CELLULES DENDRITIQUES ET ALLERGIE RESPIRATOIRE F.BENABADJI (ANAP AVRIL 2011)
LE SYSTEME IMMUNITAIRE Système inné Système ancien de défense Pathogenrecognition receptors(prr) codés par des cellules germinales Reconnaissance de motifs conservés communs à différents pathogènes PAMP et MAMP Réponse rapide à l infection avec un répertoire limité Système adaptatif Reconnaissance spécifique et mémoire immunologique Interaction avec système inné pour l initiation et l orientation des réponses Un dysfonctionnement peut conduire à l allergie interface = cellules dendrititiques
les pathogenrecognition receptors (PRR) PRR non signalant PRR signalant * Lectines *R. cytoplasmique * R. d épuration * R. membranaire TLR
PRR signalant Les récepteurs cytoplasmiques : les protéines NOD reconnaissant les peptidoglycanes bactériens les ARN hélicases reconnaissant l ARN double brin Les récepteurs membranaires :les TLR 11 human; 12 mouse Multiple leucine-rich regions in extra cellular region Contain conserved TIR (Toll/IL1 receptor) in intercellular domain for signaling. Boxes 1, 2 and 3
TLR -Exprimés à des niveaux trés bas -Exprimés sur *Les cellules immunes :. DC et macrophages *Les cellules non immunes : Cellules épithéliales,kératinocytes -Exprimés sur la membrane cellulaire et la membrane d endosome
Systèmes de perception des microorganismes pathogènes TLR «Signatures»(stéréotypes) moléculaires sur les microbes : PAMP (pathogen associated molecular patterns) Ne sont pas présents chez l hôte Sont partagés par de grands groupes d agents pathogènes Essentiels à leur survie
Motifs microbiens Janeway & Medzhitov 2002 Ann Rev Immunol 20 197-216 Pathogen-associated molecular patterns (PAMPS) Molécules microbiennes Conservées communes à pathogènes Incluent: Lipopolysaccharides bactériens Peptidoglycanes Zymosan Flagelline CpG non méthylés de DNA Pattern Recognition Receptors (PRR) Incluent: Toll like receptors Recepteurs pour cellules apoptotiques Recepteurs pour opsonines Recepteurs pour la coagulation et protéines du C
Motifs moléculaires endogènes Motifs moléculaires endogènes DAMP Incluent: Heat shock proteins (HSP60 HSP70 GP96) Protéines matrice extracellulaire (hyaluronane, fibronectine, fibrinogène) Complexes Immuns Surfactant protein A Constituants de cellules nécrotiques Pattern Recognition Receptors (PRR) Incluent: Toll like receptors Recepteurs pour cellules apoptotiques Recepteurs pour opsonines Receptors pour les protéines de la coagulation et du C
PAMPS de Type 1 et leur PRR Peptidoglycane(bactérie Gram +) Lipoproteines Lipoarabinomannane(Mycobacteria) LPS (Leptospire) LPS (Porphyromonas) Glycophosphatylinositol-(T. Cruzi) Zymosan (Levure) dsdna LPS Lipotechoic acid - (bactérie Gram +) protéine F RSV CpG non-méthylé du DNA CD14 MD-2 TLR 2 TLR 1 TLR 6 TLR 2 TLR 3 TLR 4 TLR 9 Taux bas IL-12p70 Certains ligands induisent IL-10 ou IL-12p35 Taux élevés IL-12p70 IFN-α IL-12p70 élevée Taux élevés IL-12p70 IFN-α
les TLRsportés par la cellule dendritique vont intervenir pour moduler le profil évolutif des malades à risque d'allergie
Des dysfonctionnements du système immunitaire inné ont été retrouvés dans les maladies allergiques. La cellule dendritique joue un rôle clé dans l orientation de la réponse immune allergique en réponse à l allergène.
Cellule dendritique = Cellule hématopoïetiquelymphoïde et myeloïde. mdc: * Cellule fortement phagocytaire * Capable d orienter la réponse T pdc: * Cellule clé de l immunité antivirale * Sécrétel interféron de type I * Régule les fonctions des mdc * Généredes T mémoire.
Modification morphologique des cellules dendritiques au cours de leur maturation
En plus de l antigène, d autres informations sont échangées entre les DC et les cellules T Les DC ontune profonde influence sur les propriétésdes cellules T qui se développent
Différents arguments expérimentaux plaident en faveur de l implication des DC dans la physiopathologie de l allergie respiratoire
Les DC augmentent: I *Dans les poumons de patients asthmatiques * Dans la muqueuse nasale de sujets présentant une rhinite allergique
une stimulation allergénique chez II des patients asthmatiques allergiques entraîne : un recrutement des DC au niveau bronchique après quelques heures
III L administration des DC stimulées par l ovalbumine dans la trachée de souris naïves induit: *Une sensibilisation de type Th2 *Une inflammationbronchique avec infiltrat à éosinophiles
IV Les DC issues de monocytes de sujets allergiques aux acariens stimulent la production d IgE humaines chez la souris SCID
V la déplétion en DC chez la souris sensibilisée à l ovalbumine entraîne *Une abolition de la réponse Th2 *Une diminution de la production d IgE *Une diminution du recrutement des éosinophiles 3 éléments spécifiquesde la réponse immuno-allergique respiratoire
VI Les DC stimulées par l allergène Derp1 *Forte production d IL-12 et faible d IL-10 chez le sujet sain, favorisant Th1 *Absence de production d IL12 et forte d IL10 chez les allergiques favorisant Th2
La réponses allergique est comme tout autre réponse immunitaire et implique les mêmes régulateurs Protéinenon soiissue d allergène ou pathogène Barrière: Peau, intestin, poumon, oeil, nez, etc Inflammation inc. MIP-1α, MCP-1 MIP-1β Activation et migration de cellules dendritiques au site de l inflammation
*Les CD subissent un processus de maturation *Migrentvers les ganglions périphériques voisins où elles peuvent rencontrerles lymphocytes naïfs. *Cettemigration des CDest stimulée par des cytokines (TNF alpha) libérées suite à l'activation des TLR.
La reconnaissance par le TLR d'un PAMP: *signal d'activation cellulaire, via le facteur de transcription NF-kB *synthèse puis la sécrétion de médiateurs (cytokines, médiateurs pro-inflammatoires, chimiokines )
La stimulation des TLR2 et 4 des DC entraîne lamaturation de la cellule dendritiqueavec une augmentation : *d'expression du CMH *des molécules costimulatrices *sécrétion de cytokines proinflammatoires (TNF α et IL-1 et IL-6)
Rôle clé des molécules de costimulation au contact d un allergène *pro-th1 pour CD 80 *proth2 pour CD86 ou OX40-L
Contact entre un lymphocyte ( en jaune ) et une cellule dendritique présentatrice d'antigène
Allergènes +un signal de danger = = sensibilisation des DC. *L allergène lui-même (protéases de Derp1) *Contaminant microbien /environnemental (bactéries, virus).
La balance Th1 Th2 dépend : la dose d'endotoxine administrée et sa nature le timing de l'administration par rapport à la stimulation allergénique mais aussi le degré de maturation de la CD - Mature: polarisation Th2 -Immature: Tolérance
Réponse allergique pulmonaire les DCsde type myéloïde *sensibilisation aux allergènes *maintenance de l'inflammation pulmonaire les DCs plasmacytoïdes =tolérance vis-à-vis d'antigènes inhalés
Réponse allergique pulmonaire les mdcs contribuent à l'induction et à la maintenance de l'asthme les pdcs protègent contre le développement de l'asthme allergique
Réponse allergique pulmonaire le LPS inhalé à faible dose en association avec l'allergène entraîne une réponse Th2 le LPS inhalé à forte dose en association avec l'allergène entraîne une réponseth1/treg
L activation des TLR en présence d allergène module les fonctions des cellules dendritiques peut favoriser le développement de la réaction allergique empêcher le développement de la réaction allergique
La stimulation des TLR entraîne des effets différents et même opposés sur la réponse immune: **Maturation des CD et réponse adaptée à l'agent d'agression(faible dose) **Activation des cellules TregCD4 + CD25 + régulatrices naturelles (forte dose).
Trois éléments importants dans l'apparition d'un asthme: *la présence de l'allergène (acariens) *le fond génétique (le type d'allèles du TLR4), * l'environnement naturel (richesse en endotoxines).
les concentrations en endotoxine dans la poussière des maisons sont inversement proportionnelles au pourcentage d'enfants à risque allergique qui vont se sensibiliser aux acariens
L hypothèse hygiéniste(strachan, 1989) Basée sur l épidemiologie de la rhinite allergique La diminution de la taille des familles, l amélioration des conditions de vie, et le standard élevéde propreté corporelle ont limité les infections croisées au seindes familles. Cecipourraitêtrela cause de l augmentationde fréquencedes maladies atopiques."..peutêtreinterprétécommeun défautde modulation microbienne des réponses Th2 durant l enfance
Système immunitaire de l enfant & du nouveau-né Infections en série Réponse Immune Th1 Th2 Th2 Age L environnement intrautérin est puissamment Th2 Ceci exerce une dominance Th2 chez le N-Né Th1/Th2 À l équilibre à ~2 ans
Maturation retardée de la fonction Th1 Réponse immune Peu d infections hygiène, taille réduite de la famille, etc Th1 Th2 Age Durée plus longue au cours de laquelle s établissent les réponses TH2 contre les Ag de l environnement Déséquilibre Th1/Th2 Dominance Th2 à ~2 ans
Signaux 1, 2 and 3 Signal 1 antigène & recepteur antigène DC Th Signal 2 B7 -CD28 Costimulation Signaux 1 & 2 activent cellules T: prolifération et fonction effectrice Maisqui régulela réponseth1 ou Th2? Signal 3 - DC polarisée par pathogène
Sous-populations DC polarisées Signal 1 DC Th Signal 2 Signal 3 signal polarisant les Th L intégration de signaux de pathogènes/allergènes et du milieu extracellulaire polarisent les DC à produire 3 signaux qualitativement différents Les propriétésdes allergènes, ou des porteursd allergènes, influencentles DC à induirele développement de cellules Th appropriées
Le schémade la réponseimmunitaireallergiqueselonle consensus est centré autour des cellules Th polarisées Effets de mode en Immunologie.1960 & 1970 Immunoglobuline E 1970 & 1980 Mastocytes& Eosinophiles 1980 & 1990 Environnement ante-natal & adulte, allergènes, Th2 1990 & 2000 Expériencemicrobienne, Epithélium, Tregs
Bien qu il constitue un concept attrayant, le modèle de polarisation Th2 est trop simpliste pour expliquer l allergie L allergie est une maladie dont la regulation immune est altérée. Où se situe cette altération?.nombre réduit de cellules produisant l IL-12?.Capacité réduite à produire ou à répondre à l IL-12?.Stimulation réduite de l IL-12 par les substances microbiennes?
CONCLUSION 1 La CD par sa fonction de présentatrice de l'antigène d'une partet par l'activation des TLR d'autre part Carrefour de l'immunité adaptative et de l'immunité innée
CONCLUSION 2 Un rôle clé dans l'initiation et la régulation de la réaction allergique Capable de participer à l'établissement de la tolérance