Immunothérapie du diabète de type 1 :
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Prédire et prévenir le diabète de type 1 dossier thématique Immunothérapie du diabète de type 1 : le point sur les essais cliniques récents Immunotherapy of type 1 diabetes: update on recent clinical trials Caroline Laporte-Daube* »»La prévention du diabète de type 1 vise à préserver la fonction Prevention of type 1 diabetes aims to protect the residual function of β cells by acting on the various mechanisms of the autoimmune reaction at the origin of their destruction. »»Les premiers essais cliniques ont évalué l’effet d’une immuno­ The initial clinical trials studied the impact of a wide immunosuppression. Since these strategies failed or induced severe side-effects, targeted immunosuppression was considered, mainly based on the use of anti-CD3, of anti-CD20 or of anti-inflammatory cytokines. Despite exciting results from phase II studies, phase III trials led to disappointing data. résiduelle des cellules β en agissant sur les différents mécanismes de la réaction auto-immune à l’origine de leur destruction. suppression sur l’insulinosécrétion résiduelle. Devant l’échec de ces procédures, une immunosuppression ciblée a été envisagée, avec notamment l’emploi d’anti-CD3, d’anti-CD20 ou d’anti-cytokines inflammatoires. Malgré des essais de phase II encourageants, les essais de phase III se sont révélés globalement décevants. les effets indésirables. Les essais portant sur l’administration d’antigènes spécifiques (insuline, GAD-alum) n’ont pas démontré leur efficacité jusqu’à présent. Un essai de phase III étudiant un peptide dérivé de la molécule de choc thermique Hsp60, le DiaPep277®, s’est révélé plus encourageant. »»Les dernières études de phase III, en dépit de leurs résultats décevants, permettent d’établir de nouvelles pistes de recherche : une intervention plus précoce, des thérapies combinées, la recherche de facteurs déterminant la réponse aux immunothérapies sont autant de voies à explorer. Highlights p o i nt s f o rt s »»Une approche vaccinale paraît être intéressante, car elle limite Mots-clés : Diabète de type 1 – Lymphocyte – Tolérance immunitaire – Immunothérapie – Essai clinique. L e diabète de type 1 résulte de la perte sélective des cellules β pancréatiques liée à un processus immunologique qui conduit à l’infiltration lympho­monocytaire des îlots de Langerhans, aboutissant à un tableau d’insulite. Lors du diagnostic du diabète, il est admis que 80 à 90 % de la masse des cellules β ont déjà été détruits. Au cours de la dernière décennie, différentes stratégies d’intervention précoce ont été proposées pour limiter la perte des cellules β, découlant toutes de notre meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques mis en jeu. Les traitements immunomodulateurs peuvent avoir pour objectif A vaccine approach could be interesting because of its potentially lower toxicity. However, trials evaluating the administration of specific antigens such as insulin or GADalum did not demonstrate any efficiency. A phase III trial showed more encouraging protection with the Hsp60-derived peptide, DiaPep277®. Although phase III studies globally led to disappointing results, they allow us to establish further research perspectives: early intervention, combined therapies, research for individual factors determining the response to immunotherapy remain to be investigated. Keywords: Type 1 diabetes – Lymphocyte – Immune ­tolerance – Immunotherapy – Clinical trial. de prévenir le diabète chez des sujets à haut risque de développer un diabète de type 1 (contexte familial, prédisposition génétique ou présence d’autoanticorps). Cependant, leur but est le plus souvent de préserver la fonction résiduelle des cellules β en intervenant de façon précoce après le diagnostic du diabète de type 1, lorsque l’insulinosécrétion est encore détectable. Cet article revient sur les derniers essais d’immunothérapie (études de phase II et III) dans le diabète de type 1 et s’appuie sur leurs résultats, globalement décevants, pour ouvrir de nouvelles perspectives de recherche clinique. Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 3 - mars 2013 * Service de diabétologie, maladies métaboliques et nutrition, CHU de Toulouse. 55 Prédire et prévenir le diabète de type 1 dossier thématique Des mécanismes immunologiques aux bases de l’immunothérapie Le développement de toute maladie auto-immune traduit la rupture de la tolérance immunitaire vis-à-vis de certains antigènes du soi. Ces antigènes peptidiques sont présentés aux lymphocytes T par les cellules présentatrices d’antigènes (cellules dendritiques et macrophages, principalement) grâce aux molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). L’interaction de ces molécules du CMH avec les récepteurs à l’antigène des lymphocytes T (TCR) conduit à une activation lymphocytaire spécifique à l’antigène présenté. Cette activation implique donc un complexe peptidique associant le TCR et les molécules CD3, mais elle met également en jeu des cosignaux qui amplifient ce phénomène d’activation et induit la prolifération des lymphocytes T. Parmi ces signaux de costimulation, citons le rôle crucial des molécules B7 et CD28, ainsi que CD40 et CD40L (figure). C’est dans les années 1970 qu’ont été découvertes : ✓✓ la présence d’autoanticorps sur les coupes de ­pancréas ; ✓✓ l’expression de molécules du CMH spécifiques chez les patients atteints de diabète de type 1 ; ✓✓ l’existence de lymphocytes T activés contre des antigènes exprimés par les cellules β. Remontant aux années 1980, les premiers essais thérapeutiques ont tous utilisé des agents immuno­suppresseurs globaux comme la ciclosporine, le ciclophosphamide, les glucocorticoïdes ou l’azathioprine. Ils ont montré qu’une intervention sur le système immunitaire pouvait freiner la progression du diabète de type 1. Administrée dans les 2 mois suivant l’instauration d’une insulinothérapie, la ciclosporine a en particulier permis, dans certains cas, la rémission du diabète et l’arrêt de l’insulinothérapie. Cependant, ces essais n’ont pas débouché sur une stratégie thérapeutique applicable, du fait, d’une part, de la toxicité rénale et β-cellulaire de la ciclosporine et, d’autre part, d’un échappement rapide à l’arrêt du traitement (1). Les thérapeutiques immunosuppressives sont en effet efficaces au début de la maladie, mais n’exercent pas d’effets durables. Même une immunosuppression agressive (transplantation de cellules hémato­poïétiques autologues combinées à de fortes doses d’immunosuppresseurs) perd de l’efficacité dans le temps (insulinoindépendance non maintenue à 5 ans). Cet échappement aux traitements immunosuppresseurs indique que la mémoire des lymphocytes autoréactifs persiste et rend ces traitements inenvisageables à long terme (2). Protocoles d’immunothérapie non spécifique Cellule présentatrice CD 40 CMH B7 Peptide TCR CD28 CD3 CD40L Cellule T Figure. Représentation simplifiée de l’activation du lymphocyte T. 56 Plusieurs stratégies ciblant les mécanismes d’activation des lymphocytes T ou certaines cytokines impliquées dans leur effet inflammatoire, principalement basées sur l’utilisation d’anticorps monoclonaux, ont été récemment envisagées. CTLA-4-Ig L’abatacept est une protéine de fusion composée du domaine extracellulaire de l’antigène 4 cytotoxique humain associé au lymphocyte T (CTLA-4), couplé à une chaîne modifiée d’immunoglobuline humaine G1 (IgG1). L’abatacept interfère avec le processus de costimulation et prévient par conséquent l’activation complète des lymphocytes T. Il exerce donc une inhibition sélective de la réponse cellulaire T plutôt qu’une large immunosuppression. Ainsi, on peut attendre de l’abatacept une action immunomodulatrice moyenne dont l’efficacité sera maximale dans les stades précoces de la patho­ genèse. Dans une étude de phase II publiée en 2011, le CTLA-4-Ig a été administré à 77 sujets âgés de 6 à 45 ans, au maximum 100 jours après le diagnostic du diabète (3 administrations au cours du premier mois, Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 3 - mars 2013 Immunothérapie du diabète de type 1 : le point sur les essais cliniques récents puis 1 fois par mois pendant 27 mois). À 2 ans, l’aire sous la courbe des concentrations de peptide C pendant les 2 heures suivant un repas test était 59 % plus grande dans le groupe CTLA-4-Ig que dans le groupe placebo. Cependant, au cours du temps, les courbes déclinaient parallèlement dans les 2 groupes, et la différence entre eux ne s’est révélée significative qu’au cours des 9,5 premiers mois de l’essai (3). Ces résultats semblent indiquer que l’immunosuppression induite par l’abatacept n’est pas suffisante pour contrôler la destruction auto-immune des cellules β à long terme. Anticorps anti-CD3 Il a été montré, il y a plus d’une dizaine d’années, par l’équipe de L. Chatenoud, que certains types d’anticorps monoclonaux antilymphocytes T, les anticorps spécifiques de la molécule CD3 (étroitement associée, à la surface de la cellule T, au récepteur de la reconnaissance de l’antigène), permettaient de restaurer la tolérance immunitaire chez des souris NOD (non-obese diabetic) récemment diabétiques. Les premières données cliniques étaient encourageantes (4), mais les résultats des essais cliniques plus récents se sont montrés décevants. L’étude de phase III rapportée par Sherry et al. (5) a porté sur des sujets présentant un diabète de type 1 récent (diagnostic datant de moins de 12 semaines), âgés de 8 à 35 ans et randomisés pour recevoir du teplizumab à forte ou faible dose pendant 6 ou 14 jours. Il n’a pas été montré que l’efficacité des anticorps anti-CD3, définie par des besoins en insuline inférieurs à 0,5 µg/kg/j et une HbA1c inférieure à 6,5 %, était supérieure à celle d’un placebo. Cependant, l’analyse post hoc a retrouvé un effet bénéfique sur la préservation du peptide C, comme l’essai de phase II l’avait précédemment démontré. L’essai randomisé contrôlé de phase III DEFEND-1 a inclus 272 patients âgés de 12 à 45 ans présentant un diabète de type 1 de découverte récente. Il s’agissait d’évaluer l’effet de l’administration intraveineuse d’otélixizumab pendant 8 jours dans les 90 jours suivant la découverte du diabète, en évaluant le taux de peptide C à 1 an. Les premiers résultats n’ont pas montré une efficacité supérieure à celle du placebo. Cependant, cette absence d’effet découlait peut-être du caractère inadapté de la dose d’otélixizumab, que l’essai de phase II n’a pas permis de bien définir. La dose a en effet été diminuée entre l’essai de phase II et celui de phase III, afin de réduire les effets indésirables (libération de cytokines et risque de réactivation d’infection à virus d’Epstein-Barr) [6]. Anti-TNF-α Le TNF-α (Tumor Necrosis Factor α) est une cytokine qui joue un rôle régulateur majeur au cours des réponses inflammatoires survenant dans de nombreux organes. Les antagonistes du TNF-α comme l’étanercept (récepteur soluble du TNF-α) ou l’infliximab (anticorps antiTNF-α) ont montré leur efficacité dans la polyarthrite rhumatoïde. L’intérêt de l’étanercept a été également étudié dans un essai de phase II s’adressant à des enfants présentant un diabète de type 1 récemment diagnostiqué (7). À 24 semaines, les sujets recevant ce traitement avaient une aire sous la courbe du peptide C améliorée, ce qui correspondait à une diminution des besoins en insuline. Les principales difficultés avec l’utilisation des traitements ciblant des cytokines restent leur caractère non spécifique et leurs effets indésirables potentiels lors d’une utilisation à dose thérapeutique. Anti-IL-1 Dans des études précliniques chez le rongeur, l’anakinra, un antagoniste du récepteur de l’interleukine 1 (IL-1), a montré un intérêt pour la prévention du diabète de type 1. Des essais cliniques de phase II ont donc été réalisés pour évaluer si ce traitement, associé à l’insuline, permettait de préserver la fonction des cellules β chez l’homme. Malheureusement, ils n’ont pas montré d’effet (8). Anticorps anti-CD20 Le rituximab est un anticorps monoclonal ayant pour cible le récepteur CD20, exprimé par les lymphocytes B. Ce traitement altère la fonction des lymphocytes B et réduit leur capacité de communication avec les lymphocytes T, prévenant ainsi la prolifération des lymphocytes B et la production d’autoanticorps. Un essai de phase II incluant des sujets diabétiques de type 1 nouvellement diagnostiqués âgés de 8 à 40 ans a montré que les patients traités par rituximab pendant 4 semaines conservaient une meilleure insulinosécrétion (aire sous la courbe du peptide C au cours des 2 heures suivant un repas mixte), un meilleur taux d’HbA1c et des doses d’insuline inférieures à celles du groupe placebo (9). Immunothérapie spécifique visant la tolérance immunitaire La recherche d’une immunomodulation représente une alternative intéressante à l’immunosuppression, car elle permet une approche plus spécifique de la pathologie concernée et expose théoriquement à moins d’effets indésirables (infections, processus néoplasiques, etc.). Cette approche découle de l’observation suivante : l’exposition à une petite quantité d’antigènes impliqués dans le processus d’auto-immunité est susceptible de Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 3 - mars 2013 57 Prédire et prévenir le diabète de type 1 dossier thématique moduler la réponse immune et de retarder la maladie, faisant émerger l’idée d’une approche vaccinale. Cette démarche est par conséquent conditionnée par l’identification d’autoantigènes spécifiques, ce qui est le cas dans le diabète de type 1. De nombreux autoantigènes exprimés par la cellule pancréatique β (insuline, GAD [glutamate décarboxylase (Glutamic Acid Decarboxylase)], ZnT8 [zinc transporter 8], pro-insuline) ont en effet été mis en évidence. Plusieurs études expérimentales ont montré la possibilité d’induire une tolérance immunitaire chez la souris, en utilisant ces différents autoantigènes. De plus, l’induction de régulations cellulaires par un seul autoantigène permet d’étendre la tolérance aux autres autoantigènes impliqués dans la physiopathologie de la maladie. Ce phénomène est appelé “suppression de proximité” (“bystander suppression”). Il est important de noter que les études animales ont prouvé l’efficacité d’une vaccination par ces autoantigènes dans le cadre d’une administration précoce, avant l’apparition de l’hyperglycémie. La situation était le plus souvent différente dans les essais cliniques, le traitement étant proposé de façon plus tardive, ce qui pourrait expliquer les résultats décevants rapportés jusqu’à présent. Nous citons ci-dessous les principales études récentes. Études de vaccination par insuline ou proinsuline Chez l’être humain, l’administration répétée de petites doses d’insuline ne permet pas de prévenir la survenue du diabète de type 1 chez des sujets prédisposés. Il y a plus de 10 ans, des essais d’intervention contrôlée utilisant un mode d’administration oral ou nasal n’avaient pas permis de mettre en évidence l’efficacité de l’administration précoce d’insuline dans la prévention du diabète de type 1. C’est également le cas de l’étude DPT-1, dont le but était de déterminer si l’administration d’insuline à un groupe de patients à risque de diabète (apparentés au premier degré de patients diabétiques, ayant des anticorps anti-îlots positifs et un profil métabolique à risque) permettait de retarder l’apparition du diabète auto-immun (10). Au total, 90 000 sujets ont participé à cette étude de prévention. Chez les 360 sujets à haut risque de développer la maladie, l’administration d’insuline sous-cutanée n’a cependant pas permis de retarder l’apparition du diabète (11). Concernant la pro-insuline, un essai de phase I avait suggéré un effet positif, mais une étude de phase IIB s’est montrée plus décevante, l’administration du peptide modifié NBI-6024 n’ayant pas montré d’effet favorable, ni sur l’insulinosécrétion résiduelle, ni sur les besoins en insuline, chez des sujets diabétiques de type 1 nouvellement diagnostiqués (12). 58 Administration de GAD-alum Deux essais cliniques de phase III récents ont évalué l’efficacité de l’autoantigène GAD associé à un adjuvant classique, l’hydroxyde d’aluminium (alum), pour préserver l’insulinosécrétion (les concentrations de peptide C sous stimulation permettent d’évaluer l’insulinosécrétion) chez des sujets diabétiques de type 1 récemment diagnostiqués (depuis moins de 3 mois). Dans la première étude, la protéine GAD a été administrée à des sujets âgés de 3 à 45 ans, dans les 100 jours suivant le diagnostic du diabète : 3 injections de GAD couplées à l’alum chez 48 sujets, 2 injections de GAD-alum plus 1 injection d’alum seul chez 49 sujets et 3 injections d’alum chez 48 sujets témoins. Aucune différence n’a été observée entre les 3 groupes (13). Le second essai, conduit chez 334 sujets diabétiques de type 1, a utilisé une dose supérieure de l’antigène, mais là encore sans effet significatif (14). Administration de protéines de choc thermique Un peptide modifié de Hsp60 (Heat Shock Protein 60), autre autoantigène identifié, a été récemment testé, le DiaPep277®. Après une étude de phase II encourageante (8), un essai de phase III a été mené, dont la durée de suivi est de 24 mois. Cette étude clinique a inclus 457 sujets diabétiques de type 1 nouvellement diagnostiqués, âgés de 16 à 45 ans et randomisés en 2 groupes, DiaPep277® et placebo. Les sujets recevaient une injection sous-cutanée de 1 mg de DiaPep277® tous les 3 mois pendant 2 ans. L’efficacité a été jugée comme la capacité à préserver la sécrétion d’insuline, en utilisant des tests de stimulation par glucagon ou repas test mixte. Les paramètres cliniques et la sécurité ont été évalués tous les 3 mois. L’altération de la sécrétion de peptide C s’est montrée plus importante dans le groupe placebo que dans le groupe DiaPep277® (6). Et maintenant, quelles sont les perspectives de recherche ? (tableau) Les résultats décevants des essais de phase III doivent désormais servir de base de réflexion pour définir de nouvelles pistes de recherche (15). Il est tout d’abord évident que la période d’intervention doit être parfaitement définie. Il peut s’agir d’une démarche de prévention primaire (patients ayant un profil génétique à risque sans aucun signe d’auto-immunité détecté), secondaire (patients présentant des taux d’autoanticorps significatifs, éventuellement associés à des troubles débutants de la glycorégulation lors d’un test de charge orale en glucose, sans atteindre le seuil de diabète) ou tertiaire (diagnostic avéré de diabète). Ainsi, dans le cadre de Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 3 - mars 2013 Immunothérapie du diabète de type 1 : le point sur les essais cliniques récents Tableau. Principaux essais thérapeutiques récents en immunothérapie du diabète de type 1. Famille Phase n GAD-alum III 334 Pas d’effet (14) DiaPep277® III 457 Préservation du peptide C à 2 ans (6) Peptide B : 9-23 IIB Pas d’effet (12) Inhibiteur des signaux de costimulation Abatacept (CTLA-4-Ig) II Diminution transitoire de la baisse du peptide C (3) Thérapeutique ciblant l’activation des lymphocytes Rituximab (anti-CD20) II Préservation du peptide C (9) Teplizumab (anti-CD3) III 516 Pas d’effet (5) Otélixzumab (anti-CD3) III 272 Pas d’effet (18) Étanercept (anti-TNFα) II Préservation du peptide C (7) Anakinra (anti-IL1) II Pas d’effet (8) Administration d’autoantigènes Action anticytokines inflammatoires Thérapeutique l’essai de phase III portant sur le teplizumab, l’administration d’anti-CD3 dans les 8 mois suivant le diagnostic du diabète s’est avéré moins efficace pour préserver la fonction β pancréatique que lorsque l’intervention était plus précoce. Les stratégies de vaccination pourraient par exemple être étudiées en prévention primaire et secondaire, et non en prévention tertiaire comme cela a été le cas dans la plupart des études réalisées à ce jour. Une autre perspective pour la prévention du diabète de type 1 est ouverte par la combinaison de plusieurs immunothérapies, qui pourrait augmenter l’efficacité globale et diminuer les risques liés aux fortes doses de chacune des molécules. L’utilisation de traitements appartenant à des classes différentes pourrait réduire le risque d’effets indésirables. Un essai de phase III a ainsi associé un immunosuppresseur sélectif, l’acide mycophénolique, et un antagoniste du récepteur de l’IL-2, le daclizumab. Cependant, l’efficacité de cette combinaison n’a pas été démontrée (16). Une étude récente chez la souris NOD a quant à elle montré une rémission du diabète lors de l’administration combinée d’un anticorps anti-CD3 et d’un anti-IL-1 dès la découverte du diabète (17). L’immunothérapie pourrait donc être envi- 77 51 Résultat Référence sagée à l’avenir comme une combinaison de thérapies ciblant l’inflammation, l’auto-immunité, le stress des cellules β et le contrôle glycémique, le tout ayant pour but de maintenir ou restaurer l’insulino-indépendance. Conclusion Le diabète de type 1 est une maladie hétérogène en termes de prédisposition génétique (génotype HLA), d’âge de découverte, de réserve de la fonction β pancréatique au diagnostic, de l’insulinorésistance associée. Il existe probablement des profils différents, conditionnant les réponses aux différentes stratégies d’immunothérapie. Renforçant cette hypothèse, les analyses en sous-groupes des études publiées suggèrent qu’il existe des facteurs déterminant la réponse aux immunothérapies. L’identification de ces facteurs pourrait aider à mettre en place des stratégies thérapeutiques plus pertinentes pour une immunothérapie efficace du diabète de type 1. Même si les derniers essais de phase III peuvent paraître décevants, les leçons que l’on peut en tirer vont permettre d’améliorer la réflexion pour la mise en place de futurs essais cliniques. ■ Références 1. Feutren G, Papoz L, Assan R et al. Cyclosporin increases the 7. Mastrandrea L, Yu J, Behrens T et al. Etanercept treatment rate and length of remissions in insulin-dependent diabetes in children with new-onset type 1 diabetes: pilot randoof recent onset. Results of a multicentre double-blind trial. mized, placebo-controlled, double-blind study. Diabetes care Lancet 1986;2(8499):119-24. 2009;32(7):1244-9. 2. Couri CE, Oliveira MC, Stracieri AB et al. C-peptide levels and 8. IL-1 receptor antagonist in recent onset type 1 diabetes. insulin independence following autologous nonmyeloablative Scientific Sessions of the American Diabetes Association, 11 hematopoietic stem cell transplantation in newly diagnosed juin 2012; Philadelphie, États-Unis. type 1 diabetes mellitus. 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