 17, qui sont des cellules extrêmement activatrices du SI, extrêmement impliquées dans l’activité auto-immune et donc extrêmement impliqués dans la maladie auto-immune. C’est ce qui se passe dans la SEP, où on voit que ces LTH17 infiltrés dans le SNC produisent beaucoup d’IL-17 qui vont fortement activer le Système Immunitaire. Vous avez une très forte activation des cellules présentant l’Ag, qui vont donc présenter la myéline et ils vont entretenir l’activation des LT auto réactifs. NB : les TH1 produisent de TNF γ et qui sont pro-activateurs du SI. Les TH2 produisent plutôt del’IL-4 et d’IL-10 qui sont anti-inflammatoires et qui vont plutôt inhiber l’immunité. On était toujours sur cette classification jusqu’à il y a 5 ou 10 ans. Depuis quelques années, on a identifié cette nouvelle population de lymphocytes qu’on appelle les TH 17 (appelés ainsi car ils produisent l’IL 17). 6 : Vous avez la production par les astrocyte d’une substance qu’on appelle NO qui est extrêmement toxique pour les oligodendrocytes et les neurones 7 : Vous aurez des astrocytes (cellules gliales mature du SNC) qui produisent de glutamate. Il s’agit d’un acide aminé qui va se comporter comme un neurotransmetteur et qui va induire une forte apoptose des oligodendrocytes et des neurones. La production de glutamate est toxique pour les oligodendrocytes et les neurones, c’est pour ça que la Sclérose en plaque est une maladie qui va conduire inéluctablement à l’action démyélinisante par destruction des oligodendrocytes et également une maladie neuro-dégénératives car vous aurez une destruction des neurones par le NO et par le glutamate. 6 Le neurone n’est pas une cible de l’auto-immunité directement mais indirectement. Etant donné que vous avez un contexte inflammatoire qui s’installe dans le SNC et que les neurones sont de cellules extrêmement sensibles, aux molécules inflammatoires, elles vont mourir parce qu’il y a ce contexte inflammatoire qui s’installe dans le SNC. Dans un cerveau normal vous n’aurez en aucun cas des LT ou des LB., ni même la production TNF-α, de NO, de glutamate, d’IL-17, d’IFN γ, en aucune manière vous n’avez ce contexte inflammatoire. Vous avez déjà des microglies dont la fonction est de détruire les débris cellulaires qui s’accumulent, dans le cerveau. Tout ça c’est parce qu’à la base votre système immunitaire a reconnu un virus (à savoir l’EBV), il a voulu lutter contre lui, et le problème c’est que vous avez une protéine (telle la myéline) qui présente des homologies avec l’EBV. Dans ce cas-là le SI ne fait pas de différence, il pensait lutter contre l’EBV sans penser que ça atteindrait l’oligodendrocyte et ce sera d‘autant plus vrai si le virus gagne le SNC. Ceci est très difficile à prouver car au moment où le mécanisme immunitaire auto-immun se met en place, il est fort peu probable qu’a 50 ans le virus que vous avez eu à 2 ans soit encore dans le SNC. C’est pour ça que le lien entre maladie infectieuse et maladie auto-immunes est si difficile à prouver. 7. Traitement : Vous n’allez pas donner ces traitements mais c’est pour donner une idée de ce qui se fait aujourd’hui: - En première ligne on donne de l’IFN-β car c’est une substance bien tolérée et immunosuppressive qui va faire chuter la capacité des lymphocytes à proliférer et donc diminuer l’auto-immunité. - En deuxième ligne on utilisera des anticorps pour la thérapie. - Enfin en troisième ligne, le Mitoxantrone inhibe totalement la prolifération cellulaire, notamment des lymphocytes, mais c’est extrêmement toxique il n’est utilisé qu’en dernier recours. Cette diapo intervient juste pour vous donner une idée des traitements utilisés en 2014, depuis cette diapo a évolué… Le Natalizumab : (Mab = Monoclonal AntiBody) est un anticorps humanisé qui va bloquer la première étape à l’origine de la Sclérose en plaque, à savoir la pénétration des LT auto réactifs dans le SNC. Lorsque le lymphocyte T auto-réactif pénètre la BHE, il doit interagir et cette interaction passe en particulier par une molécule : l’intégrine α4-β1 ou VLA (Very Late Antichain 4) et qui va interagir par avec le ligand VCAM1, exprimé par les cellules endothéliales de la BHE. Donc vous avez une cellule endothéliale qui exprime une molécule d’adhésion, un récepteur porté par ces LT et l’interaction entre ces deux molécules va permettre l’entrée de ces LT auto-réactifs. Le Natalizumab agit en se fixant à VLA 4 et empêchant l’interaction entre le LT et la cellule endothéliale et ce qui l’entrée des LT auto réactif. 7 Il s’agit d’un anticorps humanisé donc on l’a obtenu cet anticorps on immunisant des souris et en faisant des monoclonaux. Le modèle de choix est la souris sauf que si vous injectez des anticorps de souris chez l’homme, ça reste une molécule étrangère, donc c’est un antigène. Vous allez produire des anticorps dirigés contre cette substance sensée avoir une activité curative et donc vous allez détruire cette substance. Pour éviter ce mécanisme, la première possibilité est de transformer par génie génétique le domaine d’Ig en une version humaine. On a aussi des anticorps humanisés entièrement, c’est à dire une souris chez qui on a injecté tous les gènes humains codant pour les Ig. Ça vaut une fortune! Cette souris qui va faire des formes humaines de ces anticorps. C’est une manière d’aller beaucoup plus vite dans l’obtention de ces Ac. Question d’étudiant : Finalement ce ne sont que les lymphocytes qui infiltrent la BHE, tout le processus se fait à l’intérieur, il n’y aura pas de recrutement des macrophages ? Réponse du savant : A partir du moment où la BHE a été endommagée (parce que inéluctablement lorsqu’on a le complément qui s’active pour rentrer dans le site), la cellule endothéliale à coté va subir l’effet du complément. Quand on aura un macrophage qui va venir phagocyter, il va venir phagocyter aussi ce qu’il y a autour, donc inéluctablement la BHE dans la Sclérose en plaque est fortement endommagée et son rôle de barrière n’existant plus les autres cellules vont rentrer, donc un mécanisme amplificateur Question d’étudiant : Concernant les maladies auto-immunes en générales, sont-elles toutes acquise ou y a-t-il forcément prédisposition génétique ? Réponse du savant : « Il y a forcément prédisposition génétique car lorsqu’on regarde les maladies infectieuses, une très faible portion de personne feront une SEP. C’est parce qu’il y a pas mal de facteurs génétiques. Déjà le sexe contribue (les femmes, qui sont à risque plus important), les molécules HLA,… Il y a forte association de certains types de HLA à certaines maladies auto-immunitaires que certaines personnes auront et d’autres non. HLA B27 est associé à des pathologies auto-immunes. Certaines personnes l’ont, d’autres personnes ne l’ont pas. Dans ce cas le risque de faire des maladies auto-immunes est augmenté chez les personnes qui l’ont. Et après il y a pas mal d’autres facteurs comme ça, comme avoir un système d’interférons déficient. Par exemple une forme de l’interféron qui n’est pas assez efficace dans son activité antivirale donnera tendance à faire plus de maladies auto immunes. Donc on aura comme ça beaucoup de facteurs génétiques qui seront associés. Un seul facteur génétique ne suffira pas a expliquer une maladie auto immune, il faut qu’il y ait plusieurs facteurs génétiques pour aboutir à la maladie autoimmune. Cependant notre Système Immunitaire est fortement régulé, il n’a pas de raison de réagir contre nos propres Ag notamment par le mécanisme de tolérance. Si on a une infection et une auto-immunité, il y a beaucoup de porte à ouvrir avant de faire le lien avec l’auto-immunité fort heureusement. » II. Réaction croisé entre un pathogène et Ag du soi On passe au deuxième modèle : le lien entre l’infection et la maladie auto-immune La sclérose en plaque, est le modèle qu’on donne toujours pour illustrer le lien entre la maladie auto-immune et l’infection. Il ne s’agit pas vraiment d’une maladie mais plutôt d‘un syndrome, c’est à dire que ça peut revêtir plusieurs aspects. On voit dans ce tableau qu’il est c’est du à un agent, tel Campylobacter pilori. Mais pas uniquement comme vous pouvez le constater, il est induit aussi par cytomégalovirus, EBV, Mycoplasma pneumoniae… Ce tableau, pas la peine de le retenir ! 8 Le syndrome de Guillain-Barré a été décrit pour la première fois par des neurologues français (qui lui ont donc donné leur nom au syndrome) et un médecin allemand qui est passé aux oubliettes, Mr Stroll. #Cocorico C’est une maladie inflammatoire auto-immune du SNP, plus précisément au niveau des terminaisons nerveuses. Cette atteinte va induire une paralysie (un peu comme la Sclérose en plaque) débutant au niveau des membres inférieurs avec une extension progressive et ascendante. A) Epidémiologie On observe une incidence de 1/100000 qui augmente avec l’âge (comme la plupart des maladies auto-immunes). Dans la plupart des cas, les patients récupèrent un quelques mois. Cependant il existe des formes graves liées aux problèmes de conduction de l ‘influx nerveux. Par exemple si elles touchent l’activité respiratoire, vous aurez des formes graves qui vont demander une prise en charge en réanimation pour assister les fonctions respiratoires. Donc dans les années 1930- 1950, on a envisagé l’origine virale de la maladie mais la recherche causale du virus ne donne rien. Puis dans les années 60, la nature immunologique du virus est affirmée. Enfin dans les années 1980, on identifie pour la première fois des anticorps liés à la maladie. On se rend alors compte que c’est la présence d’auto anticorps contre les nerfs qui est à l’origine de cette pathologie. C’est un syndrome, donc il y a plusieurs formes (elles ne sont pas toutes à retenir) - La forme AIDP (Polyradiculonévrite Démyélinisante Inflammatoire Aigüe) conduit à l’action démyélinisante par les auto-Ac, qui vont (détruire la myéline (produite par les cellules de Schwann). Cette forme a pour cible la cellule de Schwann. - La forme AMAN (Neuropathie axonale Motrice Aigüe) est la forme de déstructure des axones, pas de la myéline. En Europe et aux USA on retrouve majoritairement la forme AIDP alors que la forme AMMAN, axonale donc, prédomine en Asie. Cette différence s’explique probablement par l’étiologie infectieuse, qui ne sera pas le même qu’on se trouve en Europe ou en Asie Le lien entre, maladie infectieuse et SGB est le retrouvé dans 2/3 des cas. En effet, dans 2/3 des cas, il y avait une infection qui a précédé les SGB avec une latence de 3 à 5 semaines Dans 2/3 des cas, la maladie survient après une infection bactérienne ou virale en respectant une période de latence d’une à 3 semaines (c’est ce qui est écrit sur le PDF, à l’oral il a dit 3 à 5 semaines). L’infection bactérienne à Campylobacter est retrouvée dans 30% des cas et provoque des diarrhées suivies par la destruction des nerfs périphériques et au SGB. L’infection virale à Cytomégalovirus, qui est retrouvé dans 10% des cas, provoque des douleurs musculaires, de la fièvre et aboutit au SGB. Les autres infections connues pour donner le SGB sont le virus de l’Epstein-Barr (dans quasiment toutes les maladies auto-immunes), le Mycoplasma pneumoniae, le virus de l’influenza, la varicelle, le virus de l’hépatite E, … Attention le SGB intervient 1 à 2 fois sur 1000 (1/1000 sur sa diapo, mais il a dit 100 000 à l’oral), par CMV et 1/1000 par infection à Campylobacter. Ce pourcentage est extrêmement faible, en l’occurrence des GB à la Réunion il y en a une dizaine par an, et c’est surtout lors de l’épidémie de Chikungunya. Ça reste un événement rare et ce n‘est pas parce que vous faites une infection que derrière vous faites une maladie auto-immune. Cette rareté pourrait s’expliquer par une susceptibilité particulière de certains individus, mais la prédisposition génétique unique est peu probable car le SGB ne se manifeste pas au sein d’une même famille. 9 B) Le mécanisme d’action Le mécanisme d’action lie l’infection et l’auto-immunité. Le Campylobacter prend l’exemple des maladies GBS associées à une auto-immunité arsenal (donc le syndrome AMAN). On aurait chez ce patient une infection par Campylobacter pilori qui présente un LPS de nature identique à une autre molécule exprimée par les neurones. Il y a homologie de structure entre le LPS de la bactérie Campylobacter jejuni et les ganglioside (en bleu). Donc le patient va faire une réponse une réponse B et T à travers la présentation de ce LPS par les cellules présentatrices d’antigène. Les lymphocytes B sont activés afin de produire des anticorps contre le LPS de Campylobacter. Sauf que ces anticorps dirigés contre le LPS bactérien vont réagir contre les gangliosides exprimés par les neurones. Attention : Il s’agit des gangliosides des neurones périphériques et non centraux, donc destruction de l’axone au niveau périphérique! 10 Donc il y a cette auto-immunité car cet anticorps (comme dans la sclérose en plaque) se fixe au niveau de l’axone des neurones. Il va induire l’activation du complément et la destruction des axones, plus particulièrement des nœuds de Ranvier qui ne sont myélinisés. Tout cela va aboutir à une atteinte axonale (donc forme amman), et donc neuronal de la maladie auto-immune de Gb. Dans les formes AIDP du GBS (on est à l’étape 3), le mécanisme est différent. Cette fois ci on ne connait pas l’agent infectieux. On n’a pas pu le prouver mais on a un agent infectieux plutôt de nature viral (ex : l’EBV, le Chik, le Zika,…). Ces virus-là seraient capables d’infecter les nerfs périphériques, ce qui provoque une réaction de l’organisme contre ces virus. Donc si ces virus infectent les cellules de Schwann (la cellule capable de myéliniser les axones périphériques) vous aurez à la fois une destruction de ces virus par l’Ac anti-virus mais aussi en même temps une destruction des cellules de Schwann. Ces cellules de Schwann ne seront plus capables de myéliniser et donc on aura un démyélinisation des nerfs périphériques (et pas centraux). C) L’évolution de la maladie Quand vous regardez l’évolution de la maladie : - Si je prends une infection par Campilobacter (en orange) dans un premier temps vous avez une infection et cette infection sera très rapidement éliminée car les anticorps anti-LPS vont pouvoir agir et détruire la bactérie. - Sauf que très rapidement on va observer chez ces patients la production de ces anticorps qui vont croiser avec les gangliosides (en vert) exprimés au niveau des nerfs périphériques - Si vous regardez la capacité du patient à la paralysie (c’est la courbe bleu), vous voyez que vous avez une paralysie progressive de ce patient liée à la destruction des axones de ses nerfs périphériques. D) Le diagnostic Le diagnostic est confirmé par : - La ponction lombaire : on vérifie qu’il y a une inflammation en analysant le taux d’albumine dans le LCR, qui augmente lors des inflammations. - L’électromyographie est la deuxième preuve irréfutable en mesurant la vitesse de conduction nerveuse. On place des électrodes au niveau des muscles et on teste la transition et le don d’activation de ces muscles S’il y a un ralentissement c’est la preuve d’une anomalie de la transmission axonale au niveau des nerfs périphérique et très rapidement on va émettre le diagnostic. Elle met en évidence un ralentissement ou une absence de la conduction nerveuse dans à peu près 85% des cas. L’instant de conduction des nerfs au niveau de ces organes est amoindri et vous avez une paralysie de ces patients. Si on élimine ces anticorps on aura une récupération très rapide et c’est ce qui se passe dans 9095% des cas. Le patient qui part en ranimation, on va essayer de traiter avec des substances antiinflammatoires, on fait une plasmaphérèse pour éliminer ces anticorps et on pratique des injections d’IVIg. On cherche à éliminer une partie des protéines du plasma, en l’occurrence plus précisément les anticorps. Si on fait chuter le taux des Ac-totaux de ce patient, on peut faire chuter l’activité des auto-Ac contre les axones. 11 III. Libération des Ag séquestrés (et modifiés) (PR/RA) Il s’agit d’une pathologie importante dans le mécanisme de l’auto-immunité, car c’est celle qui concerne le fait d’avoir des Ag séquestrés dans vos propres cellules. Donc ces protéines ne sont pas naturellement des antigènes, encore moins des autoantigènes et lorsqu’elles sont libérées à l’extérieur de la cellule suite à une infection, suite à une action physique de destruction, un trauma, ces protéines seront modifiées et deviendront des auto-antigènes et c’est typiquement ce qui se passe dans la polyarthrite rhumatoïde. C’est l’exemple que je prends ici, des protéines qui seront citrullinées dans la PR. A) Epidémiologie La Polyarthrite rhumatoïde, c’est un syndrome inflammatoire qui va aboutir à un fort handicap de l’adulte. Son incidence est beaucoup plus élevée que la sclérose en plaque, en France c’est à peu près 20 à 25 pour 100 00 soit à peu près autant que pour la maladie auto immune de la thyroïde, et elle varie selon les pays. Il s’agit en fait du plus fréquent des rhumatismes inflammatoires avec un fort handicap de l’adulte. Il existe une prédominance féminine, avec un ratio de 3/1, mais cette différence sembla s’atténuer avec l’âge. Le pic de fréquence se situe aux alentours de la quarantaine, mais elle peut néanmoins se développer à tout âge, notamment chez les enfants (polyarthrite juvénile). Il existe certains facteurs environnementaux, dont le tabagisme, les maladies infectieuses, le surpoids, l’exposition à la poussière de silice,… C’est une maladie extrêmement handicapante et ici dans ce graphique, vous avez le pourcentage « of all disabilities ». On peut estimer en en pourcentage all disabilities selon les pathologies. Que ce soit AVC, diabète ou arthrite (PR) vous voyez que le handicap est très important dans cette pathologie par rapport aux autres pathologies B) Le mécanisme d’action Ici on aura plutôt une action des auto-Ac que des Lt auto-réactifs. Ces auto-anticorps seront produits contre des protéines des fibroblastes du tissu synovial articulaire. Vous avez un antigène séquestré, tel que la vimentine, qui est une protéine du cytosquelette donc à l’intérieur de la cellule, et en aucune manière vous n’allez la retrouver en condition physiologique en dehors de cette cellule. Cependant, suite à une infection par un virus qui infecte le fibroblaste, vous aurez la mort de ce fibroblaste. Cette vimentine libérée sera présentée aux Lt et aux Lb, provoquant la production d’auto-Ac. Ces auto-Ac ne reconnaîtront que la forme modifiée de cette vimentine et on verra qu’il y a un mécanisme modifiant les arginines contenues dans la vimentine et les transformant en auto-Ag. Ce n’est pas un processus physiologique. Il y aura transformation de l’arginine de la vimentine (et pas seulement) en citrulline et des auto-anticorps vont réagir spécifiquement contre la forme citrullinée de la vimentine : ce sont les Ac anti-protéines citrullinées (anti-CCP). Pour établir le diagnostic de la Polyarthrite Rhumatoïde, on va rechercher la présence de ces anticorps contre les contre les protéines citrullinée. Le test CCP va mesurer le taux d’anti-CCP. 12 La PR va conduire à une inflammation chronique locale et systémique ; Tout d’abord, la production au niveau de l’articulation de cytokines, chimiokines, l’activation du complément, l’activation de macrophages et de lymphocytes,… A moins d’arrêter ce cercle vicieux, cela aboutira à la destruction de la synovie, du cartilage, de l’os,… C) Les conséquences de la maladie Ici représenté, c’est ce qu’on voit dans les différentes formes de la PR au niveau des articulations. Dans l’articulation physiologique vous retrouvez l’os, le cartilage le liquide synovial et la membrane synoviale où se trouvent les fibroblastes exprimant la vimentine. A droite vois avez la version PR, ou on retrouve une forte inflammation de la synovie avec potentiellement (pas indiqué ici) une destruction de l’os et du cartilage. Ce qui fait que vous avez la morphologie des articulations comme représenté en bas. Progressivement vous aurez des œdèmes, dus à l’inflammation, qui s’installent et très rapidement une destruction de l’os. Donc l’inflammation va contribuer à la destruction de l’os. On va avoir l’implication des ostéoclastes qui sont impliqués dans la PR. La PR est une maladie systémique, bien qu’elle touche l’articulation, étant donné que vous avez un fort contexte inflammatoire au niveau de l’articulation et que ces molécules sont solubles Vous aurez TNF alpha, IL-6 et IL-1 qui seront libérés et qui vont induire une inflammation notamment de votre tissu adipeux, de votre foie, au niveau du SNC (car les molécules solubles peuvent y pénétrer),… 13 Il y aura aussi un effet athérogène (accumulation de lipides dans les vaisseaux), des mécanismes dérégulateurs de la réaction inflammatoire,… Donc les problèmes du patient atteint de PR n’interviendront pas qu’au niveau des articulations mais perturberont la fonction physiologique de tous les organes via la production de toutes ces cytokines et le contexte inflammatoire. D) L’évolution de la Maladie La PR est reconnu pour présenter un nombre anormal de Lymphocytes T dans le tissu synovial des articulations. Ces LT vont se différencier en cellules TH1 qui vont sécréter de l’IFN gamma, ce qui va activer les macrophages qui vont produire du TNF alpha, de l’IL-1 et de l’IL-6 qui vont : - Stimuler l’activation des Lymphocytes B qui va produire les auto-anticorps. - Stimuler les fibroblastes synoviaux : qui vont produire de la collagénase et de la cathépsine, qui dégrader la matrice articulaire et surtout le gros problème c’est qu’ils vont proliférer. Vous aurez alors un tissu synovial qui va proliférer et pénétrer l’articulation. Arrivé à un stade, cette articulation ne pourra plus fonctionner à cause du tissu synovial qui aura proliféré (tel une tumeur), pris la place du cartilage et bloqué l’articulation (C’est un plus gros problème au-delà même de l’inflammation) - Stimuler les chondrocytes in situ, les encourageant à produire des enzymes protéolytiques au lieu de produire le cartilage. - Stimuler les ostéoclastes : qui sont impliqués dans la destruction dans la destruction de l’os. Comme tout mécanisme physiologique il y a un équilibre : entre ostéoblaste et ostéoclaste. Votre os va être de bonne nature va se régénérer, être remplacé si il est endommagé et remplacé par des bonnes cellules. Sauf que là vous avez une domination des ostéoclastes qui vont détruire l’o et contribuer à la PR Les ostéoclastes, on les reconnaît souvent lorsque on fait de marquage car il y a plusieurs cellules ou il y a plusieurs noyau, c’est une grosse cellule. L’ostéoclaste est un macrophage qui s’est différencié et qui a fusionné avec d’autres macrophages pour donner un super macrophage capable de phagocyter énormément tout ce qui l’entoure, l’os en l’occurrence dans la PR et. Dans la PR, on a un contexte inflammatoire qui aboutit fortement à la présence de ces cellules et donc à la destruction de l’os. Ce qui conduit à l’inflammation c’est qu’on a un mécanisme de régulation des TH2 qui n’est pas en place, on ne le retrouve pas dans la PR. Les lymphocytes ne vont pas se transformer en cellules TH-2 like, qui produisent des cytokines anti-inflammatoires (IL-34 ou IL-10), connus pour réguler l’expression de l’IFN gamma. Les lymphocytes T, à l’inverse, produisent le ligand CD40 qui favorise la prolifération des LB qui vont produire le facteur rhumatoïde et des Ac contre les protéines citrullinées des fibroblastes. Tout ça va aboutir à des immuns complexes, qui vont : - activer le complément, induire l’infiltration par des neutrophiles, induire la production d’O2- et induire la production de NO (qui sont cytotoxique de nature) - induire la production opsonines C3a et C5a qui vont activer les neutrophiles à infiltrer la membrane synoviale donc vous avez de nouveau ce contexte de cercle vicieux qui va entretenir cette inflammation. 14 La nature de ces autos anticorps peut être de deux types, sont un qu’on va systématiquement vous décrire comme associés à la polyarthrite rhumatoïde : le facteur rhumatoïde (qui est un auto-anticorps dirigé contre les Ig) et les anti-CCP (aussi nommés ACPA, pour Anti-Cytrunuated Protein Antibodies) c’est la même chose. E) Le diagnostic C’est important car ce sera des facteurs de diagnostic. Si on a une suspicion, l’objectif est de mesurer le taux de ce facteur rhumatoïde et de mesurer de ces auto6anticorps anti-CCP. Si ce taux est élevé on aura une forte suspicion que le patient est en train de faire un PR, dans quel cas il faut engager le traitement. Les facteurs rhumatoïdes : c’est des auto-Ac (en bleu) dirigés contre les Ac (en jaune), peu importe quel type d’Ig qu’ils soient G ou M. On mesurera par un test ELISA la présence de ces auto-Ac dirigés contre les Ig totales. Plus ce taux est élevé, plus on fera une association avec une suspicion de PR. Sauf que si vous faites ça chez des sujets sein vous le retrouverez également. C’est pour ça que aujourd’hui, bien que les rhumatologistes le demande en laboratoire systématiquement, il y a des problèmes de spécificité, et on ne peut pas aujourd’hui établir biologiquement un diagnostic uniquement avec ce facteur rhumatoïde Il est très élevé chez les patients atteint de PR mais il est également élevé dans d’autres maladies inflammatoires et chez les sujets sains. C’est pour ça que dans le pronostic extrêmement bas aussi. On va donc préférer la mesure des Anti-CCP, là par contre avec une valeur de pronostic extrêmement élevée. Si j’ai un sujet sain, il n’y a pas de production d’Ac dirigés contre les protéines citrullinée, il n’y a pas d’expression de ces auto-anticorps dans d’autre maladies auto-immunes, à part dans la PR. Donc le taux d’anticorps est extrêmement important, un facteur de pronostic extrêmement important. A propos des protéines concernées par ce phénomène, on ne retrouve pas que de la vimentine qui sera citrullinée. La filagrine, l’énolase, la kératine et certaines protéines nucléaires qui peuvent l’être aussi. Le lien entre la maladie infectieuse et l’auto immunité c’est cette enzyme : la peptidyl arginine deliminase (PAD4). 15 Le lien entre l‘infection, le fibroblaste, la citrullination et la présence d’auto-Ac contre ces protéines citrullinées reste une hypothèse de travail malgré les preuves. L’hypothèse est que le fibroblaste, lors de l’infection, est lysé et libère des antigènes du soi, tel que la vimentine. Le granulocyte et le PNN qui infiltrent le tissu synovial en réponse vont voir la vimentine et la citruliner. Le granulocyte l’enzyme, la peptidine arginine éliminase. Dans un contexte physiologique, on ne retrouve pas de neutrophile dans la synovie, le fibroblaste ne libère pas sa vimentine. Dans un contexte pathologiste infectieux, les fibroblastes sont infectés, les neutrophiles l’infiltre, libèrent la peptidine arginine éliminase, et occasionnent une citrullination pathologique et aboutir à la PR. Ces protéines seront perçues comme des auto-antigènes par les cellules dendritiques, qui sont des cellules présentatrice d’Ag. Elles vont les présenter aux Lymphocytes, les rendant auto-réactifs contre les formes citrulinées de la vimentine, de la kératine et de l’énolase sécrétés par les fibroblastes. Ils vont venir détruire les cellules capables de produire cette vimentine citrulinée, à savoir les fibroblastes et induire une réaction auto-immune inflammatoire ainsi que la production de cytokine qui vont activer les macrophages activer à nouveau le LB. Vous avez à nouveau ce cercle vicieux de destruction des fibroblastes de la synovie dû à l’inflammation Comment se fait-il qu’il y ait des lymphocytes qui infiltrent la synovie ? La Synovie est un TC dense. Il a une riche vascularisation, parce qu’il y a beaucoup de turn-over de ce tissu, sans barrière consolidée des vaisseaux donc les cellules passent. S’il y a une lésion Il y aura libération d’alarmines et des cellules neutrophiles seront les premières à réagir à l’infection et à l’inflammation. Elles ne savent pas ce que c’est mais elles infiltrent, puis ensuite ce sera au tour des macrophages. S’il n‘y a rien, il y aura élimination de ces cellules assez rapidement, elles ne sont pas capables de proliférer et il n’y aura pas de réaction auto-immune, il n’y aura pas d’initiation. Au contraire s’il y a présence de l’auto antigène, si les cellules dendritiques sont activées, et s’il y a présentation de l’antigène, là le système s’emballe et la réaction auto-immune se met en place. Dans le cas de la PAR, il y a possibilité que les fibroblastes synoviaux soient infectés, fait rare mais qui peut avoir lieu, et dans ce cas seront lysés suite à l’infection. Il y a donc libération à l’extérieur de la cellule, de composés habituellement séquestrés. Mais ceci ne doit pas normalement déclencher de MAI. Le problème survient lorsque les protéines sont citrunillées. Donc dans la théorie des Ag séquestrés il y a sommation de deux phénomènes : libération de l’Ag et modification de la protéine. On a donc formation de tous les lymphocytes auto-immuns, qui vont s’infiltrer dans les tissus et détruire les vimentines citrunillées. 16 Action enzymatique dans la PAR L’enzyme qui transforme l’arginine en citrulline est la Peptidine Arginine Deiminase 4 la iPAD4, qui est impliquée plus particulièrement dans la PAR ! Il existe d’autres versions mais moins impliquées. Elle est essentiellement produite par les neutrophiles et les macrophages, et d’une certaine manière également par les fibroblastes synoviaux. Le lien que l’on peut faire avec les infections en relation avec la PAR, est une infection au niveau des dents par la bactérie Porphyromonas gingivalis. Le patient va développer une infection algique au niveau des dents. Et comme vu précédemment pour les autres causes infectieuses liées aux MAI, on aura une chance que l’infection induise la MAI. P.gingivalis va coder pour une version très similaire de la PAD, qui va avoir la même action au niveau de notre bouche, et ainsi participer à la présentation d’auto-Ag citrunillées au système immun, initiant ainsi la réaction MAI type PAR. Modification post translationnelle = PTM C’est le nom donné à la modification de l’auto-Ag, très importante dans la physiopathologie de la MAI. Il existe d’autres exemples que la citrunillisation de la vimentine. Ce phénomène peut aussi toucher la fibrine, le collagène…. Qui à partir du moment où elles sont citrunillés deviendront des Auto-Ag. Cette modification a donc été supposée dans d’autres MAI→ SEP…. Inflammation dans la PAR . Elle est très importante dans la PAR. Certains éléments inflammatoires sont canoniques dans la PAR : IFN-γ qui est produit par le lymphocyte T, action autocrine qui permet l’activation de ce lymphocyte auto-réactif. Mais activation également des lymphocytes B auto-réactifs également. Il-6 va posséder un rôle activateur des lymphocytes B IL-8 qui est chimiotactique des PNN, important car c’est la source de PAD. CCL2/MCP1 sert au recrutement des monocytes TNF-α va aller activer les monocytes TGF-β et FGF (fibroblastes GF) → Croissance et différenciation des fibroblastes. Les fibroblastes vont aller proliférer et occuper l’articulation, ce qui cause le vrai problème dans la PAR, en plus des douleurs importantes. Cela bloque ainsi le fonctionnement de l’articulation car ils constituent une masse importante. Nous avons une très faible compensation anti-inflammatoire, quasiment pas d’IL-4 ou 10 Question élève : Y a-t-il une différence entre la PAR et l’ostéoarthrite? : Non c’est la même chose. C’est une question de pays, la PAR est très française et l’ostéoarthrite est plus british. Une autre famille de cytokines très importante est celle des M-CSF et RANK ligand (surtout ce dernier) qui va venir se fixer sur le récepteur RANK qui active la voie NfκB. Cette molécule est une signature de la PAR. Effet : ces deux cytokines vont favoriser et initier la différenciation des macrophages en ostéoclastes, qui vont aller détruire l’os, autre grand problème de la PAR. Ainsi un des traitements de la PAR consiste à inhiber le RANK ligand. Producteurs : Le RANK ligand est autant produit par le fibroblaste synovial que par le Th1 (cellule pathologiquement présente dans la synovie dans la PAR). Traitement de la PAR Il faut bien sûr analyser la physiopathologie pour apprécier les traitements et leur intérêt : L’objectif est de bloquer systématiquement tous les facteurs pro-PAR vus dans le paragraphe précédent. Les cellules suivantes sont impliquées dans la maladie et sont donc cibles des médicaments. -Lymphocyte T auto-réactif ← M Inhibiteur des cytokines activatrices. -Lymphocytes B auto-réactif ← traités par des monoclonal Antibody (Mab) dirigés contre le CD20. 17 Action contre la kinase CIK qui participe à la formation des cytokines auto-réactives. -Fibroblaste. -Macrophage← un Mab contre le RANK-ligand… Ce qui est important n’est pas le nom des médicaments, il ne faut pas les retenir. Il faut par contre savoir qu’il existe dans le traitement des molécules qui sont dirigées contre les éléments pro-inflammatoires et autres facteurs de croissance. TNF-α étant un élément très important dans l’inflammation chronique de la PAR. Quelques traitements indiqués en plus (histoire de…) : Anakinra : IL-1Ra qui la forme recombinante de l’IL-1 récepteur, le but étant que le ligand n’active pas de cascade de signalisation. Etanercept : qui est une protéine de fusion couplée à la partie Fc d’une Ig qui va exprimer la bivalence du TNF- α et aller inactiver le récepteur en se fixant dessus. 18
