Traité des maladies et syndromes systémiques (6° Éd.)

Traité des maladies et syndromes systémiques (6° Éd.)

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Description

Sixième édition, entièrement réécrite et augmentée de l’ouvrage de référence en Médecine interne depuis plus de trente ans.
Ce traité est aujourd’hui édité pour la première fois intégralement en couleur.
L’équipe d’une centaine d’auteurs, tous référents dans leur spécialité, a révisé et actualisé l’ensemble des chapitres.
Sont développées de façon complète et précise : l’inflammation, l’immunité, la génétique et l’anatomopathologie ; les maladies auto-immunes ; les vascularites ; les manifestations et affections systémiques ; les maladies systémiques en pédiatrie ; les autres affections systémiques (GVH, DIP, etc.) ; les thérapeutiques (depuis les immunosuppresseurs jusqu’aux biothérapies).
La richesse de l’iconographie en couleur, les tableaux, les bibliographies et l’index détaillé ajoutent à la qualité et à l’exhaustivité de ce traité, devenu un classique.


PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS

1. Exploration de l’immunité humorale et cellulaire
2. Génétique des maladies systémiques : méthodologie et applications
3. Réaction inflammatoire : déclenchement et évolution
4. Nouveaux outils biologiques : la génomique. Principes et applications
5. Intérêt de l’analyse protéomique dans les maladies systémiques
6. Auto-anticorps dans les maladies systémiques
7. Concepts actuels de l’auto-immunité
8. Analyses tissulaires
9. Évaluation thérapeutique dans les maladies systémiques. Les clefs pour comprendre
10. Maladies systémiques et grossesse

MALADIES AUTO-IMMUNES

11. Physiopathologie du lupus
12. Lupus érythémateux systémique
13. Syndrome des antiphospholipides (hors grossesse)
14. Évaluation du traitement du lupus érythémateux systémique
15. Manifestations systémiques de la polyarthrite rhumatoïde
16. Sclérodermie systémique
17. Fasciite avec éosinophilie (syndrome de Shulman). Syndromes sclérodermiformes
18. Syndrome de Gougerot-Sjögren
19. Connectivites mixtes
20. Myopathies inflammatoires
21. Polychondrite chronique atrophiante

VASCULARITES

22. Classification et épidémiologie des vascularites
23. Mécanismes des vascularites primitives
24. Maladie de Horton et pseudo-polyarthrite rhizomélique
25. Maladie de Takayasu
26. Périartérite noueuse
27. Maladie de Kawasaki
28. Polyangéite microscopique
29. Granulomatose éosinophilique avec polyangéite (Churg-Strauss)
30. Granulomatose avec polyangéite (Wegener)
31. Pronostic des vascularites associées aux ANCA et de la périartérite noueuse.
Complications des traitements
32. Syndrome de Goodpasture
33. Syndrome de Cogan
34. Thromboangéite oblitérante (maladie de Buerger)
35. Purpura rhumatoïde
36. Autres vascularites et pseudo-vascularites
37. Vascularites secondaires aux affections systémiques et auto-immunes
38. Maladie de Behçet
39. Manifestations extrahépatiques associées à l’infection chronique par le virus de l’hépatite C
40. Vascularites cryoglobulinémiques
41. Vascularites des maladies malignes
42. Vascularites du système nerveux central
43. Maladie associée aux IgG4

MANIFESTATIONS ET AFFECTIONS SYSTÉMIQUES

44. Manifestations systémiques des spondylarthropathies
45. Manifestations systémiques des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et de la maladie coeliaque
46. Maladie de Whipple
47. Manifestations systémiques des hépatopathies auto-immunes
48. Manifestations systémiques des thyroïdites auto-immunes
49. Manifestations systémiques des syndromes lymphoprolifératifs
50. Syndrome POEMS
51. Maladies de Castleman
52. Mastocytoses
53. Syndromes hyperéosinophiliques
54. Syndrome hémophagocytaire
55. Histiocytoses
56. Hypodermites
57. Dermatoses neutrophiliques
58. Maladies du tissu conjonctif (élastopathies et autres affections)
59. Manifestations systémiques des cancers épithéliaux
60. Purpura thrombotique thrombocytopénique, syndrome hémolytique et urémique et autres syndromes de micro-angiopathie thrombotique

MALADIES SYSTÉMIQUES EN PÉDIATRIE

61. Maladies systémiques à début pédiatrique
62. Syndromes et maladies auto-inflammatoires
63. Fièvre méditerranéenne familiale (maladie périodique)
64. Syndrome d’hyperimmunoglobulinémie D (Mévalonate kinase)
65. Pathologies auto-inflammatoires systémiques héréditaires associées à la cryopyrine
66. Pathologies associées aux mutations du gène du récepteur de type 1 du TNF (TRAPS)

AUTRES AFFECTIONS SYTÉMIQUES

67. Fibroses systémiques
68. Granulomatoses systémiques
69. Amyloses
70. Maladie du greffon contre l’hôte
71. Déficits immunitaires héréditaires
72. Maladie de Still de l’adulte
73. Sarcoïdose

THÉRAPEUTIQUES

74. Immunosuppresseurs
75. Immunoglobulines intraveineuses
76. Hémaphérèse thérapeutique
77. Anti-TNF et maladies systémiques
78. Nouvelles stratégies d’immuno-intervention
79. Thérapie cellulaire
80. Thérapie génique
81. Corticothérapie
82. Biothérapies

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Ajouté le 05 février 2015
Nombre de lectures 1 111
EAN13 9782257705853
Langue Français
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Sous la direction de
Loïc Guillevin
Olivier Meyer
Ouvrage de référence en Médecine interne, Rhumatologie et autres spécialités Éric Hachulla
edepuis plus de 30 ans, la 6 édition du Traité des maladies et syndromes systémiques
Jean Sibiliaest entièrement réécrite, augmentée et actualisée.
• Sont développées de façon complète et précise : l’infammation, l’immunité, la
génétique, l’anatomopathologie et l’évaluation thérapeutique ; les maladies
auto-immunes ; les vascularites ; les manifestations et affections systémiques
chez l’adulte et l’enfant ; les thérapeutiques (depuis les immunosuppresseurs, la Traitécorticothérapie jusqu’aux biothérapies).
• Chaque chapitre présente la symptomatologie clinique, la physiopathologie, la
stratégie diagnostique, les choix thérapeutiques et les propositions thérapeutiques.
• La richesse de l’iconographie en couleur, les tableaux et critères diagnosti- des Maladiesques, les bibliographies et l’index détaillé ajoutent à la qualité et à l’exhaustivité
de ce traité, devenu un classique.
Plus de 150 auteurs référents ont collaboré à cette nouvelle édition, sous la direction de : et syndromes
Loïc GUILLEVIN, Professeur des u niversités, Praticien hospitalier, service de
Médecine interne, hôpital Cochin, université Paris Descartes, Paris.
Olivier MEYER, Professeur des u niversités, Praticien hospitalier, service de
Rhumatologie, hôpital Bichat-Claude Bernard, université Paris Diderot, Paris. systémiques
Éric HACHULLA, Professeur des universités, Praticien hospitalier, service de
Médecine interne, CHRu , Lille.
eJean SIBILIA, Professeur des u niversités, Praticien hospitalier, service de 6 édition
Rhumatologie, CHRu, Strasbourg.
L’ouvrage s’adresse à tous les médecins spécialistes : internistes,
rhumatologues, dermatologues, néphrologues, oncologues, immunologistes… m-:HSMCPH=WUZ]Z]:
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Loïc Guillevin
Traité des Maladies et
Olivier Meyer
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syndromes systémiques
Jean SibiliaLoïc Guillevin
Olivier Meyer
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Traité
des Maladies
et syndromes
systémiques
e 6 éditionChez le même éditeur
Dans la collection « Traités »
Traité d’imagerie médicale, par H. Nahum
Traité d’anesthésie et de réanimation, par O. Fourcade, T. Geeraerts, V. Minville et K. Samii
Traité européen de psychiatrie et de psychopathologie de l’enfant et de l’adolescent, par P. Ferrari et O. Bonnot
Traité d’addictologie, par M. Reynaud
Traité de psychiatrie, par M. Gelder, R. Mayou et P. Cowen
Traité de médecine et chirurgie de l’obésité, par A. Basdevant, J.-L. Bouillot, K. Clément, J.-M. Oppert et P. Tounian
Traité de nutrition clinique de l’adulte, par A. Basdevant, M. Laville et É. Lerebours
Traité de diabétologie, par A. Grimaldi
Traité d’endocrinologie, par Ph. Chanson et J. Young
Traité de prévention, par F. Bourdillon
Traité de santé publique, par F. Bourdillon, G. Brücker et D. Tabuteau
Manuel d’échocardiographie clinique, par A. Cohen et P. Guéret
Cardiopathies valvulaires de l’adulte, par B. Cormier, E. Lansac, J.-F. Obadia et C. Tribouilloy
Médecine cardiovasculaire du sujet âgé, par P. Assayag, J. Belmin, J.-M. Davy, J.-N. Fiessinger, P. Friocourt, G. Jondeau, J. Puel et Ch. Tivalle
Traité de thérapeutique cardiovasculaire Ambrosi
Traité de pneumologie, par M. Aubier
Traité d’allergologie, par D. Vervloet et A. Magnan
Traité d’ORL, par D. Brasnu, D. Ayache, S. Hans, D.M. Hartl et J.-F. Papon
Traité de médecine hospitalière, par J.-P. Grünfeld
Traité de thérapeutique rhumatologique, par Th. Bardin et Ph. Orcel
Maladies métaboliques osseuses de l’adulte, par M.-C. de Vernejoul et P. Marie
Traité de proctologie, par Ph. Godeberge
Traité de pancréatologie clinique, par Ph. Lévy, Ph. Ruszniewski et A. Sauvanet
Traité de gynécologie, par H. Fernandez, C. Chapron et J.-L. Pouly
Traité d’obstétrique, par D. Cabrol, J.-C. Pons et F. Goffinet
Principes de médecine interne Harrison, par D.L. Longo, A.S. Fauci, D.L. Kasper, S.L. Hauser, J.L. Jameson, J. Loscalzo
Traité de médecine, par P. Godeau, S. Herson et J.-Ch. Piette
Dans d’autres collections
Œil et maladies systémiques, par P. Sève et L. Kodjikian
Le livre de l’interne : médecine interne, par L. Guillevin
Sémiologie médicale, par L. Guillevin
La petite encyclopédie médicale Hamburger, par M. Leporrier
Guide du bon usage du médicament, par G. Bouvenot et C. Caulin
Le Flammarion médical, par M. Leporrier
Dictionnaire français-anglais, anglais-français des termes médicaux et des médicaments, par G.S. Hill
L’anglais médical : spoken and written medical english, par C. et F.-X. CoudéSous la direction de
Loïc Guillevin
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Traité
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systémiques
e 6 édition
Préface du Professeur Marcel-Francis KAHN
editions.lavoisier.frre1 édition, 1982
e2 édition, 1985
e e2 édition, 2 tirage, 1986
e e2 édition, 3 tirage, 1987
e3 édition, 1991
e e3 édition, 2 tirage, 1991
e e3 édition, 3 tirage, 1993
e e3 édition, 4 tirage actualisé, 1995
e4 édition, 2000
e e4 édition, 2 tirage, 2001
e5 édition, 2008
e6 édition, 2015
Direction éditoriale : Fabienne Roulleaux
Coordination éditoriale : Béatrice Brottier
Secrétariat d’édition : Caroline Chevalier
Fabrication : Estelle Perez
Couverture : Isabelle Godenèche
Composition : Nord Compo, Villeneuve-d’Ascq
Impression, reliure : Grafos, Barcelone
ISBN 978-2-257-20585-8
© 1982, 1985, 1991, 2000, 2008, 2015, Lavoisier, ParisListe des collaborateurs
ACKERMANN Félix, Praticien, service de Médecine interne, hôpital Foch, Suresnes.
ALLANORE Yannick, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Cochin, Paris.
ALLEZ Matthieu, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Gastro-entérologie, hôpital Saint-Louis, Paris.
AMOURA Zahir, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne 2, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
AOUBA Achille, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Caen.
ARNAUD Laurent, Chef de clinique-Assistant, service de Médecine interne, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
ASLI Bouchra, Attaché, service d’Immunologie clinique, hôpital Saint-Louis, Paris.
BACH Jean-François, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, consultant, laboratoire d’Immunologie, hôpital Necker-Enfants malades,
Paris.
BADER-MEUNIER Brigitte, Praticien hospitalier, service d’Immuno-Hématologie et Rhumatologie pédiatriques, hôpital Necker-Enfants malades,
Paris.
BAILLET Athan, Chef de clinique-Assistant, clinique universitaire de Rhumatologie, CHU, Grenoble.
BALLARD Magali, ancien Chef de clinique-Assistant, service de Rhumatologie, hôpital Bichat-Claude Bernard, Paris.
BARDIN Thomas, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Lariboisière, Paris.
BARETE Stéphane, Praticien attaché, service de Dermatologie-Allergologie, hôpital Tenon, Paris.
BATTISTELLA Maxime, Praticien hospitalier, service d’Anatomopathologie, hôpital Saint-Louis, Paris.
BAY Jacques-Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Thérapie cellulaire et Hématologie clinique, CHU,
ClermontFerrand.
BENVENISTE Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne-Immunologie clinique, hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris.
BÉREZNÉ Alice, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
BERTHEAU Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Anatomopathologie, hôpital Saint-Louis, Paris.
BERTHELOT Jean-Marie, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Nantes.
BIENVENU Boris, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Caen.
BLANCO Patrick, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, CNRS/UMR 5164, service d’Immunologie et Immunogénétique, CHU,
Bordeaux.
BONNET Joëlle, Praticien hospitalier, service de Gastro-entérologie, hôpital Sainte-Camille, Brie-sur-Marne.
BOURNAUD-SALINAS Claire, Praticien hospitalier, service de Médecine nucléaire, CHU, Lyon.
BOYER Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, Inserm U905 ; laboratoire d’Immunologie clinique et expérimentale, CHU, Rouen.
BOYSSON Hubert de, Interne des Hôpitaux, service de Médecine interne, CHU, Caen.
BRACHEMI Soumeya, Néphrologue, Professeur adjoint à l’université de Montréal ; service de Néphrologie, CHUM, Montréal.
BREBAN Maxime, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Ambroise-Paré, Boulogne-Billancourt.
CABANE Jean, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Saint-Antoine, Paris.
CACOUB Patrice, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne-Immunologie clinique, hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris.
CADRANEL Jacques, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Pneumologie, hôpital Tenon, Paris.
CANDON Sophie, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, Inserm U1151 ; service d’Immunologie biologique, hôpital
NeckerEnfants malades, Paris.
CANIONI Danièle, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service d’Anatomopathologie, hôpital Necker-Enfants malades,
Paris.
CHANDESRIS Marie Olivia, Praticien hospitalier, service d’Hématologie, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
CHAPELON-ABRIC Catherine, Praticien hospitalier, service de Médecine interne-Immunologie clinique, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
CHARLES Pierre, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
CHATENOUD Lucienne, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, Inserm U1151 ; service d’Immunologie biologique, hôpital
NeckerEnfants malades, Paris.VI LISTE DES COLLABORATEURS
CHIOCCHIA Gilles, Directeur de recherches Inserm, Inserm U576, CNRS/UMR 8104 ; service d’Immunologie, hôpital Cochin, Paris.
CLAUDEPIERRE Pascal, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Henri-Mondor, Créteil.
CLIQUENNOIS Manuel, Chef de clinique-Assistant, service d’Hématologie clinique, hôpital Saint-Vincent de Paul, Lille.
COHEN Pascal, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
COMBE Bernard, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Montpellier.
CONSTANTIN Arnaud, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Toulouse.
COPPO Paul, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service des Maladies du sang et de Thérapie cellulaire, hôpital Saint-Antoine, Paris.
COROUGE Marion, Praticien hospitalier contractuel, service d’Hépatologie, hôpital Cochin, Paris.
COSETTE Pascal, Professeur des Universités, CNRS/URM 6270, plateforme Protéomique PISSARO, université de Rouen.
COSTEDOAT-CHALUMEAU Nathalie, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
CRABOL Yoann, Chef de clinique-Assistant, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
CRIBIER Bernard, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Dermatologie, CHU, Strasbourg.
DAMAJ Gandhi, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Hématologie clinique, CHU, Caen.
DEREURE Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Dermatologie, CHU, Montpellier.
DESAUW Christophe, Praticien hospitalier, service d’Oncologie médicale, CHU, Lille.
DIEUDÉ Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Bichat-Claude Bernard, Paris.
DODÉ Catherine, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Biochimie et Génétique moléculaire, hôpital Cochin, Paris.
DONADIEU Jean, Praticien hospitalier, service d’Hémato-Oncologie pédiatrique, hôpital Trousseau, Paris.
DOUGADOS Maxime, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Cochin, Paris.
DUBREUIL Patrice, Directeur de recherches, UMR 891, Centre de recherches en cancérologie, Marseille.
DUCROIX Jean-Pierre, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Amiens.
DUFFAU Pierre, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne-Immunologie clinique, CHU, Bordeaux.
DUHAUT Pierre, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Amiens.
EA Hang-Korng, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Lariboisière, Paris.
EMMERICH Joseph, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine vasculaire et HTA, hôpital européen Georges-Pompidou,
Paris.
EYMARD Bruno, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, institut de Myologie, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
FABRE Sylvie, Praticien, service de Rhumatologie, clinique Beau-Soleil, Montpellier.
FAIN Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Saint-Antoine, Paris.
FAUTREL Bruno, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
FERMAND Jean-Paul, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Immunologie clinique, hôpital Saint-Louis, Paris.
FRAITAG Sylvie, Praticien hospitalier, service d’Anatomie pathologique, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
FRANCÈS Camille, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Dermatologie-Allergologie, hôpital Tenon, Paris.
FRÉMEAUX-BACCHI Véronique, Praticien hospitalier, service d’Immunologie clinique, hôpital européen Georges-Pompidou, Paris.
GAUDIN Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, clinique universitaire de Rhumatologie, CHU, Grenoble.
GAYRAUD Martine, Professeur au Collège de Médecine, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, institut mutualiste Montsouris, Paris.
GEORGIN-LAVIALLE Sophie, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Tenon, Paris.
GODEAU Bertrand, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Henri-Mondor, Créteil.
GOËB Vincent, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Amiens.
GOTTENBERG Jacques-Éric, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Strasbourg.
GRATEAU Gilles, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Tenon, Paris.
GROSSIN Maggy, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service d’Anatomopathologie, hôpital Louis-Mourier, Colombes.
GUETTROT-IMBERT Gaëlle, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Clermont-Ferrand.
GUILLEVIN Loïc, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
HACHULLA Éric, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Lille.
HATRON Pierre-Yves, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Lille.
HAYEM Gilles, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Ambroise-Paré, Boulogne-Billancourt.
HERMINE Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Hématologie, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
HERSON Serge, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne-Immunologie clinique, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
HILLION Sophie, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, laboratoire d’Immunologie et d’Anatomopathologie, université
Bretagne occidentale, Brest.
JACQUOT Serge, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service d’Immunopathologie, CHU, Rouen.
JANIN Anne, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Pathologie, hôpital Saint-Louis, Paris.
KAHN Jean-Emmanuel, Praticien, service de Médecine interne, hôpital Foch, Suresnes.
KAVERI Srini V., Directeur de recherches, Inserm U681, université Pierre et Marie Curie, Paris.
KONÉ-PAUT Isabelle, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Pédiatrie générale-Rhumatologie pédiatrique, hôpital Bicêtre, Le
Kremlin-Bicêtre.
LASSOUED Kaïss, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, Inserm U925 ; service d’Immunologie, CHU, Amiens.
LAZARO Estibaliz, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Bordeaux.
LE GUERN Véronique, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
LE THI HUONG Du, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.LISTE DES COLLABORATEURS VII
LEFEBVRE Guillaume, Assistant hospitalo-universitaire, institut d’Immunologie-Réseau éosinophile, CHRU, Lille.
LEGRÈS Luc, Ingénieur de recherches Inserm, Inserm U728 ; service d’Anatomopathologie, hôpital Saint-Louis, Paris.
LESAVRE Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Néphrologie, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
LHERMITTE Ludovic, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service d’Hématologie, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
LHOTE François, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, centre hospitalier, Saint-Denis.
LIOTÉ Frédéric, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Lariboisière, Paris.
LIOTÉ Huguette, Praticien hospitalier, service de Pneumologie, hôpital Tenon, Paris.
LORTHOLARY Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service des Maladies infectieuses et tropicales, hôpital Necker-Enfants
malades, Paris.
MAHR Alfred, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Saint-Louis, Paris.
MARIETTE Xavier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Bicêtre, Le Kremlin-Bicêtre.
MASSON Charles, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Angers.
MATHIAN Alexis, Praticien hospitalier, service de Médecine interne 2, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
MEYER Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Bichat-Claude Bernard, Paris.
MICELI-RICHARD Corinne, Professeur des Universités, Pr
MICHEL Marc, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Henri-Mondor, Créteil.
MIOSSEC Pierre, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, laboratoire d’Immunogénomique et Inflammation, CHU, Lyon.
MIRAULT Tristan, Praticien hospitalier, service de Réadaptation vasculaire, hôpital Corentin-Celton, Issy-les-Moulineaux.
MORANNE Olivier, Praticien hospitalier, service de Néphrologie, CHU, Nice.
MOREL Jacques, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Montpellier.
MORTIER Laurent, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Dermatologie, CHU, Lille.
MOURA Daniéla, Praticien, service d’Hématologie, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
MOUTHON Luc, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
NEVEN Bénédicte, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service d’Immuno-Hématologie et Rhumatologie pédiatriques,
hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
NIZARD Jacky, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Gynécologie et Obstétrique, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
NOCHY Dominique, Praticien hospitalier, service d’Anatomopathologie, hôpital européen Georges-Pompidou, Paris.
NUNES Hilario, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Pneumologie, hôpital Avicenne, Bobigny.
OKSENHENDLER Éric, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Immunologie clinique, hôpital Saint-Louis, Paris.
ORCEL Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Lariboisière, Paris.
ORGIAZZI Jacques, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Endocrinologie, CHU, Lyon.
PAGNOUX Christian, Praticien hospitalier, division of Medicine, department of Rheumatology, Mount Sinai Hospital, Toronto.
PALAZZO Clémence, Chef de clinique-Assistant, service de Médecine physique et Réadaptation, hôpital Cochin, Paris.
P Élisabeth, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Bichat-Claude Bernard, Paris.
PAPO Thomas, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Bichat-Claude Bernard, Paris.
PEFFAULT DE LA TOUR Régis, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Hématologie-Greffe, hôpital Saint-Louis, Paris.
PICARD Capucine, Praticien hospitalier, service de Dermatologie, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
PIETTE Jean-Charles, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
PILLEBOUT Évangéline, Praticien hospitalier, service de Néphrologie-Transplantations, hôpital Saint-Louis, Paris.
PLAISIER Emmanuelle, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Néphrologie et Dialyse, hôpital Tenon, Paris.
POUCHOT Jacques, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital européen Georges-Pompidou, Paris.
PRIEUR Anne-Marie, Praticien hospitalier, service d’Immuno-Hématologie et Rhumatologie pédiatriques, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
PUÉCHAL Xavier, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
QUARTIER Pierre, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Immunologie-Hématologie pédiatrique, hôpital Necker-Enfants
malades, Paris.
RAMIREZ Carole, Praticien hospitalier, service de Neurologie, CHU, Lille.
RANQUE Brigitte, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital européen Georges-Pompidou,
Paris.
RENAUDINEAU Yves, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, laboratoire d’Immunologie et Immunothérapie, CHU, Brest.
RICHETTE Pascal, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Lariboisière, Paris.
RICHEZ Christophe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Bordeaux.
RONCO Pierre, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Néphrologie et Dialyses, hôpital Tenon, Paris.
RONDEAU Éric, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Néphrologie et Dialyses, hôpital Tenon, Paris.
SAADOUN David, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne-Immunologie clinique, hôpital
PitiéSalpêtrière, Paris.
SACRÉ Karim, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Bichat-Claude Bernard, Paris.
SAINT-BASILE Geneviève de, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, Directeur de recherches Inserm, Inserm U768 ; service
d’Immunologie-Hématologie pédiatriques, hôpital Necker-Enfants malades, Paris.
SAMSON Maxime, Chef de clinique-Assistant, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
SARAUX Alain, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Brest.
SCHLEINITZ Nicolas, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, CHU, Marseille.VIII LISTE DES COLLABORATEURS
SENET Patrica, Praticien hospitalier, service de Dermatologie-Allergologie, hôpital Tenon, Paris.
SENSEBÉ Luc, Directeur médical et scientifique, UMR5273, CNRS/UPS/EFS, Inserm U1031 ; EFS Pyrénées-Méditerranée, Toulouse.
SEROR Raphaèle, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, hôpital Bicêtre, Le Kremlin-Bicêtre.
SIBILIA Jean, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Strasbourg.
SOCIÉ Gérard, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Hématologie-Transplantation, hôpital Saint-Louis, Paris.
SOGNI Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Hépatologie, hôpital Cochin, Paris.
SOUBRIER Martin, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHU, Clermont-Ferrand.
TATAR Zuzana, Chef de clinique-Assistant, service de Rhumatologie, CHU, Clermont-Ferrand.
TAZI Abdellatif, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Pneumologie, hôpital Saint-Louis, Paris.
TERRIER Benjamin, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Cochin, Paris.
THERVET Éric, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Néphrologie, hôpital européen Georges-Pompidou, Paris.
TOUITOU Isabelle, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, laboratoire de Génétique des maladies rares et auto-inflammatoires, CHU,
Montpellier.
TRON François, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Immunopathologie, CHU, Rouen.
UZUNHAN Yurdagül, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service de Pneumologie, hôpital Avicenne, Bobigny.
VALEYRE Dominique, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Pneumologie, hôpital Avicenne, Bobigny.
VARIN Audrey, Chargé d’études, UMR5273, CNRS/UPS/EFS, Inserm U1031 ; EFS Pyrénées-Méditerranée, Toulouse.
VERNEUIL Laurence, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Dermatologie, CHU, Caen.
VEYRADIER Agnès, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, laboratoire d’Hématologie, hôpital Antoine-Béclère, Clamart.
VINCENEUX Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Médecine interne, hôpital Louis-Mourier, Colombes.
VITTECOQ Olivier, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, Inserm U905, service de Rhumatologie, CHU, Rouen.
WECHSLER Bertrand, Professeur au Collège de Médecine, service de Médecine interne-Immunologie clinique, hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris.
W Janine, Maître de conférences des Universités, Praticien hospitalier, service d’Anatomopathologie, hôpital Henri-Mondor, Créteil.
WÉMEAU Jean-Louis, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service d’Endocrinologie, CHU, Lille.
WENDLING Daniel, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Rhumatologie, CHRU, Besançon.
YOUINOU Pierre, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, laboratoire d’Immunologie, CHU, Brest.
ZERBIB Philippe, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Chirurgie digestive et Transplantation, CHU, Lille.
ZUBER Mathieu, Professeur des Universités, Praticien hospitalier, service de Neurologie et Neurovasculaire, hôpital Saint-Joseph, Paris.Sommaire
Préface, par M.-F. KAHN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII
Avant-propos, par L. GUILLEVIN, O. MEYER, É. HACHULLA et J. SIBILIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV
PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Chapitre 1 Exploration de l’immunité humorale et cellulaire, par F. TRON, O. BOYER et S. JACQUOT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Chapitre 2 Génétique des maladies systémiques : méthodologie et applications, par C. MICELI-RICHARD et P. DIEUDÉ. . . . . . . . . . . . . . . . 23
Chapitre 3 Réaction inflammatoire : déclenchement et évolution, par H.-K. EA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Chapitre 4 Nouveaux outils biologiques : la génomique. Principes et applications, par G. CHIOCCHIA et J.-É. GOTTENBERG . . . . . . . . . . . . 54
Chapitre 5 Intérêt de l’analyse protéomique dans les maladies systémiques, par P. COSETTE, O. VITTECOQ, V. GOEB, P. GAUDIN
et A. BAILLET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Auto-anticorps dans les maladies systémiques, par Y. RENAUDINEAU, S. HILLION, A. SARAUX et P. YOUINOU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Chapitre 6
Chapitre 7 Concepts actuels de l’auto-immunité, par F. TRON et J.-F. BACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Chapitre 8 Analyses tissulaires, par A. JANIN, P. BERTHEAU, L. VERNEUIL, L. LEGRÈS et M. GROSSIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Chapitre 9 Évaluation thérapeutique dans les maladies systémiques. Les clefs pour comprendre, par R. SEROR et M. DOUGADOS . . . . . 136
Chapitre 10 Maladies systémiques et grossesse, par N. COSTEDOAT-CHALUMEAU, J. NIZARD, D. LE THI HUONG et G. GUETTROT-IMBERT . . . . . . . . . . 146
MALADIES AUTO-IMMUNES
Chapitre 11 Physiopathologie du lupus, par P. BLANCO, P. DUFFAU, E. LAZARO et C. RICHEZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Chapitre 12 Lupus érythémateux systémique, par O. MEYER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Chapitre 13 Syndrome des antiphospholipides (hors grossesse), par O. MEYER, L. ARNAUD, J.-C. PIETTE et Z. AMOURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Chapitre 14 Évaluation du traitement du lupus érythémateux systémique, par A. MATHIAN, O. MEYER et Z. AMOURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
Chapitre 15 Manifestations systémiques de la polyarthrite rhumatoïde, par T. BARDIN, P. RICHETTE, P. DIEUDÉ, H. LIOTÉ, P. ORCEL et F. LIOTÉ. . . 434
Chapitre 16 Sclérodermie systémique, par L. MOUTHON, Y. ALLANORE, J. CABANE et É. HACHULLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
Chapitre 17 Fasciite avec éosinophilie (syndrome de Shulman). Syndromes sclérodermiformes, par É. PALAZZO, C. PALAZZO, M. BALLARD
et M. GROSSIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
Chapitre 18 Syndrome de Gougerot-Sjögren, par X. MARIETTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
Chapitre 19 Connectivites mixtes, par G. HAYEM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
Chapitre 20 Myopathies inflammatoires, par O. BENVENISTE, B. EYMARD et S. HERSON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
Chapitre 21 Polychondrite chronique atrophiante, par B. TERRIER et L. GUILLEVIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635X SOMMAIRE
VASCULARITES
Chapitre 22 Classification et épidémiologie des vascularites, par A. MAHR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
Chapitre 23 Mécanismes des vascularites primitives, par S. BRACHEMI et P. LESAVRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
Chapitre 24 Maladie de Horton et pseudo-polyarthrite rhizomélique, par P. DUHAUT et J.-P. DUCROIX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
Chapitre 25 Maladie de Takayasu, par T. MIRAULT et J. EMMERICH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708
Chapitre 26 Périartérite noueuse, par M. SAMSON et L. GUILLEVIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
Chapitre 27 Maladie de Kawasaki, par A. AOUBA et A. MAHR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737
Chapitre 28 Polyangéite microscopique, par P. CHARLES et L. GUILLEVIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
Chapitre 29 Granulomatose éosinophilique avec polyangéite (Churg-Strauss), par F. LHOTE, P. COHEN et L. GUILLEVIN . . . . . . . . . . . . . . . . . 748
Chapitre 30 Granulomatose avec polyangéite (Wegener), par C. PAGNOUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775
Chapitre 31 Pronostic des vascularites associées aux ANCA et de la périartérite noueuse.
Complications des traitements, par M. GAYRAUD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807
Syndrome de Goodpasture, par E. PLAISIER, J. CADRANEL et P. RONCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815Chapitre 32
Chapitre 33 Syndrome de Cogan, par P. VINCENEUX et J. POUCHOT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832
Chapitre 34 Thromboangéite oblitérante (maladie de Buerger), par X. PUÉCHAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843
Chapitre 35 Purpura rhumatoïde, par É. PILLEBOUT, D. NOCHY et É. THERVET. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854
Chapitre 36 Autres vascularites et pseudo-vascularites, par C. FRANCÈS, P. CACOUB et P. SENET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873
Chapitre 37 Vascularites secondaires aux affections systémiques et auto-immunes, par A. AOUBA et B. BIENVENU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
Chapitre 38 Maladie de Behçet, par D. SAADOUN, P. CACOUB et B. WECHSLER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903
Chapitre 39 Manifestations extrahépatiques associées à l’infection chronique par le virus de l’hépatite C, par P. CACOUB, B. TERRIER,
P. COHEN et D. SAADOUN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922
Chapitre 40 Vascularites cryoglobulinémiques, par P. CACOUB, D. SAADOUN et B. TERRIER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929
Chapitre 41 Vascularites des maladies malignes, par O. FAIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 938
Chapitre 42 Vascularites du système nerveux central, par H. DE BOYSSON et M. ZUBER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941
Chapitre 43 Maladie associée aux IgG , par P.-Y. HATRON et N. SCHLEINITZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9484
MANIFESTATIONS ET AFFECTIONS SYSTÉMIQUES
Chapitre 44 Manifestations systémiques des spondyloarthrites, par D. WENDLING, P. CLAUDEPIERRE, G. HAYEM et M. BREBAN . . . . . . . . . . . . . . 963
Chapitre 45 Manifestations systémiques des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et de la maladie cœliaque, par J. BONNET
et M. ALLEZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981
Chapitre 46 Maladie de Whipple, par X. PUÉCHAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000
Chapitre 47 Manifestations systémiques des hépatopathies auto-immunes, par M. COROUGE et P. SOGNI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
Chapitre 48 Manifestations systémiques des thyroïdites auto-immunes, par C. BOURNAUD-SALINAS et J. ORGIAZZI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036
Chapitre 49 Manifestations systémiques des syndromes lymphoprolifératifs, par B. ASLI et J.-P. FERMAND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043
Chapitre 50 Syndrome POEMS, par M. SOUBRIER, Z. TATAR et J.-O. BAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1051
Chapitre 51 Maladies de Castleman, par É. OKSENHENDLER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064
Chapitre 52 Mastocytoses, par M. O. CHANDESRIS, S. BARETE, S. GEORGIN-LAVIALLE, G. DAMAJ, S. FRAITAG, D. CANIONI, L. LHERMITTE, D. MOURA,
P. DUBREUIL, O. LORTHOLARY et O. HERMINE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077
Chapitre 53 Syndromes hyperéosinophiliques, par J.-E. KAHN, G. LEFEBVRE et F. ACKERMANN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104
Chapitre 54 Syndrome hémophagocytaire, par P. COPPO, G. DE SAINT-BASILE et K. LASSOUED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114
Chapitre 55 Histiocytoses, par A. TAZI, J. DONADIEU et J. WECHSLER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1129SOMMAIRE XI
Chapitre 56 Hypodermites, par M. BATTISTELLA et B. CRIBIER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150
Chapitre 57 Dermatoses neutrophiliques, par O. DEREURE et C. FRANCÈS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1163
Chapitre 58 Maladies du tissu conjonctif (élastopathies et autres affections), par M. BATTISTELLA et B. CRIBIER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1176
Chapitre 59 Manifestations systémiques des cancers épithéliaux, par C. DESAUW, J.-L. WÉMEAU, C. RAMIREZ, L. MORTIER, O. MORANNE,
P. ZERBIB, M. CLIQUENNOIS, É. HACHULLA et P.-Y. HATRON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184
Chapitre 60 Purpura thrombotique thrombocytopénique, syndrome hémolytique et urémique et autres syndromes
de micro-angiopathie thrombotique, par P. COPPO, A. VEYRADIER, V. FRÉMEAUX-BACCHI
et É. RONDEAU, pour le Centre de référence des micro-angiopathies thrombotiques (CNR-MAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1226
MALADIES SYSTÉMIQUES EN PÉDIATRIE
Chapitre 61 Maladies systémiques à début pédiatrique, par P. QUARTIER et B. BADER-MEUNIER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243
Chapitre 62 Syndromes et maladies auto-inflammatoires, par J. SIBILIA et G. GRATEAU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1278
Chapitre 63 Fièvre méditerranéenne familiale (maladie périodique), par I. TOUITOU et I. KONÉ-PAUT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1289
Chapitre 64 Syndrome d’hyperimmunoglobulinémie D (déficit en mévalonate kinase), par B. BADER-MEUNIER, J. SIBILIA et G. GRATEAU . . . . . 1305
Chapitre 65 Pathologies auto-inflammatoires systémiques héréditaires associées à la cryopyrine, par B. NEVEN, A.-M. PRIEUR et I. KONÉ-PAUT. . 1309
Chapitre 66 Pathologies associées aux mutations du gène du récepteur de type 1 du TNF (TRAPS), par J.-M. BERTHELOT, C. MASSON,
Z. AMOURA et C. DODÉ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1320
AUTRES AFFECTIONS SYSTÉMIQUES
Chapitre 67 Fibroses systémiques, par C. CHAPELON-ABRIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335
Chapitre 68 Granulomatoses systémiques, par K. SACRÉ, B. RANQUE et T. PAPO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1347
Chapitre 69 Amyloses, par G. GRATEAU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1371
Chapitre 70 Maladie du greffon contre l’hôte, par G. SOCIÉ, R. PEFFAULT DE LA TOUR et A. JANIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394
Chapitre 71 Déficits immunitaires héréditaires, par J. SIBILIA, C. PICARD, L. MOUTHON et É. OKSENHENDLER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404
Chapitre 72 Maladie de Still de l’adulte, par B. FAUTREL et J. POUCHOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1442
Chapitre 73 Sarcoïdose, par D. VALEYRE, C. CHAPELON-ABRIC, Y. UZUNHAN et H. NUNES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1462
THÉRAPEUTIQUE
Chapitre 74 Immunosuppresseurs, par B. GODEAU et M. MICHEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1497
Chapitre 75 Immunoglobulines intraveineuses, par Y. CRABOL, S.V. KAVERI et L. MOUTHON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1508
Chapitre 76 Hémaphérèse thérapeutique, par V. LE GUERN et L. GUILLEVIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1525
Chapitre 77 Anti-TNF et maladies systémiques, par B. COMBE et J. MOREL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1540
Chapitre 78 Nouvelles stratégies d’immuno-intervention, par S. CANDON et L. CHATENOUD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1556
Chapitre 79 Thérapie cellulaire, par L. SENSEBÉ et A. VARIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1579
Chapitre 80 Thérapie génique, par S. FABRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587
Chapitre 81 Corticothérapie, par B. TERRIER, A. BÉREZNÉ et L. MOUTHON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1609
Chapitre 82 Biothérapies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624
Inhibiteurs des cytokines, interleukines 6, 12 et 17, par P. MIOSSEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624
Les voies de co-stimulation et leurs récepteurs, par J. SIBILIA et A. CONSTANTIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627
Antagonistes de l’interleukine 1, par É. HACHULLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1646
Anti-CD20 et autres inhibiteurs des lymphocytes B, par X. MARIETTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1652
Liste des principales abréviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1667
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1675Préface
Ceux qui ont la responsabilité de l’édition de cette sixième version du Traité des maladies (et syndromes) systémiques et, en leur nom, Loïc Guillevin
m’ont fait l’amitié et l’honneur de me demander une préface ! J’ai accepté, bien sûr, mais il faudra d’abord que le lecteur de cette préface subisse un
retour sur le passé, un passé vieux de 42 ans !
La première version de cet ouvrage est en effet parue – sous ma responsabilité et celle d’André Peltier – en 1982 ! Elle comportait 33 chapitres
contre 82 aujourd’hui ; 56 auteurs y avaient collaboré, trois fois plus aujourd’hui ! Parmi ces 56 auteurs, 8 seulement sont toujours présents dans
cet ouvrage et y ont collaboré ! Ainsi va le temps et passe la vie !
Il serait fastidieux de passer ici en revue les avancées physiopathologiques, diagnostiques et thérapeutiques qui ont vu le jour et se sont
développées depuis 40 ans ! Ces avancées ont permis de comprendre les conditions de survenue de nombre de pathologies envisagées dans cet ouvrage, de
décrire certaines qui étaient complètement ignorées alors. Et surtout, de disposer de traitements nouveaux et actifs reposant notamment sur ces
avancées, bien que l’on doive relever que la bonne vieille cortisone est encore présente dans nombre des chapitres de l’ouvrage !
Il serait également fastidieux de lister les concepts et les mots apparus depuis 40 ans ! En faisant le vœu pieux que le français ne soit pas trop
maltraité et utilisé correctement chaque fois que la chose est possible, ce qui malheureusement est loin d’être le cas dans nombre de publications
médicales ! Le « conventionnel » à la place de classique, le « contrôle » à la place de témoin sont deux exemples qui irritent, à juste titre, les vieux
défenseurs de la langue française ! Même si, comme nous l’avons avoué dès 1982, il devenait difficile d’échapper à l’impropre adjectif « systémique »
présent jusqu’à ce jour ! Parfois se forment des couples illégitimes comme le tout récent « netose » fruit des amours de l’anglais pour « filet » et de
la désinence gauloise en « ose » !
Autre évocation de 1982 : nous nous interrogions dans la préface de l’époque sur le destin des gros traités de médecine et de la concurrence
prévisible de l’informatique sous toutes ses formes ! Nous comparions ces ouvrages aux gros animaux préhistoriques dont la disparition – de cause
encore discutée – fit place aux mammifères et finalement à l’Homo (dit) sapiens. Qu’en est-il aujourd’hui ? La réponse à cette interrogation est – au
moins en partie – la publication en 2015 de cet ouvrage ! Mais une première concession est apparue : le volume des références qui a enflé au fil des
années et des éditions successives a imposé que l’électronique vienne en renfort de la page imprimée. De plus, ce recours – outre qu’il va épargner
quelques arbres de nos forêts – permettra peut-être – du moins je l’espère – de satisfaire un vœu que j’avais exprimé dans la préface de l’édition
précédente et que je renouvelle ici : que l’électronique permette entre deux rééditions de l’ouvrage imprimé d’adresser a son utilisateur les compléments,
nouveautés, progrès thérapeutiques et diagnostiques, qu’il est urgent de leur faire connaître !
Ainsi cette préface qui donc associe des souvenirs nostalgiques et des vœux pieux pourra avoir une modeste utilité pour des utilisateurs,
notamment les jeunes que je souhaite aussi nombreux qu’ils le furent pour les précédentes éditions !
Marcel-Francis KAHNAvant-propos
Une nouvelle édition du Traité des maladies et syndromes systémiques est un événement éditorial pour nombre d’internistes, rhumatologues,
immunologistes et pour de nombreux autres médecins spécialistes, passionnés par ces maladies complexes dont l’expression clinique est souvent
déroutante, le diagnostic difficile, la pathogénie et le traitement complexes. Comme le souligne M.-F. Kahn dans sa préface, la taille de l’ouvrage a
augmenté au fil des décennies, traduisant essentiellement le progrès médical, qu’il s’agisse de comprendre les mécanismes des maladies ou de l’arrivée
de nouveaux traitements. Cette édition marque aussi un tournant dans l’évolution de l’ouvrage car, dans un délai proche, des mises à jour seront
disponibles sur un site web réservé à cet effet, permettant de suivre au plus près les évolutions prévisibles de la Médecine. L’internet permettra aussi
d’introduire une iconographie encore plus riche, des documents de référence, des liens utiles et des vidéos.
Le Traité est un ouvrage de référence « vivant » qui évolue au fil du progrès médical. Les nombreux auteurs et rédacteurs de section qui ont
préparé cette nouvelle édition ont apporté les données les plus complètes et les plus récentes, situant ainsi ce livre parmi ceux que tout médecin
hospitalier et de nombreux étudiants devraient avoir dans leur bibliothèque.
Loïc GUILLEVIN
Olivier MEYER
Éric HACHULLA
Jean SIBILIAPATHOGÉNIE :
GÉNÉRALITÉSEXPLORATION 1
DE L’IMMUNITÉ HUMORALE
ET CELLULAIRE
François TRON, Olivier BOYER et Serge JACQUOT
Le système immunitaire et ses mécanismes effecteurs sont
fréquemCD20ment impliqués dans la physiopathologie des maladies systémiques, qu’il
s’agisse de manifestations relevant d’une hypersensibilité faisant interve- ADN
nir les auto-anticorps, les complexes immuns ou les cellules T ou de ARN
manifestations associées aux déficits en immunoglobulines (Ig) ou aux
maladies lymphoprolifératives. L’exploration du système immunitaire
CD19est donc souvent mise en œuvre au cours des maladies systémiques. Elle
peut être conduite avec l’objectif de rechercher les anomalies
immunologiques permettant d’établir un diagnostic, de mieux comprendre les
mécanismes physiopathologiques en cause en identifiant les mécanismes
cellulaires et moléculaires à l’origine des manifestations observées ou
encore de suivre un traitement immunosuppresseur ou
immunomodulateur. Classiquement, l’étude du système immunitaire comporte
l’exploration de l’immunité humorale et de l’immunité cellulaire. Nous 54 3 2 1
préférerons cependant présenter les modalités d’exploration du système
Figure 1-1 Les différents niveaux d’étude des lymphocytes B. (1) Étude immunitaire en regroupant les méthodes d’analyse du compartiment
des propriétés quantitatives et qualitatives des molécules d’immunoglo-lymphocytaire B puis celles du compartiment lymphocytaire T au cours
bulines. (2) Étude des fonctions du lymphocyte B (prolifération et
capades maladies systémiques, avant de présenter les stratégies utilisées en cité de sécrétion des molécules d’immunoglobulines). (3) Étude
phénofonction de la recherche du mécanisme physiopathologique en cause. typique des lymphocytes B. (4) Étude du lymphocyte B au niveau des
ARNm. (5) Étude du lymphocyte B au niveau de l’ADN.
Exploration du compartiment la commutation de classe et la sélection des lymphocytes B spécifiques de
l’antigène associée à la contre-sélection des lymphocytes auxquels les muta-lymphocytaire B tions somatiques ont pu conférer une spécificité différente, notamment
dirigée contre un antigène du soi. Au stade ultime de la différenciation, le
Le lymphocyte B naît de la cellule souche hématopoïétique dans la
lymphocyte B devient soit un plasmocyte sécréteur de molécules
d’immumoelle osseuse et y poursuit sa différenciation. Au cours de ce processus
noglobulines de classe G, A ou E, soit un lymphocyte B mémoire.
surviennent deux grands événements : le réarrangement de l’ADN
germiL’exploration du compartiment lymphocytaire B peut donc se faire
nal au niveau des locus codant la chaîne lourde et les chaînes légères et la à différents niveaux (Figure 1-1).
tolérance centrale contrôlant le passage à la périphérie de clones
lymphocytaires B autoréactifs. Les mécanismes de réarrangement font que
Méthodes d’analyse chaque lymphocyte B acquiert un programme génétique unique qui ne lui
permet de secréter qu’une seule variété structurale d’Ig spécifique d’un seul des immunoglobulines
déterminant antigénique. Ces mécanismes sont aussi à l’origine de la
diversité du répertoire d’immunoglobulines capables de réagir avec environ Électrophorèse des protéines du sérum
910 déterminants antigéniques différents. Ce répertoire lymphocytaire B L’étude de la migration des immunoglobulines dans un champ
électhéoriquement illimité peut reconnaître non seulement les antigènes exo- trique par l’électrophorèse des protéines du sérum montre leur
divergènes, mais aussi les antigènes du soi. Le contrôle du répertoire autoréactif sité structurale (Figure 1-2). L’analyse du tracé montre que la bande de
s’opère au niveau de la cellule B immature. Les lymphocytes B matures l’albumine est étroite et clairement délimitée, alors que la bande
prosélectionnés gagnent les organes lymphoïdes périphériques. Lorsque l’anti- téique contenant les immunoglobulines et connue sous le terme de
gène est introduit dans l’organisme, il sélectionne le clone porteur de la gammaglobulines est large et diffuse. Cette absence apparente de
résomolécule d’immunoglobulines qui lui est spécifique et induit, avec l’aide lution est liée à la présence de nombreuses molécules
d’immunoglobudes cellules T du paracortex (pour les antigènes thymo-dépendants), la pro- lines, de mobilité électrophorétique différente. Cette mobilité
électrolifération et la poursuite de la différenciation lymphocytaire en plasmocytes phorétique de distribution gaussienne est liée aux petites différences
sécréteurs d’IgM. Certains lymphocytes gagnent le centre germinatif des dans la composition des résidus d’acides aminés des
immunoglobuliorganes lymphoïdes secondaires où surviennent les mutations somatiques, nes synthétisées par les individus normaux, donnant le classique profil 4 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
rum pénètre dans le gel, interagit avec les protéines dont il est spécifique et
forme un précipité lorsque le rapport antigènes/anticorps est à
l’équivalence. Après lavage qui élimine les protéines non précipitées, les complexes
antigène/anticorps sont colorés au bleu de Coomassie (Figure 1-3). Le
tableau 1-I résume les principales indications d’une analyse par
immunofixation des protéines du sérum. La mise en évidence d’une
immunoglobuline monoclonale doit conduire à rechercher une chaîne légère dans les
urines par la pratique d’une immunofixation des protéines urinaires et la
mise en évidence d’une protéine de Bence-Jones.
Tableau 1-I Principales indications de l’exploration quantitative et
qualitatives des immunoglobulines.
Indications d’une analyse par immunofixation du sérumab c
Caractériser une immunoglobuline monoclonale détectée sur l’électrophorèse
Identifier une immunoglobuline monoclonale présente en quantité insuffisante Figure 1-2 Analyse électrophorétique des protéines du sérum dans un gel
pour être détectée sur l’électrophorèse des protéines du sérumd’agarose. a) Profil électrophorétique normal et
hypogammaglobulinéRechercher une chaîne légère monoclonale devant une hypogammaglobulinémiemie. b) Profil normal et présence d’une protéine monoclonale ; la bande
Présence d’une amylose primitiveprotéique correspondant à l’immunoglobuline monoclonale a deux
Indications du dosage quantitatif des immunoglobulinescaractéristiques : elle est étroite et ses bords sont parfaitement bien
limiPrésence d’une hypogammaglobulinémie à l’électrophorèse des protéines du sérum
tés. Cette bande étroite traduit la présence en quantité anormale d’une
Présence d’une immunoglobuline monoclonale à l’électrophorèse des protéines
immunoglobuline ayant les mêmes caractéristiques structurales et donc la
du sérum
même mobilité électrophorétique. c) Hypergammaglobulinémie polyclo- Infections bactériennes récidivantes
nale. (Documents dus au Dr Muriel Quillard.) Maladie à IgG4
Indications du dosage des sous-classes d’IgG
électrophorétique polyclonal. L’électrophorèse des protéines du sérum Déficit en IgG
Déficit en IgApermet une première évaluation des modifications quantitatives
Maladie à IgG4(hyper- ou hypogammaglobulinémie) et qualitatives
(hypergammagloInfections bactériennes récidivantes en l’absence de déficit en bulinémie monoclonale) de la production des Ig (voir Figure 1-2).
immunoglobulines
Indications du dosage des IgA
Immunofixation Infections bactériennes récidivantes
Maladies auto-immunes (maladie cœliaque, etc.), déficit en IgAL’immunofixation a aujourd’hui remplacé l’immuno-électrophorèse
Indications du dosage des IgE
pour rechercher et identifier une immunoglobuline monoclonale. L’étape
Déficits immunitaires
initiale consiste à séparer les protéines du sérum dans des pistes d’électro- Suspicion de syndrome d’hyper-IgE
phorèse placées en parallèle dans un gel d’agarose. Après la séparation des Atopie
Infections parasitairesprotéines et avant leur coloration, chacune des six pistes du gel est incubée
Indications du dosage des IgDavec un antisérum spécifique soit de l’ensemble des protéines du sérum,
Suspicion de syndrome d’hyper-IgDsoit d’une classe d’immunoglobulines, soit d’une chaîne légère.
L’antiséab
cd
Figure 1-3 Analyse des protéines du sérum et des immunoglobulines par la technique d’immunofixation. Dans les trois gels (a), (b) et (d), les six pistes
sont incubées, de gauche à droite, avec un antisérum antiprotéines totales, antichaîne lourde γ, antichaîne lourde α, antichaîne lourde μ, antichaîne
légère κ et antichaîne légère λ. a) Sérum normal. b) Présence d’une IgG κ monoclonale ; il existe une bande étroite précipitée par les antisérums anti-μ et
anti-κ de même aspect et de même mobilité électrophorétique. c) Présence d’une chaîne légère λ, il existe une bande étroite précipitée par l’antisérum
anti-λ et non précipitée par les antisérums anti-γ, anti-α, anti-μ ou anti-κ. d) Maladie des chaînes lourdes γ. Seules cinq pistes sont montrées,
correspondant de gauche à droite à un antisérum anti-γ, anti-α, anti-μ, anti-κ et anti-λ. Il existe une bande étroite précipitée uniquement par l’antisérum anti-γ.EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 5
Dosage quantitatif des classes et sous-classes
d’immunoglobulines
La molécule d’immunoglobuline est constituée de deux chaînes
lourdes et de deux chaînes légères identiques deux à deux. Il existe cinq
classes de chaînes lourdes γ, α, μ, δ et ε et deux types de chaînes légères κ et
λ. Chaque ensemble de chaînes lourdes est associé à un ensemble de
abchaînes légères, conduisant à plusieurs formules moléculaires pour les
IgG (γ , κ ; γ , λ ), les IgM (μ , κ ; μ , λ ), les IgA (α , κ ; α , λ ), etc. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Les IgG, IgD et IgE sont toujours présentes sous forme monomérique,
les IgA et les IgM sous forme multimérique. Chez l’adulte normal, la
concentration des IgG sériques est comprise entre 800 et 1 400 mg/dl.
Les différences en acides aminés des domaines constants de la chaîne
lourde des IgG permettent de séparer celles-ci en quatre sous-classes :
IgG (66 p. 100 des IgG), IgG (23 p. 100), IgG (7 p. 100) et IgG1 2 3 4cd
(4 p. 100). Les IgA sont présentes dans le sérum à la concentration de
0,7 à 3,4 mg/dl et constituent la principale classe d’Ig des liquides sécré- Figure 1-4 Analyse des différents types de cryoglobulines par la
technitoires où elles existent sous forme de dimère associé à la chaîne J et au que d’immunofixation. a) Cryoglobuline de type I, IgM κ : une bande
composant sécrétoire qui est sécrété par les cellules de la muqueuse épi- étroite de même aspect et de même mobilité est immunoprécipitée par
les antisérums anti-μ et anti-κ. b) Cryoglobuline de type II comportant théliale et permet le transport des IgA du pôle basal de la cellule
épithéune Ig monoclonale IgM κ, des IgG et des IgA polyclonales associées à liale vers son pôle apical. Les molécules d’IgM sont composées de cinq
des chaînes légères κ et λ. c) Cryoglobuline de type II comportant plu-sous-unités monomériques liées entre elles par des ponts disulfures et par
sieurs composants monoclonaux IgG λ et IgM κ. d) Cryoglobuline de
la chaîne J (structure pentamérique). La concentration sérique des IgM
type III composée d’IgM κλ, d’IgG κλ et d’IgA κλ polyclonales. G, A,
est comprise entre 0,5 et 2,1 g/l. L’IgD est un composant mineur du M, K et L indiquent les antisérums utilisés.
sérum dont la concentration est d’environ 0,03 g/l. L’IgE est présente
dans le sérum à la concentration la plus faible (17-450 ng/ml). Les taux
IgM κλ, IgG κλ et IgA κλ. L’IgM monoclonale a une activité facteur rhu-des immunoglobulines de classes G, A et M sont le plus souvent
détermatoïde, c’est-à-dire dirigée contre le fragment Fc des IgG polyclonales. minés par néphélométrie et celui des IgE par une technique ELISA, de
Les cryoglobulines de type II s’accompagnent fréquemment de la positivité même que les IgD. La détermination du taux des sous-classes d’IgG se
dans le sérum des tests au latex et de Waaler-Rose et d’une consommation
fait par technique ELISA et nécessite l’utilisation d’anticorps
monoclodu C4 qui toutefois semble survenir in vitro. Les cryoglobulines de type II naux spécifiques des déterminants antigéniques portés par les chaînes
peuvent cependant être de composition différente, renfermant par exemple lourdes γ , γ , γ ou γ . Il s’agit d’une technique délicate devant prendre
1 2 3 4 plusieurs composants monoclonaux (voir Figure 1-4) ou un composant
en compte le taux global d’immunoglobulines de classe G. La
concentramonoclonal de classe IgG κ ou IgG λ. Les cryoglobulines de type II
tion des sous-classes d’IgG varie avec l’âge et, en outre, ne suit pas une
sont fréquemment observées au cours de l’infection par le VHCdistribution normale dans la population. Par exemple, 30 p. 100 des
(Tableau 1-II). La mise en évidence d’un composant monoclonal est un
sujets adultes de sexe féminin ont des taux indétectables d’IgG . Le 4 élément cardinal, car il témoigne de l’expansion anormale d’un clone
tableau 1-I précise les indications du dosage des sous-classes d’IgG.
lymphocytaire B, ce qui peut justifier la poursuite des explorations
complémentaires, notamment la recherche d’une maladie lymphoproliférative.Recherche et identification des cryoglobulines
Les cryoglobulines sont des Ig sériques qui précipitent au froid et se Tableau 1-II Maladies associées aux différents types de cryoglobulines.
redissolvent à 37 °C. La recherche d’une cryoglobuline comporte trois
Maladie Cryoglobulinesétapes : le dépistage, le dosage et l’identification. Le dépistage d’une
cryoglobuline impose des conditions strictes de prélèvement et de recueil
Hémopathies malignes
du sang sur un tube sec qui doit être placé à 37 °C et, après rétraction du
Myélome
caillot, centrifugé à cette même température. Le sérum est ensuite
transLLC
féré dans des tubes longs et étroits (classiquement tube de Veillon) et Types I et IILymphome
conservé à +4 °C pendant 8 jours, délai nécessaire pour détecter les cryo- Maladie des agglutinines froides
globulines de faible quantité. Le dosage de la cryoglobuline se fait le plus
Maladies infectieusessouvent en déterminant directement la quantité de protéines présentes
Virales VHCdans le précipité et en rapportant ensuite la quantité obtenue au volume
VHB
initial du sérum prélevé. L’identification de la cryoglobuline permet de Types II et III
CMV
la classer dans l’un des trois types proposés par Brouet et al. [1] et est EBV
indispensable pour en apprécier la signification clinique. Elle se fait Bactériennes Endocardites
aujourd’hui par la technique d’immunofixation (Figure 1-4). Lèpre Type III
GNALes cryoglobulines de type I sont constituées uniquement d’une Ig
Parasitaires Schistosomiasemonoclonale de classe G, M ou A porteuse de l’un des deux types de Type III
Paludismechaînes légères (voir Figure 1-4). Ces cryoglobulines sont associées aux
affections comportant la production d’une Ig monoclonale. Maladies auto-immunes Type III
Les cryoglobulines de type II sont mixtes, et comportent une Ig
monoCMV : cytomégalovirus ; EBV : virus d’Epstein Barr ; GNA : glomérulonéphrite aiguë ; LLC : leucémie
clonale, le plus souvent une IgM κ, et des composants polyclonaux lymphoïde chronique ; VHB : virus de l’hépatite B ; VHC : virus de l’hépatite C.6 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
tissus animaux ou humains ou des cellules préalablement fixées à l’alcool ou Tableau 1-III Indications de la recherche de cryoglobuline.
l’éthanol, ce qui permet la pénétration intracellulaire des anticorps. Après
Suspicion d’une maladie à complexes immuns incubation, les coupes sont lavées et les protéines du sérum et les anticorps
Manifestations cliniques évoquant une vascularite non fixés sont éliminés. La coupe est incubée avec des anticorps secondaires
Manifestations cliniques cutanées déclenchées par le froid marqués par un fluorochrome pour révéler la fixation des anticorps
primaiPrésence d’une protéine monoclonale
res spécifiques des antigènes de tissus ou de cellules. Ces anticorps
secondaiInfections virales chroniques, notamment à VHC
res peuvent être spécifiques des différents isotypes d’immunoglobulines
humaines. L’isothiocyanate de fluorescéine (FITC) est le fluorochrome le
Les cryoglobulines de type III sont mixtes et polyclonales, ne com- plus souvent utilisé. Le FITC est excité par une lumière incidente d’une
portant aucun composant monoclonal. Elles peuvent être constituées longueur d’onde comprise entre 450 et 500 nm et émet une lumière
fluod’IgM, d’IgG et d’IgA. Leur taux est souvent faible, inférieur à 1 g/l. rescente de plus faible énergie ayant une longueur d’onde comprise entre
Ici encore, les cryoglobulines de type III peuvent être associées à la 500 et 550 nm (jaune-vert) qui est sélectionnée par les filtres du
micropositivité des tests au latex et de Waaler-Rose, témoignant de l’activité
scope et transmise aux objectifs qui en permettent la visualisation. L’IFI est
anti-IgG des IgM polyclonales. Le tableau 1-II montre les principales
une technique semi-quantitative dont les résultats sont exprimés en titre. Sa
affections associées à la présence d’une cryoglobuline de type III.
sensibilité permet la détection d’anticorps spécifiques à la concentration
Les cryoglobulines peuvent être responsables de manifestations
clid’environ 0,1 μg/ml. La technique nécessite la caractérisation de chacun
niques et doivent être recherchées dans les situations pathologiques
des réactifs, plus particulièrement des antisérums secondaires et doit, pour
indiquées dans le tableau 1-III.
chaque test, inclure des contrôles négatif et positif. Elle est largement
utilisée pour rechercher des anticorps dirigés contre des antigènes bactériens ou Analyse de la fonction anticorps
viraux au cours des maladies infectieuses et des auto-anticorps au cours des
des immunoglobulines maladies auto-immunes. Elle n’implique pas l’identification et la
caractérisation moléculaire de l’antigène reconnu, mais permet de décrire un aspect PRINCIPALES TECHNIQUES DE DÉTECTION DES
ANTICORPS • Immunofluorescence indirecte (IFI) La technique d’IFI de la fluorescence qui oriente vers la spécificité des auto-anticorps. Il s’agit
est utilisée pour détecter les anticorps spécifiques d’antigènes cellulaires ou donc d’une technique de dépistage d’une réactivité globale vis-à-vis des
tissulaires. Elle consiste à incuber le sérum du malade avec des coupes de antigènes du tissu ou de la cellule utilisés comme substrats (Figure 1-5).
ab
cd
Figure 1-5 Analyse en immunofluorescence indirecte sur des cellules HEp-2 des sérums de malades atteints de maladies auto-immunes non spécifiques
d’organe (agrandissement × 400). Les auto-anticorps présents dans le sérum des malades sont incubés avec les cellules HEp-2 étalées sur la lame, fixées et
perméabilisées avec de l’éthanol. L’antisérum utilisé est un sérum de lapin polyclonal anti-IgG humaines et marqué par le FITC. a) Aspect nucléaire et
homogène de la fluorescence, correspondant à la présence d’anticorps antinucléosome. b) Aspect nucléaire et moucheté de la fluorescence, correspondant à la
présence d’anticorps anti-antigènes nucléaires solubles. c) Aspect nucléolaire de la fluorescence, correspondant à la présence d’anticorps anti-Scl70. d) Aspect
nucléaire et de la membrane nucléaire de la fluorescence, correspondant à la présence d’anticorps antilamine. (Documents dus au Dr Fabienne Jouen.)EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 7
Figure 1-6 Mise en évidence d’auto-anticorps dirigés contre les
antigènes nucléaires solubles par la technique de double immunodiffusion en
gel dans les sérums de malades atteints de LES. Un extrait soluble
d’antigènes nucléaires est introduit dans le puits central. Les sérums des
malades atteints de lupus A, C, E et F et les sérums de référence B et D
sont introduits dans les puits périphériques. Une réaction de
précipitation est observée au niveau des puits A, B, C et D. Une réaction
d’identité est observée entre les arcs de précipitation des puits A, B, C et D. Au
niveau du puits A, il existe deux arcs de précipitation séparés, ne
donnant pas lieu à une réaction d’identité et correspondant à deux
populations d’auto-anticorps reconnaissant des antigènes différents. Anti-Sm 7 5,1 3,2 2,3 < 1
Anti-RNP 4 3 1,6 < 1 < 1
Anti-SS-B (La) 4,4 3,2 1,6 1,2 < 1
Techniques de précipitation Elles sont fondées sur une réaction Figure 1-7 Analyse par immuno-empreinte d’un extrait nucléaire avec
antigène-anticorps au cours de laquelle un antigène multivalent réagit un mélange de sérums de malades atteints de LES. Les protéines ont été
extraites d’une lignée cellulaire HL60, séparées selon leur poids molécu-avec les anticorps, soit dans la phase fluide, soit dans une phase
semilaire par électrophorèse dans un gel de polyacrylamide en présence de solide telle qu’un gel d’agarose pour former un réseau insoluble de
dodécylsulfate de sodium (SDS) et transférées sur une membrane de complexes antigène-anticorps. Les réactions de double
immunodiffunitrocellulose. Celle-ci est incubée avec les sérums des malades dont les
sion en gel (Ouchterlony) sont encore fréquemment utilisées,
notamanticorps fixés sont révélés avec un antisérum anti-immunoglobulines
ment pour détecter la présence d’auto-anticorps dirigés contre des humaines. Ici, on observe une réactivité vis-à-vis de polypeptides de
extraits d’antigènes cellulaires (Figure 1-6). La précipitation survient masse moléculaire de : 68-30 kDa (A), 28-27 kDA (B-B’), correspondant
pour un rapport particulier de concentration d’antigènes et d’anticorps à une réactivité anti-RNP complète ; 52 kDa, correspondant à une
réacappelé point d’équivalence. La technique de double immunodiffusion tivité anti-SS-B (La) ; 16 et 12 kDa, correspondant à une réactivité
antiSm. Les différentes pistes correspondent à différentes dilutions.a en outre l’avantage, par l’examen de l’aspect des lignes de
précipitation et l’utilisation de sérums de référence, de définir la spécificité des
anticorps donnant une réaction de précipitation.
Immuno-empreinte ou Western-blot La première étape d’une sité des bandes dépendent du nombre d’antigènes reconnus et de la
analyse en Western-blot consiste à extraire les protéines du substrat concentration des anticorps du sérum (Figure 1-7).
cellulaire ou d’un agent pathogène qui sont la cible des anticorps. Les Tests immuno-enzymologiques Les tests ELISA sont les plus
fréprotéines sont séparées selon leur masse moléculaire dans un gel de quemment utilisés pour la recherche d’anticorps [9]. Le principe de
polyacrylamide en présence de dodécylsulfate de sodium (PAGE- l’ELISA est décrit dans la figure 1-8. Cette technique offre de
nomSDS). Les protéines sont ensuite transférées et immobilisées sur un breux avantages : elle est plus sensible que les techniques d’IFI et
support solide semi-perméable telle qu’une feuille de nitrocellulose, d’immunoprécipitation, permettant la détection d’anticorps à la
puis celle-ci est incubée avec le sérum et, après lavage, avec les anti- concentration de 1-10 ng/ml ; elle permet une mesure
semi-quanticorps secondaires marqués par une enzyme. Après réaction avec le tative des anticorps spécifiques grâce à l’établissement d’une courbe
substrat de l’enzyme, les protéines reconnues apparaissent sous forme standard calibrée en unités ; les variabilités inter-essais et
inter-labode bandes dont la masse moléculaire peut être estimée par rapport à ratoires sont le plus souvent limitées. Les techniques
immuno-enzydes standards de masse moléculaire inclus dans le gel de polyacryla- mologiques supposent que l’antigène qui est la cible des anticorps ait
mide et transférés sur la feuille de nitrocellulose. Le nombre et l’inten- été identifié et purifié pour être adsorbé sur la phase solide. Cette 8 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Une deuxième technique est l’immunocriblage d’une carte
protéomique de la lignée cellulaire contenant l’antigène cible, suivie de
l’identification de la protéine immunoréactive par spectrométrie de masse
(Figure 1-10).
ab c Approche diagnostique multiparamétrique Cette approche est
fondée sur la constatation que les réponses anticorps survenant au Figure 1-8 Principe d’un test ELISA. a) L’antigène (Δ) est fixé de façon
cours d’une maladie infectieuse, inflammatoire ou auto-immune, non covalente à un support solide tel que les puits d’une microplaque
sont dirigées le plus souvent contre de nombreux antigènes. La réac-de plastique. La nature du support dépend des caractéristiques
chimitivité de la réponse anticorps vis-à-vis des antigènes cibles permet ques de l’antigène et a aussi pour objectif de diminuer la liaison non
spécifique des immunoglobulines. b) L’incubation du sérum testé l’établissement d’un profil dont la valeur diagnostique peut être
permet la fixation des anticorps spécifiques à l’antigène fixé sur le sup- supérieure à celle apportée par l’étude d’une seule population
d’antiport solide ( ). c) Après lavage, un antisérum polyclonal ou un anti- corps [3]. En outre, la réactivité vis-à-vis d’un ensemble d’antigènes
corps monoclonal anti-immunglobulines humaines marqués avec une permet, par exemple au cours d’une manifestation pathologique
enzyme ( ) est ajouté aux puits. L’étape finale du test ELISA consiste à
pouvant relever de différentes maladies, telles qu’un rhumatisme
évaluer la quantité de produit coloré générée par l’addition du substrat
inflammatoire persistant, de déterminer quels sont les auto-antigènes de l’enzyme.
reconnus ou non reconnus et d’établir ainsi un profil spécifique
d’une maladie donnée. Il est ainsi possible de créer des puces ou
technique se situe donc en aval des techniques d’IFI qui, rappelons- micro-arrays d’antigène pour un grand nombre de maladies
allergiques ou auto-immunes (Figure 1-11).le, permettent la détection d’une réactivité tissulaire ou cellulaire et
des techniques d’immuno-empreinte en PAGE-SDS qui permettent
ÉVALUATION ET DÉTECTION DES ANTICORPS SPÉCIFIQUES • la caractérisation de la masse moléculaire du polypeptide reconnu
Anticorps dirigés contre les xéno-antigènes Un excellent moyen par les anticorps.
d’évaluer la capacité fonctionnelle du compartiment lymphocytaire B
DÉVELOPPEMENT DES STRATÉGIES DE DÉTECTION DES ANTI- est d’étudier la réponse in vivo à une stimulation antigénique par
CORPS • Identification de nouvelles populations antigènes-anti- des antigènes thymo-dépendants ou thymo-indépendants. La
stracorps Deux techniques permettent l’identification de nouvelles tégie consiste à mesurer la concentration d’anticorps spécifiques
populations d’auto-anticorps, c’est-à-dire l’identification de l’antigène avant et après immunisation, en considérant qu’une augmentation
cible. La première est l’immunocriblage de banque d’expression du taux d’anticorps 4 fois supérieure à celui observé avant
l’immud’ADNc préparée à partir des ARNm extraits du substrat cellulaire nisation est le reflet d’un fonctionnement normal du
compartiexprimant l’antigène et construite dans Escherichia coli (Figure 1-9). ment lymphocytaire B. L’étude des réponses anticorps vis-à-vis de
Bactéries + phages
Incubation 4 h à 42 °C Incubation 4 h à 37 °C
Boîte de Pétri
Révélation des filtres en Western-blot
Filtre de nitrocellulose imprégné d’IPTG avec du sérum ou des anticorps,
(pour expression de l’ADNc de chaque puis révélation en chimiolumiscence
phage)
Prélèvement de la plage de lyse
1 plage de lyse immunoréactivecorrespondante sur la boîte de Pétri
Analyse de l’ADNc du clone immunoréactif par PCR
puis séquençage. Comparaison de la séquence obtenue
à celles contenues dans les banques de données (Genbank),
pour identifier la nature de l’antigène
Figure 1-9 Immunocriblage d’une banque d’expression d’ADNc. La technique consiste à extraire les ARNm du substrat cellulaire exprimant l’antigène
cible, puis à transcrire les ARNm en ADNc. Les ADNc sont clonés dans des vecteurs d’expression (λgt11) qui sont utilisés pour transformer des
bactéries compétentes. Celles-ci sont étalées sur une boîte de culture et synthétisent la protéine correspondante à l’ADNc transfecté. Le criblage des replica
des clones bactériens avec le sérum du malade permet l’identification du clone sécrétant la protéine cible. L’isolement, puis l’expansion du clone
bactérien permettent l’extraction du phage, le séquençage de l’ADNc et, in fine, l’identification de l’antigène correspondant.EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 9
Préparation des échantillons
Extraits cellulaires
PAGE-2D
Isofocalisation puis PAGE-SDS
Identification
Western-blot Coloration
Criblage avec des sérums
de malades
Spectrométrie de masse
CaractérisationMALDI-TOF
Recherche dans les banques de données
Figure 1-10 Immunocriblage d’une carte protéomique préparée à partir du substrat cellulaire exprimant l’auto-antigène. La technique consiste,
lorsque les anticorps reconnaissent un antigène protéique, par exemple, en immuno-empreinte d’un extrait cellulaire séparé par PAGE-SDS, à séparer
l’extrait cellulaire par électrophorèse bidimensionnelle qui combine une première séparation selon le point iso-électrique et une seconde séparation
selon la masse moléculaire. Un replica de la carte protéomique est obtenu sur une feuille de nitrocellulose (empreinte) qui est ensuite incubée avec le
sérum étudié. La protéine immunoréactive est visualisée sur le replica, repérée sur le gel de polyacrylamide, excisée, digérée par la trypsine et analysée
par spectrométrie de masse.
Détection des auto-anticorps [2]
Auto-anticorps non spécifiques d’organe
Les maladies auto-immunes non spécifiques d’organe sont associées à
ab c la présence d’auto-anticorps dirigés principalement contre les antigènes
nucléaires que l’on met en évidence par une technique d’IFI utilisant
Figure 1-11 Principes des puces à protéines dédiées à l’analyse des
comme substrat habituel les cellules HEp-2. Ces auto-anticorps donnent réponses auto-immunes. Un micro-array est composé (a) d’une large
une fluorescence du noyau différente selon leur spécificité (voircollection d’antigènes connus (protéines, lipides, antigènes
polysacchaFigure 1-5). L’aspect de l’IFI permet donc une première indication de la ridiques, peptides linéaires) qui, en une seule étape (b), sont fixés par
les anticorps présents dans le sérum étudié (c) et, après lavage, l’addi- spécificité des anticorps détectés (Tableau 1-IV). L’identification
molétion d’un antisérum anti-immunoglobuline humaine permet d’établir un
profil de reconnaissance caractéristique.
Tableau 1-IV Spécificité des auto-anticorps en fonction de leur aspect
en immunofluorescence indirecte sur cellules HEp-2.
l’anatoxine tétanique ou de l’anatoxine diphtérique est la méthode
Aspect de la fluorescence Spécificitéla plus utile pour évaluer la réponse vis-à-vis des antigènes
Tdépendants. L’évaluation de la réponse vis-à-vis des antigènes
polyPériphérique Nucléosome, ADN
saccharidiques thymo-indépendants se fait par l’administration
Homogène Chromatine, subnucléosome, histones, ADN,
topod’un vaccin pneumococcique. L’absence de réponse aux antigènes isomérase II
vaccinaux s’observe au cours des déficits immunitaires héréditaires,
Nucléolaire Nucléoline, nucléosphosmine
acquis ou induits. L’absence de réponse aux antigènes polysaccha- Fibrillarine, ARN polymérase
ridiques peut aussi s’observer au cours des déficits en IgG et IgG NOR 90, PM/Scl2 4
ou chez des patients n’ayant pas de déficit quantitatif en Ig, Moucheté Sm, RNP, SS-A (Ro), SS-B (La), PCNA
comme cela a été décrit au cours du syndrome de
GougerotMembrane nucléaire Lamines A, C, B
Sjögren ou chez des sujets présentant des infections bactériennes à LAP1 et LAP2
répétition. gp120
Centromère CEN-P-A, CEN-P-B, CEN-P-CÉvaluation de la réponse vis-à-vis des allo-antigènes Il s’agit
d’anticorps naturels présents chez des sujets sans stimulation antigénique Appareil fusorial NUMA
MSA2 et MSA3délibérée. Ces iso-hémagglutinines sont des anticorps de classe IgM
dirigés contre les antigènes polysaccharidiques des groupes sanguins A et/ou Cytoplasmique Jo1, ribosome, mitochondrie
Actine, vimentineB. L’absence d’hémagglutinines naturelles est observée au cours des
déficits immunitaires du compartiment lymphocytaire B et des déficits
LAP : lamine-associated protein ; MSA : microtubule associated protein ; NUMA : nuclear mitotic
immunitaires combinés sévères. apparitus ; PCNA : proliferating cell nuclear antigen ; RNP : ribonucléoprotéine.10 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Tableau 1-V Auto-anticorps spécifiques d’une maladie auto-immune Tableau 1-VI Anticorps antiphospholipides et anticofacteurs des
antinon spécifique d’organe. phospholipides.
Auto-anticorps Maladies Anticorps antiphospholipides
Anticardiolipine
Anti-ADN natif (à titre élevé) Lupus Antiphosphatidyl sérine
Anti-Sm Lupus Antiptidyl éthanolamine
Anti-Ma Lupus Anticorps anticofacteurs
Anti-PCNA Lupus Anti-β -glycoprotéine I2
Anti-Scl70 Sclérodermie Antiprothrombine
Anti-centromère Syndrome CREST Antiprotéine C-protéine S
Anti-Jo1 Myosite Anti-annexine V
sérum anti-IgG ou anticomplément et par l’analyse du sérum du malade culaire des antigènes cibles des auto-anticorps donnant un profil
particuqui permet notamment la détection des anticorps froids. On classe en lier en IFI a permis leur purification, la mise au point de tests
diagnostieffet les anémies hémolytiques auto-immunes (AHAI) selon l’activité ques de type ELISA et la détection individuelle d’auto-anticorps
thermique des auto-anticorps : les anticorps froids se liant de façon opti-spécifiques. Certains de ces auto-anticorps sont des marqueurs
spécifimale aux érythrocytes à 4 °C, les anticorps chauds à 37 °C. La majorité ques des maladies auto-immunes (Tableau 1-V), d’autres des marqueurs
(70 p. 100) des malades présentant une AHAI ont des anticorps chauds, d’évolutivité. C’est le cas des anticorps anti-ADN natif dont le taux peut
15 à 20 p. 100 des anticorps froids et 10 p. 100 environ présentent les être mesuré par une technique ELISA ou par la technique
radio-immudeux types d’anticorps. Les anticorps chauds sont principalement de nologique de Farr et est corrélé à l’index d’activité clinique au cours du
classe G et dirigés, dans 50 p. 100 des cas, contre des antigènes du sys-LES. Certains auto-anticorps constituent des marqueurs de sous-groupes
tème Rhésus. Les anticorps froids sont le plus souvent de classe M et d’une maladie auto-immune non spécifique d’organe. C’est le cas des
peuvent induire une agglutination des globules rouges. Ces agglutinines anticorps anti-SS-A (Ro) qui peuvent s’observer au cours du lupus ou du
peuvent être polyclonales et reconnaissent alors l’antigène I ; elles peu-syndrome de Gougerot-Sjögren et qui constituent un marqueur de
vent être monoclonales et reconnaissent alors I ou l’antigène i risque de survenue de lupus néonatal. De même, les anticorps anti-Jo1
(syndrome lymphoprolifératif, maladie des agglutinines froides). La contribuent non seulement au diagnostic de polymyosite, mais sont
sévérité de l’hémolyse provoquée par les agglutinines froides dépend de aussi un marqueur d’atteinte pulmonaire interstitielle.
leur amplitude thermique, c’est-à-dire de l’affinité des anticorps pour Il n’est pas rare que la présence d’anticorps antinucléaires dépistés par
l’antigène érythrocytaire en fonction de la température.une réaction d’IFI ne soit pas associée à la présence d’auto-anticorps de
spécificité connue. Dans ce cas, l’analyse du sérum en immuno- L’immunisation antiplaquettaire est principalement dirigée contre
empreinte sur un extrait cellulaire ou nucléaire permet d’identifier la les glycoprotéines IIIa, IIIb et Ib. Elle est détectée soit par le test de
masse moléculaire de la protéine cible. L’identification de l’antigène Coombs plaquettaire (dont le principe est identique au test de
peut alors faire appel aux techniques mentionnées ci-dessus, c’est-à-dire Coombs érythrocytaire), soit par le test MAPAI qui consiste à
quantià l’immunocriblage d’une banque d’expression d’ADNc ou d’une carte fier les molécules d’Ig à la surface des plaquettes.
protéomique de l’extrait cellulaire, suivi d’une analyse en spectrométrie L’auto-immunisation peut également intéresser les polynucléaires et
de masse de la tache protéique reconnue par les auto-anticorps. être à l’origine d’une neutropénie auto-immune. Les auto-anticorps
sont de classe G et principalement dirigés contre des récepteurs de
surAnticorps antiphospholipides face, CD11b/CD18, CR1, FcγRII, plus rarement les antigènes NA1 et
NA2 des granulocytes. Le diagnostic repose sur des tests indirects Les anticorps antiphospholipides sont principalement représentés par
mesurant la liaison des anticorps d’un sérum à des granulocytes de les anticorps anticardiolipine qui sont détectés par une technique
donneur normal.ELISA. Ces anticorps peuvent être de classe IgG et/ou IgM. Ils sont
fréquemment associés à la présence d’anticorps de classes G et/ou M dirigés
Auto-anticorps spécifiques d’organecontre un cofacteur protéique permettant la reconnaissance des
phospholipides par les anticorps antiphospholipides, la β -glycoprotéine I. Il 2 Dans la très grande majorité des cas, la stratégie de recherche
existe d’autres catégories d’auto-anticorps antiphospholipides, notam- d’auto-anticorps permettant de diagnostiquer une maladie
automent les anticorps dirigés contre les phospholipides cationiques comme immune spécifique d’organe consiste successivement en la mise en
évila phosphadidyl-éthanolamine dont la signification est discutée, comme dence des anticorps dirigés contre le tissu par analyse en IFI, l’analyse
il existe d’autres cofacteurs protéiques cibles des anticorps (Tableau 1-VI). du sérum en Western-blot et la détection d’anticorps spécifiquement
Le syndrome des antiphospholipides peut également se manifester biolo- dirigés contre les antigènes cibles, une fois ceux-ci identifiés. Un
exemgiquement par la présence d’un anticoagulant circulant. Une fausse séro- ple en est donné par les maladies auto-immunes cutanées bulleuses
logie syphilitique (positivité du VDRL) peut s’observer, de même que telles que les pemphigus (Figure 1-12). Cette stratégie s’applique à de
des anticorps antimitochondrie de type 5. C’est donc l’ensemble de ces nombreuses autres maladies auto-immunes spécifiques d’organe
éléments biologiques qu’il convient de rechercher pour réunir les élé- (Tableau 1-VII), encore que la recherche directe d’auto-anticorps
diriments d’un syndrome des antiphospholipides. gés contre un antigène identifié par une technique ELISA soit
fréquemment adoptée, notamment dans les maladies thyroïdiennes.
Auto-anticorps dirigés contre les antigènes
des éléments figurés du sang Détection des complexes immuns
L’auto-immunisation dirigée contre les globules rouges est mise en
évidence par le test de Coombs direct qui permet la détection des anti- Les complexes immuns sont formés de molécules d’Ig et des antigènes
gènes et du complément fixés in vivo aux érythrocytes par l’ajout d’un dont elles sont spécifiques. Leur formation est physiologique et induit EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 11
a bc
Figure 1-12 Analyse de la spécificité des anticorps anti-épiderme observés dans le sérum de malades atteints de pemphigus vulgaire ou de pemphigus
superficiel. a) L’analyse en immunofluorescence indirecte du sérum montre une fluorescence en résille de l’épiderme témoignant de la présence
d’anticorps antisubstance intercellulaire. b) L’analyse en immuno-empreinte d’un extrait d’épiderme avec le sérum de ces malades montre une réactivité
dirigée contre une bande polypeptidique, soit de 130 kDa et correspondant à la desmogléine 3 (pemphigus vulgaire), soit de 160 kDa et correspondant à
la desmogléine 1 (pemphigus superficiel). c) La desmogléine 3 ou la desmogléine 1, obtenues sous forme recombinante, sont fixées à un support
solide et un test ELISA est effectué selon le principe illustré dans la figure 1-8. (Documents dus à Danièle Gilbert.)
Tableau 1-VII Techniques utilisées pour détecter et identifier les populations d’auto-anticorps au cours de maladies auto-immunes spécifiques
d’organe.
Détection globale Tests utilisant
Tissu Maladie IE (kDa) Tests fonctionnels Antigènes cibles
par IFI l’antigène purifié
Peau Pemphigus vulgaire + 130 – Desmogléine 3 ELISA
Pemphigus superficiel + 160 – Desmogléine 1 ELISA
Pemphigoïde bulleuse + 180 et 210 – BPAG1 et BPAG2 ELISA
Dermatite herpétiforme
Thyroïde Thyroïdite de Hashimoto – – TSII TPO, Tg
Myxœdème – – TSI TPO, Tg, TSH-R
Maladie de Basedow – –
Pancréas Diabète de type 1 + + Insuline RIA
GAD65, IA-2 ELISA
IE
Rein Syndrome de Goodpasture + + – Collagène de type IV ELISA
Syndrome hémolytique et urémique – Facteur H Complément
Purpura thrombotique – ADAMST13 ELISA
SNC Syndromes paranéoplasiques + – Hu, Yo, Ri Dot, ELISA
Encéphalite Récepteur glutamate
SNP Neuropathies – – – MAG ELISA
– NMMBC – – – Gangliosides monosialylés Dot, ELISA
– neuropathies motrices – – –
+ +Estomac Gastrite + – – ATPase H /K ELISA
BPAG : antigène de la pemphigoïde bulleuse ; GAD65 : décarboxylase de l’acide glutamique ; TPO : thyroperoxydase ; TSH-R : récepteur de la TSH ; TSI : thyroid stimulating Ig ; TSII : thyroid
IE : immuno-empreinte ; IFI : immunofluorescence indirecte ; MAG : glycoprotéine associée à la stimulating inhibiting Ig.
myéline ; NMMBC : neuropathies motrices multifocales avec bloc de conduction ; Tg : thyroglobuline ;
l’activation de la voie classique du complément qui est essentielle à leur leur dépôt tissulaire. Les complexes immuns solubilisés sont transportés
solubilisation et à leur clairance. En effet, l’activation de la voie classique aux cellules phagocytaires de la rate et du foie par les globules rouges.
s’accompagne de la libération de C4b et de C3b, qui se fixent à la surface La détection des complexes immuns repose sur des techniques
faides complexes immuns, induisent leur solubilisation et empêchent ainsi sant appel soit à leurs propriétés physiques (masse moléculaire et pré-12 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
cipitation au polyéthylène glycol) ou de cryoprécipitation (recherche
de cryoglobuline), soit à leurs propriétés immunologiques, notamment
la présence de complément au sein des complexes, comme la fixation a
du C1q, la déviation du C1q, la fixation aux cellules Raji. Ces
dernières techniques sont aujourd’hui abandonnées.
Analyse des lymphocytes B
Analyse phénotypique des lymphocytes B b
Les caractéristiques phénotypiques des lymphocytes B sont analysées
par cytométrie de flux (voir « La cytométrie en flux et ses applications »).
Cette analyse permet avant tout de dénombrer le nombre de
lymphocytes B circulants grâce aux marqueurs CD19 et CD20 exprimés par la
totalité des lymphocytes B matures ou à l’expression des Ig de surface en
sachant que les cellules B matures portent des IgM et des IgD ou, après
ccommutation isotypique, des IgG ou des IgA (Tableau 1-VIII). L’étude
phénotypique permet aussi de distinguer, d’une part, les lymphocytes B
naïfs des lymphocytes B mémoires grâce à la molécule CD27 et, d’autre
part, les sous-populations lymphocytaires B : lymphocytes B
transitionnels, récemment émigrés de la moelle osseuse, lymphocytes matures
naïfs, lymphocytes B de la zone marginale, support cellulaire de la
réponse vis à vis des antigènes thymo-indépendants. La caractérisation
de ces sous-populations lymphocytaires (voir Tableau 1-VIII) a un
intérêt au cours des déficits immunitaires communs variables
(déterminadtion de la présence de cellules mémoires), des maladies auto-immunes
comme le syndrome de Gougerot-Sjögren et des syndromes
lymphopro+lifératifs (présence de lymphocytes B CD5 ).
Exploration des propriétés fonctionnelles
des lymphocytes B
Les propriétés fonctionnelles sont évaluées par l’étude de la
prolifération des lymphocytes B ou de leur différenciation en cellules
sécrétrices d’immunoglobulines.
La prolifération des cellules B peut être analysée in vitro après leur e
activation par le pontage des immunoglobulines de surface (soit par
des anticorps anti-IgM, soit par la protéine A du staphylocoque
Cowan) et par un deuxième signal. Celui-ci peut être apporté par des
interleukines (IL-2, IL-4 ou IL-10) ou l’activation du CD40 par un
anticorps monoclonal agoniste ou le ligand du CD40 exprimé par une
cellule transfectée. La prolifération des cellules B est évaluée après
72 heures de culture par la mesure de l’incorporation de la thymidine
tritiée dans l’ADN des cellules en division. L’étude de la sécrétion
Figure 1-13 Évaluation du pourcentage de lymphocytes B circulants
sécréd’immunoglobulines se fait dans les mêmes conditions de stimulation,
teurs de molécules d’immunoglobulines. a) La plaque de culture est
recouaprès une culture cellulaire poursuivie 5 à 7 jours. Les cellules B se dif- verte d’anticorps anti-immunoglobulines humaines. b) Les lymphocytes B
férencient en effet en plasmocytes in vitro et produisent des molécules sont incubés, stimulés, et les immunoglobulines sécrétées sont capturées.
d’immunoglobulines détectables dans le milieu de culture par une c) Après lyse des cellules et lavage, les anticorps anti-immunoglobulines
technique ELISA. La mesure de la quantité d’immunoglobuline sécré- humaines biotinylées sont ajoutés. d) Le complexe avidine-enzyme est
tée permet d’évaluer la capacité de différenciation des cellules B in incubé. e) Le substrat de l’enzyme est ajouté et les « spots » sont comptés.
vitro. Il est aussi possible de déterminer le nombre de cellules B
produisant des immunoglobulines. La technique utilisée est l’ELISPOT
Tableau 1-VIII Principaux marqueurs utilisés pour l’immunophénoty- (Figure 1-13) qui peut aussi évaluer le nombre de cellules B sécrétrices
page des lymphocytes B. de molécules d’immunoglobulines spécifiques d’un antigène donné.
Marqueurs pan-B
Exploration du système CD19, CD20, immunoglobulines de surface
Principales sous-populations définissables phénotypiquement dans le sang complémentaire [4]
+ + –IgM , IgD , CD27 B matures naïfs
+ + + Le système complémentaire participe aux mécanismes de défense IgM , IgD , CD27 B de la zone marginale
vis-à-vis des infections bactériennes et virales par son rôle dans la sti-– – +IgM , IgD , CD27 B mémoires commutés
mulation de la phagocytose des bactéries par les cellules du système + – + +CD19 , CD21 , CD26 , CD38 B transitionnels
monocytaire macrophagique (opsonisation), la lyse d’agents bactériens C2, C4
EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 13
Voies des lectines Tableau 1-IX Profils d’activation du complément observés au cours de
différentes situations pathologiques.
Voie classique
C1q, C1r, C1s Voie d’activation CH50 C4 C3 B PathologiesVoie alterne
Classique ↓↓ ↓ N Lupus, vascularite systémique,
cryoglobulinémie essentielle,
maladies du sérum
C1 inhibiteur Alterne ↓ N ↓↓ Glomérulonéphrite aiguë
post-streptococcique, C3Nef, C3
bactériémie à Gram négatif,
déficit en facteur H
C5 ou facteur I
Classique et alterne ↓↓ ↓↓ Lupus, glomérulonéphrite
membranoproliférative
de type I
Activation phase fluide ↓↓ N N Œdème angioneurotiqueC9
Erreur de prélèvement ↓ N N N Prélèvement conservé trop
MAC longtemps à température
ambiante
Figure 1-14 Voies d’activation du complément. Le schéma montre les
trois voies d’activation du système complémentaire, le rôle de la
molécule C3 et la voie lytique C5-C9.
complément peuvent en effet être liées à la production d’auto-anticorps
dirigés contre les fractions du complément. À côté de l’œdème
angioneurotique acquis et associé à des anticorps anti-C1 inhibiteur, il faut
ou viraux, la libération de facteurs chimiotactiques et anaphylactiques
mentionner la production d’anticorps anti-C1q au cours du LES qui (respectivement C5a et C3a) et la solubilisation des complexes
serait positivement corrélée à la présence d’une atteinte rénale, à la pré-immuns. Il participe aussi à l’activation du système immunitaire
adapsence d’anticorps anti-C3 convertase soit de la voie classique, soit de la tatif par l’initiation de la réponse lymphocytaire B, notamment par
voie alterne qui s’accompagne d’une glomérulonéphrite membranopro-l’interaction de la molécule C3d avec le CR2 exprimé par les
liférative ou enfin d’anticorps antifacteur H que l’on peut observer au lymphocytes B. Les propriétés fonctionnelles du système
complémencours de certains syndromes hémolytiques et urémiques.taire s’exercent en outre grâce à la présence à la surface cellulaire, de
récepteurs pour certains fragments du complément. La figure 1-14
montre les trois voies d’activation du complément, la place centrale de Analyse des lymphocytes B
la molécule C3 et la voie lytique terminale. L’activation du système
au niveau de l’ARN [8]complémentaire est contrôlée par des protéines du sérum ou exprimée
à la surface des cellules.
Il est possible d’analyser l’expression d’un gène au sein des
L’exploration du système complémentaire vise à mettre en évidence
lymphocytes B par la détection et la quantification des ARN messagers
trois grands types d’anomalies : la consommation de composants par
(ARNm). On peut ainsi détecter la présence des ARNm par la
technila mise en jeu des voies d’activation, les déficits en complément et la
que du Northern-blot, du dot-blot et de la RT-PCR. Ces techniques
production d’auto-anticorps dirigés contre des composants. Son
ont cependant leurs propres limites car elles ne permettent pas
l’anaexploration initiale repose sur la détermination du CH50, le dosage du
lyse simultanée et globale des gènes impliqués dans les anomalies des
C4, du facteur B et du C3 [4].
lymphocytes B au cours des maladies auto-immunes et des syndromes
L’activation des protéines du complément joue, de plus, un rôle
lymphoprolifératifs. La technique des micro-arrays permet l’étude de
majeur dans la réponse inflammatoire et le déclenchement des lésions
l’abondance des transcrits à grande échelle, c’est-à-dire l’analyse des
tissulaires au cours de nombreuses maladies systémiques. Les profils
transcriptomes. Celle-ci permet l’évaluation de l’expression de milliers
observés permettent donc une orientation diagnostique (Tableau 1-IX).
de gènes simultanément et d’obtenir ainsi des signatures moléculaires
Les déficits en complément sont à l’origine de maladies inflammatoires
d’un état d’activité de la cellule, donc une vision globale du
fonctionou d’une susceptibilité aux infections. Ainsi les déficits des composants
nement cellulaire lors d’une situation physiologique ou pathologique à
de la voie classique exposent-ils à la survenue d’un LES, qu’ils s’agissent
un instant donné. La technologie des puces ou arrays repose sur
des exceptionnels déficits en C1q ou en C1r/C1s, de déficits en C4 dont
l’hybridation d’un jeu ordonné de sondes d’ADN ou de courts
oligoles déficits complets sont rares ou du déficit homozygote en C2. Leur
nucléotides fixés sur un support solide avec des cibles préparées à partir diagnostic repose sur la détermination du CH50 et le dosage des
comdes ARNm extraits des lymphocytes B. La figure 1-15 résume les dif-posants C3, C4 et C1q. Les déficits portant sur la voie lytique terminale
férentes étapes de la technique des macro-arrays. La technologie des s’accompagnent principalement de manifestations infectieuses à
Neissemicro-arrays utilise un support en verre et la fluorescence pour le mar-ria. L’exploration comporte ici encore la détermination du CH50 et la
quage des cibles.correction de celui-ci par l’ajout du facteur purifié manquant. L’œdème
Les applications cliniques principales sont :angioneurotique est lié à un déficit quantitatif ou fonctionnel du C1
– l’identification du profil d’expression ou de la signature molécu-inhibiteur, déficit qui peut être héréditaire ou acquis. Le déficit
hérédilaire caractéristique d’une maladie, donnant une vision globale du taire en C1 inhibiteur est caractérisé par une diminution du CH50, la
niveau d’expression des gènes, et donc l’identification de marqueurs consommation de C4 et un taux normal de C1q. Le C1 inhibiteur peut
diagnostiques ou pronostiques de la maladie ;être soit diminué, soit non fonctionnel. Le déficit acquis en C1
inhibiteur est dépistée sur la diminution du CH50, du C4 et du C1q. Il peut – une approche physiopathologique par le regroupement des gènes
être lié à la présence d’anticorps anti-C1 inhibiteur. Des anomalies du ayant un profil d’expression similaire ;14 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Condition (1) Condition (2)
Extraction Sondes ADNc Extractiondes ARN sur nylon des ARNcibles
cibles
Transcription inverse
et marquage radioactif
des cibles
Hybridation
des cibles
et des sondes
Acquisition
de deux images
Calcul du rapport des deux intensités de signal pour chaque sonde
Sous-expression du gène dans (2)
par rapport à (1)
Gène invariant dans (1) et (2)
Surexpression du gène dans (2)
par rapport à (1)
Figure 1-15 Analyse du transcriptome des lymphocytes B par la technique des macro-arrays. Les cibles extraites des lymphocytes B et marquées par
radioactivité sont hybridées avec un jeu ordonné de sondes immobilisées sur une membrane de nylon. Le rapport des deux intensités de signal propres
à chaque ARNm dans chacune des deux conditions traduit le niveau de fluctuation d’expression des gènes. Plusieurs méthodes bio-informatiques ont
été développées pour analyser les larges quantités de données générées par ces expériences de macro-arrays. On peut ainsi comparer l’expression
différentielle des gènes entre les deux échantillons.
– l’identification de marqueurs prédictifs de réponse à un traite- clone B prépondérant se traduit par un produit d’amplification de
ment. taille unique et qui constitue une véritable « bande étroite » d’ADNc
(voir Figure 1-16).La puissance de l’analyse des transcriptomes laisse augurer de
nouvelles classifications diagnostiques ou pronostiques dans les maladies
touchant le lymphocyte B [8]. Exploration du compartiment
Analyse des lymphocytes B lymphocytaire T
au niveau de l’ADN Diversité des populations
Cette analyse a essentiellement pour but de rechercher, au sein lymphocytaires T
d’une population cellulaire, un réarrangement prédominant des
segments génétiques codant une chaîne lourde d’Ig, ce qui permet de Les lymphocytes T reconnaissent les antigènes exprimés à la surface
détecter une prolifération monoclonale B. L’approche aujourd’hui d’une autre cellule. Ils possèdent pour cette fonction un récepteur clonal,
utilisée est l’analyse de la taille de la jonction V-D-J (Figure 1-16). le récepteur pour l’antigène des lymphocytes T (TCR pour T cell
recepCelle-ci est hétérogène au sein d’une population lymphocytaire poly- tor), associé au multimère CD3. L’essentiel des lymphocytes T
possèclonale. L’analyse des produits d’amplification de ces fonctions dent un TCR de type αβ qui reconnaît les antigènes sous la forme de
donne donc un aspect diffus dans un gel d’agarose. La présence d’un peptides présentés par les molécules du complexe majeur d’histocompa-EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 15
+ +Outre les lymphocytes conventionnels CD3 TCR-αβ , il existe VDJ
d’autres populations, minoritaires dans le sang, mais qui peuvent être
a retrouvées en plus grande abondance dans certains tissus ou organes :
+ +les lymphocytes T CD3 TCR-γδ qui reconnaissent des
phospho+ +antigènes, les lymphocytes NKT CD3 TCR-αβ exprimant des mar-F R
queurs de cellules NK qui reconnaissent des lipides antigéniques
pré–sentés par les molécules CD1d. Enfin les cellules NK CD3
dépourvues de TCR qui lysent naturellement les cellules ayant perdu
l’expression de certaines molécules HLA de classe I (cellules infectées,
cellules tumorales) appartiennent aux lymphocytes de l’immunité
naturelle avec d’autres populations sécrétrices de cytokines.
Ordres de grandeur de la taille
et de la diversité des compartiments T
Pour interpréter les résultats d’une exploration des lymphocytes T,
il convient de prendre en considération certains ordres de grandeur.
Rappelons d’abord que, de façon comparable à la lymphopoïèse B, le
réarrangement de l’ADN germinal au niveau des loci codant les
chaînes TCR-α et TCR-β donne naissance à un large répertoire (ensemble
des spécificités clonales portées par les TCR des lymphocytes T) qui
permet la reconnaissance d’un nombre virtuellement illimité
d’antigè1234567b nes. Parmi les nombreux segments génétiques disponibles au locus
TCR-B (et TCR-A), le réarrangement va juxtaposer un segment
Figure 1-16 Analyse dans un gel d’agarose des produits d’amplification unique TCR-Vβ, Dβ et Jβ (et TCR-Vα et Jα pour la chaîne α), pour
par PCR des jonctions V(D)J des chaînes lourdes d’immunoglobulines. aboutir in fine à un gène complet VDJβ-Cβ et VJα-Cα codant
resa) L’ADN est extrait des lymphocytes et les jonctions (V, D, J) sont
pectivement une chaîne TCR-β et une chaîne TCR-α complète. Des
amplifiées par PCR à l’aide des amorces (R et F) encadrant cette
mécanismes moléculaires additionnels vont entraîner une variabilité séquence. b) Dans le gel d’agarose, la piste de gauche correspond aux
génétique considérable, principalement à la jonction V(D)J qui corres-marqueurs de taille ; les pistes 2, 4 et 7 à l’amplification de l’ADN d’une
pond à la région CDR3 de la molécule qui entre en contact avec le population lymphocytaire contenant un clone lymphocytaire B, les
peptide antigénique sur la molécule HLA. La diversité issue de ce pistes 3, 5 et 6 à l’amplification de l’ADN d’une population
6lymphocytaire B polyclonale. mécanisme peut être estimée à environ 25 x 10 TCR-αβ différents
11dans le sang à l’âge adulte On évalue par ailleurs à 5-10 × 10 le
nombre total de lymphocytes T dans l’organisme. Le nombre de
tibilité HLA ; et ils expriment de façon mutuellement exclusive un
corélymphocytes T sanguins totaux s’établit quant à lui à environ
cepteur CD4 ou CD8 en fonction de la classe de molécule HLA qui res- 1010 cellules (ce que l’on peut retrouver aisément en calculant :
lymtreint leur reconnaissance antigénique, classe II (HLA-DR, DQ, DP) ou 9phocytose 1-4 × 10 /l × volémie 5 l × fréquence des lymphocytes T
classe I (HLA-A, B, C), respectivement. Un lymphocyte T donné
70-80 p. 100). Ainsi, s’il est usuel de considérer que les lymphocytes T
n’exprime qu’une seule chaîne TCR-β, associée à une (ou deux)
sanguins sont globalement représentatifs de l’ensemble des
chaîne(s) TCR-α.
lymphocytes T de l’organisme, il convient de rappeler qu’ils ne
repré+ +Les lymphocytes T CD3 TCR-αβ se différencient dans le thymus 10 11sentent en fait que 10 /5-10 × 10 = 1-2 p. 100 de ce compartiment
à partir d’un précurseur lymphoïde issu de la cellule souche hémato- (le reste étant principalement localisé dans les organes lymphoïdes
poïétique, puis quittent cet organe sous forme de lymphocytes naïfs secondaires, rate et ganglions lymphatiques, avec un compartiment
qui circulent dans le sang et les organes lymphoïdes secondaires (et abondant dans les structures lymphoïdes associées au tube digestif) et
non dans les tissus périphériques). La réponse immunitaire T adapta- que d’importantes variations de répartition de sous-populations ainsi
tive est initiée dans les organes lymphoïdes secondaires par la recon- que d’états fonctionnels existent en fonction des localisations
lymphoïnaissance d’antigènes présentés sous forme de complexe HLA/pepti- des ou extralymphoïdes. Par exemple, les lymphocytes Tγδ sont rares
des par des cellules dendritiques activées qui y migrent à partir des dans le sang mais retrouvés en fréquence plus élevée au sein des
lymtissus périphériques. Les lymphocytes ainsi activés vont alors subir phocytes intra-épithéliaux de l’intestin.
une expansion clonale et se différencier en cellules effectrices dont En termes clonaux, la comparaison de la diversité du répertoire T
6une partie persistera sous forme de lymphocyte mémoire. Parmi les sanguin (25 × 10 TCR-αβ différents) et de la taille de ce
comparti+ + 10sous-populations fonctionnelles des lyytes T CD3 TCR-αβ , ment (10 cellules) indique que la taille d’un clone donné est environ
+ 2 3effectrices ou régulatrices, citons les lymphocytes T CD4 auxiliaires de 10 à 10 cellules. Cet ordre de grandeur, purement théorique, est en
T 1 sécréteurs de cytokines de type 1 (interleukine 2, interféron γ), H fait inégalement réparti entre deux populations : les lymphocytes T
+les lymphocytes T CD4 auxiliaires T 2 sécréteurs de cytokines de naïfs (avant la rencontre avec l’antigène) dont le répertoire est très H
+type 2 (interleukine 4, interleukine 10), les lymphocytes T CD4 diversifié et la taille des clones plus restreinte, et les lymphocytes T
+auxiliaires T 17 secréteurs d’IL-17 et d’IL-22, les lymphocytes T CD4 mémoires dont le répertoire est plus restreint (il a été sélectionné en H
+auxiliaires foliculaires T , les lymphocytes T CD8 cytotoxiques, les réponse à un nombre limité d’antigènes) et la taille des clones plus FH
+ +lymphocytes T régulateurs naturels ou induits (T reg) CD4 CD25 grande (du fait de l’expansion clonale). Proche de 100 p. 100 à la
naisqui régulent physiologiquement l’immunité et T 1 (sécréteurs sance, le rapport lymphocytes T naïfs/lymphocytes T totaux diminue R
d’interleukine 10) qui apparaissent dans certaines conditions d’activa- en fonction de l’âge, traduisant l’accumulation des rencontres
antigénition [5]. ques au cours de la vie. Terminons ces considérations numériques sur le 16 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
système immunitaire à l’homéostasie en rappelant que des variations sous-populations et à la fonction des lymphocytes T. La cytométrie
d’une ampleur extrême peuvent survenir en quelques jours lors d’une en flux est aujourd’hui la principale approche méthodologique
utiinfection virale aiguë, par exemple. Ainsi, longtemps sous-estimée, lisée dans ce but car elle permet l’immunophénotypage, c’est-à-dire
+l’expansion clonale par division cellulaire des lymphocytes T CD8 l’étude simultanée de la distribution de plusieurs marqueurs
caraccytotoxiques répondant à un virus donné augmente de façon explosive téristiques du lignage (CD4, CD8, TCR-γδ, T NK, T régulateur),
leur représentation au sein du répertoire, avec une fréquence qui peut de l’état d’activation (au repos ou activé) ou de l’expérience
antigé–5 –4passer de 1/10 -10 à 1/2 lymphocyte spécifique/lymphocytes totaux. nique (naïf ou mémoire) des lymphocytes T, voire de leur
spécifiÀ l’issue de la phase infectieuse aiguë, cette expansion est suivie d’une cité antigénique (méthode des tétramères), de leur répertoire
(analyse de l’utilisation des segments V du TCR-β) ou de leur capacité contraction très importante de la taille des clones dont il restera
cepenà produire des cytokines (marquages intracellulaires). On gardera dant une surreprésentation au sein du compartiment mémoire,
favoritoutefois à l’esprit que, même s’il s’agit d’une démarche pragmati-sant ainsi l’efficacité d’une éventuelle réponse secondaire.
que utile en pratique, considérer une équivalence stricte entre un
+ + +phénotype (par exemple, CD45RA ou CD4 CD25 ) et une fonc-Conséquences de la diversité du répertoire
tion (cellule naïve ou cellule régulatrice, respectivement) constitue sur la tolérance immunitaire
une approche simplificatrice puisque, dans notre expérience,
cerLes mécanismes moléculaires de génération du répertoire permet- tains lymphocytes T mémoires peuvent retourner à un phénotype
tent donc de produire, à partir d’un nombre limité de segments géni- +CD45RA et que des lymphocytes T activés effecteurs et non
ques, un nombre très élevé de TCR différents, mais le caractère aléa- +régulateurs peuvent transitoirement acquérir un phénotype CD4
toire de ce processus nécessite des processus de sélection au sein du +CD25 .
thymus afin d’établir un répertoire fonctionnel et régulé. En effet,
l’essentiel des réarrangements aboutit à la production de TCR
incapables d’interagir avec les molécules HLA d’un individu donné et La cytométrie en flux
qui ne sont pas conservés dans le répertoire définitif (90 p. 100 des
et ses applicationsthymocytes sont ainsi détruits in situ). La sélection positive va
aboutir à un répertoire T biaisé pour la reconnaissance des molécules
HLA, ce qui permet la survie des lymphocytes T naïfs en périphérie Principes
(qui nécessite des interactions répétées TCR/HLA) et la réponse
La cytométrie en flux est une méthode d’analyse multiparamétri-immunitaire T adaptative (qui nécessite la reconnaissance de
peptique de populations cellulaires en suspension. Elle est donc particu-des présentés par ces mêmes molécules HLA). Une conséquence de
lièrement adaptée à l’analyse des cellules du système immunitaire. ce processus de sélection positive est donc que, contrairement à une
Un cytomètre combine un circuit hydraulique, un circuit optique et idée encore largement répandue, le répertoire T présente
physiologiun système informatique. Les cellules en suspension circulent dans le quement un certain degré d’autoréactivité puisque les TCR des
circuit hydraulique où elles sont séparées au sein d’une gaine liqui-lymphocytes T ont été sélectionnés pour reconnaître les molécules
dienne afin qu’elles se présentent une à une, par l’intermédiaire HLA autologues présentant des peptides également issus de
protéid’une buse de focalisation, à l’intersection du circuit optique. Le cir-nes autologues. Deux mécanismes de tolérance sont donc mis en
cuit optique est composé d’une source lumineuse intense, de filtres œuvre au niveau du thymus afin d’éviter que cette autoréactivité
qui discriminent les différentes longueurs d’ondes des rayonnements physiologique n’aboutisse à une auto-immunité pathologique : la
émis par les cellules et de photomultiplicateurs qui transforment ces sélection négative (qui entraîne la destruction de certains clones T
rayonnements en signaux électriques mesurables. La source lumi-dont les TCR reconnaissent avec une forte affinité des complexes
neuse qui éclaire les cellules est le plus souvent un laser émettant une HLA/peptides présents dans le thymus) et la production de
+ + lumière monochromatique bleue d’une longueur d’onde de 488 nm, lymphocytes T régulateurs naturels CD4 CD25 . En effet, la
séleccomplété le cas échéant par des sources additionnelles émettant dans tion négative n’est que partielle puisqu’elle ne peut intervenir que
le rouge, voire l’ultraviolet. Le système informatique permet de pour éliminer des thymocytes reconnaissant des auto-antigènes
prétransformer les données analogiques issues des photomultiplicateurs sents dans le thymus au moment de leur différenciation, ce qui n’est
en données numériques, de représenter sous forme graphique la dis-évidemment pas le cas de tous les auto-antigènes. On trouve ainsi, de
tribution des signaux lumineux, d’effectuer les calculs nécessaires à la façon physiologique chez un individu sain, des lymphocytes T
détermination de l’intensité de ces signaux et de la fréquence des reconnaissant par exemple la protéine basique de la myéline, un
sous-populations cellulaires, et de stocker ces données le cas échéant. auto-antigène reconnu au cours de la sclérose en plaques. Deux
Une catégorie particulière de cytomètres, les trieurs de cellules, dis-modes principaux de contrôle s’exercent en périphérie sur ces
lympose en plus d’un système de séparation cellulaire qui permet de phocytes autoréactifs : d’une part, l’absence d’activation lors de la
purifier des populations définies par des critères cytométriques de reconnaissance d’une cellule portant l’auto-antigène, en dehors
taille et de fluorescence. La vitesse de fonctionnement des cytomè-d’une stimulation forte par une cellule dendritique mature activée
tres actuels permet couramment l’analyse de plusieurs milliers de cel-exprimant des cosignaux d’activation dans les organes lymphoïdes
lules par seconde.secondaires et, d’autre part, l’inhibition par les lymphocytes T
régu+ +lateurs naturels CD4 CD25 qui sont produits par le thymus mais
exercent leur fonction suppressive en périphérie. Taille des cellules
et immunophénotypagePrincipes généraux de l’exploration
du compartiment lymphocytaire T La cytométrie permet tout d’abord d’évaluer la taille et le contenu
L’exploration du compartiment lymphocytaire T s’intéresse donc interne (ou granulométrie) des cellules par leur propriété de diffraction
principalement à la détermination du nombre, à la distribution des de la lumière incidente. Il ne s’agit donc pas ici de fluorescence EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 17
des anticorps monoclonaux spécifiques fluorescents. On peut
déter+miner la fréquence des sous-populations de lymphocytes T CD4 et
+CD8 sanguins, par exemple, en utilisant un marquage simultané
par un anticorps anti-CD4 marqué par la fluorescéine (excitable à
488 nm, émission dans le vert-jaune) et un anticorps anti-CD8
marqué par la phyco-érythrine (également excitable à 488 nm,
émission dans le rouge). Pour cela, on détermine tout d’abord une
fenêtre informatique permettant de restreindre l’analyse aux seuls
PN lymphocytes définis sur les paramètres de taille et de granulométrie.
Au sein de cette fenêtre, le logiciel calcule la fréquence des cellules
+émettant dans le vert et non dans le rouge, les lymphocytes CD4 , Mo
et celle des cellules émettant dans le rouge et non dans le vert, les
+lymphocytes CD8 . Il est aujourd’hui usuel d’analyser
simultanément quatre marqueurs fluorescents. Les cytomètres les plus
récents, combinant deux, voire trois sources lumineuses, des jeux
complexes de filtres et de nombreux détecteurs, permettent
d’augLy
menter le nombre de marqueurs simultanés à huit ou plus. À
l’heure actuelle, ces dernières applications relèvent plus de la
recherche que de la routine de biologie clinique. Des exemples sont
donnés dans les figures 1-18 et 1-19.
0 1 024 L’intensité des signaux émis par les cellules marquées est
proporTaille tionnelle à la densité des molécules de surface reconnues par les
anticorps fluorescents. Le plus souvent, il est aisé de distinguer les
Figure 1-17 Analyse de la taille et de la granulométrie des cellules san- –cellules négatives (par exemple, les cellules CD3 ) des cellules
posiguines par cytométrie en flux. La cytométrie permet de déterminer la
+tives (les lymphocytes T CD3 ) qui apparaissent comme des popu-distribution des populations de lymphocytes (Ly), monocytes (Mo) et
lations nettement séparées sur les graphes de cytométrie. En revan-polynucléaires (PN) sur la base de leur taille et de leur granulométrie.
che, des molécules comme certains marqueurs d’activation, par Chaque point représente une cellule. Il est possible de définir une
fenêtre d’analyse (ovale) qui permet de restreindre les analyses de fluores- exemple, peuvent être distribuées de façon quasi continue au sein
cence ultérieures à une sous-population donnée. Dans cet exemple, un d’une population lymphocytaire donnée, et il convient de définir
échantillon sanguin a été soumis à une lyse préalable des globule rou- le seuil de fluorescence au-delà duquel le marquage est considéré
ges, puis l’analyse a permis de définir, au sein des leucocytes, la
population des lymphocytes.
puisqu’il n’y a pas de modification de la longueur d’onde. La taille est
proportionnelle à l’intensité des signaux lumineux collectés sur un axe
voisin de celui du faisceau incident : il s’agit de la diffraction aux petits LyT
angles (FSC pour forward scatter). La granulométrie est, quant à elle,
proportionnelle à l’intensité des signaux lumineux collectés sur un axe
latéral par rapport au faisceau incident : il s’agit de la diffraction aux
grands angles (ou SSC pour side scatter). La représentation en
histogramme biparamétrique (dot plot), où chaque cellule est représentée
par un point, permet de distinguer aisément les lymphocytes (taille
moyenne, faible granulométrie) des autres cellules sanguines comme
les monocytes et les polynucléaires (plus grands et plus granuleux)
(Figure 1-17).
La cytométrie permet également l’analyse simultanée des
rayonnements de fluorescence émis par les cellules après excitation
lumineuse. Dans le cas général, on utilise des combinaisons d’anticorps
monoclonaux préalablement couplés à des fluorochromes. Les
fluorochromes sont des substances chimiques (comme l’isothiocyanate
de fluorescéine, la phyco-érythrine, les cyanines ou des
combinaisons en tandem de certaines de ces molécules) qui ont la propriété
d’émettre, après excitation, un rayonnement d’une longueur d’onde 1 1 000
CD3supérieure (donc d’énergie moindre) à celle du faisceau incident.
Chaque fluorochrome est donc caractérisé par un spectre
d’excitaFigure 1-18 Exemple d’histogramme monoparamétrique : analyse des
tion et par un spectre d’émission qui permettent de l’identifier. +lymphocytes CD3 . Après marquage des cellules sanguines par un
antiL’un des intérêts majeurs de la cytométrie est de pouvoir déterminer corps fluorescent dirigé contre la molécule CD3, on étudie la
distribula distribution de marqueurs cellulaires sur chaque cellule en étu- tion de la fluorescence au sein des lymphocytes définis par leur taille et
diant la répartition des signaux lumineux que les cellules émettent granulométrie (voir Figure 1-17). Dans cet exemple, plus de 80 p. 100
+individuellement lorsqu’elles ont été préalablement marquées par des lymphocytes sont CD3 , il s’agit donc des lymphocytes T.
Granulométrie
0 1 024
03618 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
T reg+LyT CD8
T act
1 1 000
1 1 000
CD3
CD4
Figure 1-19 Exemple d’histogramme biparamétrique : analyse des + hiFigure 1-20 Analyse des lymphocytes T régulateurs CD4 CD25 . Après +lymphocytes T CD8 . Ici, on analyse la fluorescence après marquage
marquage simultané par des anticorps monoclonaux fluorescents
dirisimultané par deux anticorps monoclonaux différents, l’un dirigé contre
gés contre CD4 et CD25, on observe trois populations de lymphocytes
CD3 (marquant tous les lymphocytes T) et l’autre marquant la sous- + – int hi + intCD4 : CD25 , CD25 et CD25 . Les cellules CD4 CD25 représentent +population CD8 . Les quadrants permettent de compter les cellules + highdes lymphocytes T activés (Tact) alors que les cellules CD4 CD25
dans chaque sous-population. On remarque que tous les lymphocytes T
sont des lymphocytes T régulateurs (Treg).+ + + –CD8 sont CD3 mais que certains lymphocytes T CD3 sont CD8 : il
+s’agit des lymphocytes T CD4 .
comme positif. On utilise généralement pour cela des témoins Tableau 1-X Principaux marqueurs utilisés pour l’immunophénotypage
des lymphocytes T.négatifs qui sont des anticorps de même isotype et couplés au
même fluorochrome, mais qui ne reconnaissent pas d’antigène à la
Marqueurs pan-Tsurface de la population cellulaire étudiée et dont la fluorescence
CD2, CD3, CD5, CD7basale définit donc le niveau du bruit de fond. Il existe enfin des
situations où, au sein des cellules positives, c’est le niveau d’expres- Principales sous-populations T définissables phénotypiquement dans le sang
+ +sion d’un marqueur donné qui permet de distinguer des sous- CD3 CD4 (lymphocytes T auxiliaires)
+ ++populations. Ainsi, au sein des lymphocytes T CD4 , les cellules CD3 CD8 (lytes T cytotoxiques)
+ ++ CD3 CD4 CD25hi (lymphocytes T régulateurs naturels)CD25 se répartissent-elles en cellules exprimant un niveau
inter+ +
int CD3 TCR- γδ (lymphocytes T γδ)médiaire CD25 (il s’agit alors de lymphocytes activés) et en
cel– +
hi CD3 CD16/56 (cellules NK)lules CD25 très fortement positive (les lymphocytes T régulateurs + +CD3 tétramère CD1d (lymphocytes NKT)
naturels) (Figure 1-20).
Marqueurs associés à une fonction
Les données de cytométrie sont essentiellement des mesures de
CD28 (co-stimulation)
fréquence cellulaire. Les nombres absolus (lymphocytose CD4, par
CD25, CD69, HLA-DR, CD71, CD154 (activation)
exemple) sont obtenus par multiplication des fréquences (en pour- + + –
CD62L CD45RA CD45RO (lymphocyte T naïf)
centages) par la lymphocytose (en g/l), ce qui suppose d’effectuer – – +CD62L CD45RA CD45RO (lymphocyte T mémoire)
toujours une numération-formule sanguine en parallèle d’un
immunophénotypage. Une alternative consiste à quantifier
directement les cellules en comparant leur nombre à celui de billes
fluorescentes de concentration connue ajoutées à l’échantillon en Détection de molécules intracellulaires
amont de l’analyse.
L’immunophénotypage s’intéresse donc à la distribution des mar- Outre la distribution des marqueurs de surface, la cytométrie peut
queurs de surface lymphocytaires. Les marqueurs dits pan-T sont ceux également être utilisée pour détecter des molécules intracellulaires, ce
exprimés par la totalité des lymphocytes T : CD3, CD2, CD5, CD7. qui nécessite alors une perméabilisation membranaire afin de permettre
Ces marqueurs pan-T ne sont toutefois pas nécessairement des mar- la pénétration de l’anticorps. Il est ainsi possible de détecter à l’intérieur
queurs T-spécifiques puisque CD2, par exemple, est également un des cellules des molécules de costimulation dépendantes de l’activation
marqueur des cellules NK. Le tableau 1-X donne des exemples de comme CD152 (CTLA4), voire des facteurs de transcription comme
marqueurs courants utilisés pour l’immunophénotypage. Foxp3 (caractéristique des lymphocytes T régulateurs) (Figure 1-21).
CD8
1 1 000
CD25
1 1 000EXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 19
0,43 2,36
2
1
30,94
CFSE
– 1 0 1 2 3
Figure 1-22 Exemple d’analyse couplée de production de cytokine et de
division cellulaire. Dans cet exemple, des lymphocytes de souris ont été Figure 1-21 Exemple de marquage intracellulaire couplé à un marquage
incubés in vitro avec un marqueur fluorescent (CFSE). Ces cellules ont de surface. Après un marquage de surface par un anticorps fluorescent
ensuite été injectées in vivo chez un receveur lymphopénique allogéni-dirigé contre la molécule CD4, on perméabilise les cellules et l’on effectue
que où elles vont s’activer et subir des divisions cellulaires. Après quel-un deuxième marquage avec un anticorps fluorescent dirigé contre le
facques jours, on analyse les splénocytes de ces animaux après marquage teur de transcription Foxp3. On voit que seule la sous-population des
intracellulaire par un anticorps fluorescent dirigé contre l’interféron γlymphocytes T CD4 contient des cellules positives pour le marquage
intra(IFN-γ). Le cadre 1 indique les cellules parentales qui ne se sont pas cellulaire Foxp3ic : il s’agit des lymphocytes T régulateurs.
divisées : elles conservent un haut niveau de fluorescence et ne
produisent pas d’interféron γ. À chaque division, les cellules perdent la moitié
de leur fluorescence et se distribuent de droite à gauche suivant une L’une des principales applications de cette méthode est la
détermiéchelle logarithmique en fonction du nombre de divisions qu’elles ont nation de la fréquence des lymphocytes T producteurs de certaines
subies in vivo. Au cours de ces divisions témoignant de leur activation, cytokines et, en particulier, l’évaluation du profil T 1 ou T 2. Afin H H on peut mesurer une sécrétion d’interféron γ. Le cadre 2 représente les
d’augmenter l’intensité du signal, il est usuel d’activer préalablement
lymphocytes ayant subi plus de sept divisions in vivo et sécréteurs
les lymphocytes par des mitogènes (ester de phorbol + ionomycine), d’interféron γ, alors que toutes les cellules s’étant divisées ne sont pas
voire par des antigènes en présence de cellules présentatrices, et de blo- sécrétrices de cette cytokine. (Document dû à Diana Mathéoud.)
quer la voie de sécrétion afin de favoriser la rétention intracellulaire des
cytokines (bréfeldine). Cette technique peut être couplée à l’analyse
des marqueurs de surface, ce qui permet ainsi d’étudier la synthèse la multivalence de l’antigène. Les multimères (généralement des
tétrad’une cytokine donnée par une sous-population lymphocytaire mères) de molécules HLA sont couplés à un fluorochrome par
l’interdonnée (Figure 1-22). Parmi les autres applications de la cytométrie médiaire d’un système avidine-biotine et chargés avec un peptide
antiintracellulaire, citons également l’analyse de l’activation lymphocytaire génique donné afin de déterminer la fréquence des lymphocytes T
par utilisation de molécules sensibles au flux calcique. spécifiques. Cette méthode est particulièrement utile dans le cas des
+antigènes présentés aux lymphocytes T CD8 par les molécules HLA
de classe I. Elle demeure plus difficile à mettre en œuvre pour les anti-Analyse de la spécificité antigénique +gènes présentés aux lymphocytes T CD4 par les molécules HLA de
par les tétramères HLA-peptides [7] classe II. Du fait du polymorphisme des molécules HLA dans la
population, l’utilisation de cette méthode est conditionnée à la
connaisLa détermination de la fréquence de lymphocytes T susceptibles de sance préalable des groupes HLA de l’individu étudié et, en pratique,
répondre à un antigène donné a longtemps été rendue difficile par la disponibilité des tétramères est restreinte aux allèles les plus
frél’absence d’une méthodologie permettant de déterminer directement quents dans la population comme HLA-A2.
la spécificité d’un TCR. En effet, si un anticorps est généralement
capable de se fixer sur un antigène sous sa forme native, les
Exemples d’autres applications lymphocytes T reconnaissent un peptide présenté par une molécule
HLA. Du fait de l’affinité relativement faible des TCR pour les com- de la cytométrie en flux
plexes peptides-HLA, il s’est avéré impossible d’utiliser la forme
monomérique de ces complexes pour marquer directement les La cytométrie en flux permet de nombreuses autres applications
lymphocytes T spécifiques susceptibles de les reconnaître. En revan- parmi lesquelles nous donnerons deux exemples : l’analyse de la
proliche, la multimérisation des complexes peptides-HLA permet d’amélio- fération cellulaire et l’évaluation de l’apoptose.
rer la force de liaison entre le complexe antigénique et le TCR. On ne Il est possible d’apprécier la prolifération lymphocytaire par
pluparle plus alors d’affinité, mais d’avidité, qui se trouve augmentée par sieurs approches de cytométrie. La première, déjà évoquée, est la
1
IFN-γic20 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
recherche de l’expression de marqueurs de surface liés à l’activation
3
(CD25, HLA-DR, CD69, CD71) mais aussi de marqueurs
intranucléaires plus spécifiquement liés au cycle cellulaire (Ki-67, PCNA).
Une autre approche consiste à déterminer le contenu en ADN des
cellules. Pour cela, les cellules sont perméabilisées puis marquées, non pas
avec un anticorps, mais avec un agent intercalant fluorescent comme
l’iodure de propidium (IP) qui se lie de façon stœchiométrique à
l’ADN. L’analyse de la distribution de fluorescence permet de
déterminer la proportion de cellules en phase G /G (contenu en ADN = 0 1
2N), en phase S (2N < contenu en ADN < 4N) et en phase G /M 2
(contenu en ADN = 4N). L’incorporation in vitro d’un analogue
nucléotidique comme la bromodésoxyuridine (BrdU) est une autre 1 2
méthodologie qui permet d’évaluer le nombre de cellules ayant
synthétisé de l’ADN pendant un temps donné. Pour cela, on incube les
cellules vivantes avec la BrdU (éventuellement après activation par un
mitogène ou un antigène), puis on pratique un marquage
intracellulaire par utilisation d’un anticorps anti-BrdU fluorescent. Les
conditions expérimentales sont importantes dans ce type d’approches car la
toxicité cellulaire d’une trop forte concentration de BrdU peut
entraîner une sous-estimation de la fréquence des cellules en cycle. Enfin, il
est possible d’utiliser un marquage direct des cellules par un
fluorochrome comme le CFSE, un ester de carboxy-fluorescéine, suivi d’une Annexine V
activation in vitro. À chaque cycle de division, les cellules perdent alors
Figure 1-23 Exemple d’étude de l’apoptose par analyse couplée du la moitié de leur fluorescence alors que les cellules quiescentes
consermarquage par l’annexine V et l’iodure de propidium (IP). Dans cet vent une intensité de fluorescence maximale. On peut ainsi calculer la
exemple, on a induit l’apoptose de lymphocytes T humains in vitro par fréquence des cellules ayant subi une ou plusieurs divisions (voir + –un agent chimique. Cela se manifeste par un marquage annexine V IP
Figure 1-22). + +(quadrant 2), puis annexine V IP (quadrant 3), alors que les cellules
– –Quant à l’apoptose cellulaire, qui se traduit par une fragmentation vivantes demeurent annexine V IP (quadrant 1). (Document dû à
de l’ADN, il est possible de disposer d’une première estimation par la Michel Seman.)
détermination, après marquage par l’IP, du contenu en ADN inférieur
au pic 2N suivant la méthodologie décrite plus haut pour l’analyse du
évaluer, des cellules présentatrices d’antigène nécessaires à l’activation. cycle cellulaire. Une autre méthode consiste à coupler un marquage
Les activateurs non spécifiques (mitogènes) généralement utilisés par l’annexine V (qui se lie aux phosphatidyl sérines exposées à la
sursont : des lectines végétales (phytohémagglutinine) ; des anticorps face des cellules apoptotiques) à un marquage par l’IP qui, en l’absence
monoclonaux dirigés contre le TCR et les récepteurs de costimulation de perméabilisation membranaire préalable, agit comme un colorant
(anti-CD3 ± anti-CD28) qui miment la présentation d’un antigène vital qui ne marque que les cellules mortes. Le passage cellules
par une cellule présentatrice activée ; des activateurs d’enzymes en pré-vivantes → cellules pré-apoptotiques → cellules apoptotiques se
mani– – sence d’ionophore calcique (ester de phorbol + ionomycine) qui acti-feste alors par une transition de populations annexine V IP →
+ – + + vent directement la protéine C kinase et augmentent la concentration annexine V IP → annexine V IP (Figure 1-23). Enfin, la méthode
de calcium intracellulaire, un second messager de l’activation T. On TUNEL consiste à évaluer l’état de dégradation de l’ADN par
l’utilipeut également utiliser des activateurs spécifiques comme les antigènes sation d’une enzyme, la désoxynucléotidyl transférase terminale
de rappels vaccinaux (tuberculine, anatoxine tétanique) ou environne-(TdT), et de nucléotides fluorescents comme le dUTP-fluorescéine.
mentaux (candidine, streptocoque), voire des allo-antigènes au cours L’accumulation de fragments de dégradation de l’ADN à l’intérieur
de cultures lymphocytaires mixtes en présence de cellules mononu-des cellules se traduit alors par une augmentation de la fluorescence
cléées allogéniques préalablement irradiées pour éviter leur proliféra-mesurable par le cytomètre.
tion. Après 2 à 3 jours (activateurs non spécifiques) ou 5 à 6 jours
(activateurs spécifiques) de culture, on ajoute un nucléotide radioactif
Autres méthodes d’exploration (thymidine tritiée) qui va être incorporé à l’ADN des cellules en
division. Après 12 à 18 heures d’incubation, la radioactivité des extraits de l’immunité cellulaire cellulaires est mesurée. Elle est corrélée positivement, mais sans
proportionnalité stricte, à l’importance de la division cellulaire.
Réponse proliférative
des lymphocytes T Test de cytotoxicité et ELISPOT
Outre l’analyse de la production de cytokines par les cellules (cyto- Si l’utilisation des tétramères HLA permet de mesurer la fréquence
métrie en flux) ou dans les surnageants de culture (ELISA), l’évalua- des lymphocytes T susceptibles de reconnaître un peptide donné, elle ne
tion fonctionnelle des lymphocytes T peut bénéficier de l’exploration permet pas d’affirmer avec certitude que cette reconnaissance
antigénide la réponse proliférative de ces cellules après activation in vitro, par- que est suivie de fonction. Aussi peut-il être utile de mesurer la fonction
fois appelée test de transformation lymphoblastique. On utilise pour cytotoxique des lymphocytes T in vitro. Pour cela, la méthode de
réfécela les cellules mononucléées préalablement séparées par un gradient rence consiste à incuber les cellules cibles (par exemple, des cellules
autode densité, car cette suspension contient, outre les lymphocytes T à logues infectées par un virus donné ou bien des cellules exprimant les
Iodure de propidiumEXPLORATION DE L’IMMUNITÉ HUMORALE ET CELLULAIRE 21
molécules HLA de classe I appropriées et sensibilisées avec un peptide
51antigénique) avec du chrome radioactif ( Cr). Les lymphocytes à tester
sont mis au contact de ces cibles pendant quelques heures, souvent après
51une étape de restimulation in vitro par l’antigène. Le relargage du Cr
témoigne de la lyse des cellules cibles et donc de l’activité cytotoxique.
Une variante consiste à détecter, dans le surnageant de culture, l’activité
d’enzymes intracellulaires comme la lactate déshydrogénase, qui
témoigne de la lyse des cellules cibles par les lymphocytes T cytotoxiques.
ab c
Une autre méthode non radioactive dont les résultats sont fortement
Taille du CDR3corrélés à la cytotoxicité consiste à étudier un paramètre associé à
l’activation des lymphocytes T cytotoxiques, la sécrétion d’interféron γ. Il
Figure 1-24 Exemple d’analyse du répertoire T par la méthode
immus’agit de compter, au sein d’une population de lymphocytes T déposés
noscope. L’analyse immunoscope permet d’évaluer le répertoire T par
dans une plaque de culture cellulaire, le nombre de cellules productrices l’analyse de la distribution de taille des régions CDR3 de la chaîne β du
de cette cytokine sous l’effet de l’antigène. En effet, chaque cellule TCR. Au sein d’une famille TCR-Vβ donnée, la diversité du répertoire
répondeuse sécrète l’interféron γ localement et, après lyse cellulaire, on donne une distribution pseudo-gaussienne des tailles de CDR3 (a).
peut détecter cette sécrétion par une variante de la méthode ELISA de Chaque pic est séparé d’une distance de trois nucléotides. Lors de
type sandwich. Le clone lymphocytaire producteur s’identifie alors par la l’expansion d’un clone au sein d’une famille, celui-ci se trouve
représenté de façon plus abondante, ce qui se manifeste par un pic dominant présence d’un point (ou spot), qui a donné son nom à la méthode :
(b). Au maximum, on observe un pic quasi unique (c) lorsque l’expan-ELISPOT. Le développement d’outils automatisés de comptage des
sion est très importante.points a simplifié l’utilisation de l’ELISPOT qui peut être également
appliquée à la détection de cellules productrices d’autres cytokines.
de TCR-Vβ sur un gel de polyacrylamide très résolutif, en pratique un
Analyse du répertoire gel de séquence capable de discriminer une différence de taille d’un seul
nucléotide. Pour un répertoire polyclonal normal, on observe au sein des lymphocytes T
d’une famille TCR-Vβ donnée, une répartition pseudo-gaussienne des
Une connaissance complète du répertoire T consisterait à détermi- tailles de CDR3 sous la forme de pics séparés les uns des autres par une
ner la séquence de l’ensemble des récepteurs clonaux des distance de trois nucléotides correspondant à la conservation du cadre de
lymphocytes T (chaînes TCR-α et TCR-β) présents à un instant lecture. Une expansion clonale se manifeste par une augmentation de la
donné au sein du système immunitaire ainsi que le nombre de cellules taille relative du pic correspondant à la taille du CDR3 du clone
surreportant chacun de ces TCR (taille des clones). Cela représenterait plu- présenté. Au maximum, on n’observe plus qu’un pic unique au sein de
sieurs millions d’informations et demeure évidemment inaccessible en cette famille (Figure 1-24). Cette méthode globale s’avère
particulièrepratique. L’objectif des méthodes d’étude du répertoire T est donc ment efficace pour détecter des expansions clonales et elle peut
utiled’offrir une description intelligible de cette complexité en la réduisant ment être couplée à l’analyse cytométrique de l’utilisation des familles
à quelques dizaines ou centaines d’informations analysables. TCR-Vβ ou à une analyse de l’abondance de chaque famille TCR-Vβ
par RT-PCR quantitative. On peut ensuite séquencer, si nécessaire, le Une première approche consiste à déterminer par cytométrie en flux
TCR dont l’expansion aura été détectée par « immunoscope », voire la répartition des familles de segments TCR-Vβ utilisées par les
développer une RT-PCR quantitative clonotypique pour suivre la taille lymphocytes T sanguins. Pour cela, on emploie une batterie
d’anticorps monoclonaux qui ont été produits contre la majorité des familles de ce clone de façon spécifique au cours du temps, par exemple sous
traide segments TCR-Vβ, soit environ une couverture de 70 à 80 p. 100 tement immunosuppresseur.
du répertoire T, et l’on détermine le pourcentage de cellules dont les Ces méthodes d’évaluation du répertoire T peuvent être utiles pour
TCR expriment individuellement chacune de ces familles. Une expan- l’analyse de la reconstitution lymphoïde après une greffe de cellules
sion clonale se traduit par une surreprésentation de la famille TCR-Vβ souches hématopoïétiques ou chez des patients infectés par le VIH
utilisée par ce clone. Cette approche demeure limitée par le fait qu’elle sous polythérapie antirétrovirale, pour la détection d’une prolifération
ne détecte pas les expansions de TCR-Vβ contre lesquelles on ne dis- monoclonale lymphocytaire T ou pour des études
physiopathologipose pas d’anticorps. Par ailleurs, renseignant uniquement sur la fré- ques des maladies auto-immunes.
quence relative d’une vingtaine de familles.
Une méthode plus discriminante, dite « immunoscope » ou Recherche d’un mécanisme « spectratype » [6], consiste à effectuer une RT-PCR à partir des ARN
lymphocytaires afin d’amplifier chacune des familles TCR-Vβ par l’uti- physiopathologique
lisation d’une amorce sens spécifique de cette famille et d’une amorce
L’ensemble des techniques d’exploration de l’immunité humorale et antisens TCR-Cβ commune à tous les TCR-β. Du fait des
réarrangecellulaire permet non seulement d’établir un diagnostic, mais aussi ments génétiques aléatoires survenus dans le thymus lors de
l’établissed’identifier le mécanisme en cause au cours d’une affection relevant ment du répertoire T, la région CDR3 du TCR-β qui contribue de
d’un désordre du système immunitaire. On peut schématiquement façon majoritaire à la reconnaissance du peptide antigénique varie
forteconsidérer trois grandes situations pathologiques, les hypersensibilités, ment, y compris au sein d’une même famille TCR-Vβ. Il s’agit non
seules déficits immunitaires et les syndromes lymphoprolifératifs. Les lement d’une variabilité de séquence, mais aussi de longueur puisque
l’on observe des tailles de CDR3 pouvant varier jusqu’à huit acides hypersensibilités sont traditionnellement classées en quatre types
préaminés d’un TCR à l’autre. À l’échelon de l’ARN, cela se manifeste par sentés dans le tableau 1-XI qui indique aussi les explorations
immunodes messagers dont la taille varie autour d’une taille moyenne. La logiques correspondantes. Ces explorations se conduisent au mieux
méthode consiste donc à étudier la distribution de longueur des CDR3 avec l’appui des biologistes et, pour certaines d’entre elles, ne se
conen déposant les produits de RT-PCR spécifiques de chacune des familles çoivent que dans le cadre de protocole de recherche clinique.22 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
BIBLIOGRAPHIETableau 1-XI Classification des mécanismes immunopathologiques.
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Rheum, 1999, 42 : 455-464.Facteurs environnementaux
GÉNÉTIQUE DES MALADIES 2
SYSTÉMIQUES :
MÉTHODOLOGIE
ET APPLICATIONS
Corinne MICELI-RICHARD et Philippe DIEUDÉ
Les maladies systémiques, sont des maladies dites complexes ou environnement spécifique (facteurs environnementaux), conduisent
multifactorielles, résultant non pas de l’effet délétère d’une muta- au développement du phénotype « maladie ».
tion fonctionnelle dont la fréquence est rare dans la population Cependant, l’identification de ces facteurs génétiques peut-être
générale mais de l’interaction de plusieurs facteurs génétiques avec rendue difficile par une pénétrance incomplète et par l’existence d’une
des facteurs environnementaux. Pris séparément, chaque facteur hétérogénéité génétique sous-jacente. La notion d’allèle de
susceptibin’a qu’une contribution modeste au risque génétique global pour lité traduit l’existence d’un variant génétique augmentant le risque de
une maladie complexe donnée. La difficulté réside dans l’identifi- développer la maladie. Toutefois, cet allèle de susceptibilité n’est pas
cation des différents facteurs de susceptibilité et de déterminer la obligatoirement présent chez tous les malades, de plus, sa fréquence
combinaison des allèles à risque pour laquelle le risque relatif de n’est pas nulle chez des individus sains (pénétrance incomplète). Ainsi,
développer la pathologie sera le plus élevé. L’étude du détermi- en opposition aux maladies monogéniques, les maladies complexes ne
sont-elles pas des pathologies héréditaires à transmission simple de nisme des maladies systémique, dont la génétique fait partie, a
connu des avancées spectaculaires lors des dix dernières années, type mendélien. Il s’agit de maladies polygéniques qui ne sont pas dues
permettant une meilleure compréhension des mécanismes physio- à l’effet délétère d’un gène muté dont la fréquence est rare dans la
population générale, mais la conséquence de la présence, chez les pathologiques qui sous tendent l’apparition du phénotype maladie
(voir chapitres correspondants). Ainsi, aujourd’hui, la meilleure patients, d’une combinaison défavorable de plusieurs allèles de
susceptibilité de différents gènes sur lesquels l’environnement agit pour compréhension de la participation des facteurs génétiques dans le
induire le processus pathogène. Chacun de ces allèles de susceptibilité, déterminisme des maladies systémique résulte-t-elle des progrès
technologiques mettant à disposition des plates-formes de génoty- pris séparément, peut avoir une fréquence importante dans la
population. C’est donc la combinaison de certains allèles de susceptibilité page à haute cadence à l’origine du génotypage de millions de
dans un environnement spécifique qui conduit au phénotype polymorphismes. De plus, depuis 2003, suite à un effort
collabora« maladie » (Figure 2-1).tif international, le projet HapMap [36] a permis le séquençage
complet du génome humain, outil indispensable à l’intégration de
la diversité génétique humaine. Dans cette progression fulgurante
des connaissances de la génétique de la polyarthrite rhumatoïde, le
rôle des cliniciens est majeur, permettant, là encore, à travers des
collaborations souvent internationales, la constitution d’échan- Génotype gène 1
tillons de grande ampleur incluant des milliers de patients et de
témoins, prérequis à l’identification de facteurs de susceptibilité.
Ces facteurs de susceptibilité ont le plus souvent un poids modeste,
Génotype gène 2
inhérent à la nature même de ces pathologies, résultant de
l’interaction de facteurs de susceptibilité génétiques et environnemen- Maladie complexe
taux (maladies génétiques dites complexes ou multifactorielles).
Génotype gène 3
Problématique des maladies
Génotype gène 4multifactorielles
L’observation de cas d’agrégation familiale de certaines pathologies
fait évoquer l’implication de facteurs de susceptibilité génétique. Le Figure 2-1 Vue schématique de l’interaction facteurs
génétiques-facbut des méthodes d’analyse génétique est d’identifier les allèles de sus- teurs environnementaux concourant à l’émergence d’une pathologie
ceptibilité de différents gènes qui, après interaction entre eux dans un multifactorielle.24 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
paires étudiées. En d’autres termes, la concordance évalue la proportion Comment évaluer le poids
de seconds jumeaux atteints quand le premier est malade. La différence
de concordance entre jumeaux monozygotes et dizygotes évalue la con-des facteurs génétiques
tribution génétique à la maladie. Ainsi, plus cette différence est grande,
dans le déterminisme plus la part de la génétique dans la pathogénie de la maladie est grande.
Un taux de concordance chez des jumeaux monozygotes différent de d’une maladie multifactorielle ? 100 p. 100 (c’est toujours le cas pour les maladies multifactorielles)
rend compte de l’implication de facteurs environnementaux.
L’étude de la composante génétique d’une maladie multifactorielle
À titre d’exemple, le taux de concordance de la polyarthrite
rhumacomporte différentes étapes. La première impose de réunir les
argutoïde varie de 12 à 30 p. 100 pour les jumeaux monozygotes, alors qu’il
ments suffisants pour supposer l’implication de facteurs génétiques
varie de 5 à 10 p. 100 pour les jumeaux dizygotes du même sexe [1]. Le
dans la pathologie étudiée. L’observation de formes familiales de la
taux de concordance plus élevé chez les jumeaux monozygotes (3 à 4 fois
maladie est un premier argument. Mais il peut s’agir de cas familiaux
plus élevé en moyenne que chez les dizygotes du même sexe), confirme
en rapport avec une exposition à des facteurs environnementaux
coml’implication de facteurs génétiques dans la susceptibilité à la polyarthrite
muns à la cellule familiale.
rhumatoïde. L’implication des facteurs environnementaux est également
Ainsi l’étape ultérieure devra-t-elle montrer que ces facteurs
famiconfirmée, puisque ce taux est inférieur à 100 p. 100. Une récente étude
liaux sont, en partie au moins, d’origine génétique.
Danoise de jumeaux n’a pas répliqué les résultats précédents, suggérant
un rôle mineur des facteurs génétiques dans la susceptibilité à la
polyÉtudes familiales arthrite rhumatoïde [101]. Cette étude présente probablement un biais
dans le recrutement des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, la
Les études familiales ont pour but de suggérer l’existence d’une
prévalence de la maladie (0,15 p. 100) y étant très nettement inférieure
composante héréditaire pour une affection donnée par l’observation
à celle attendue. De plus, l’intervalle de confiance du taux de
concord’une agrégation familiale des cas. Il s’agit de démontrer qu’il existe
dance chez les jumeaux monozygotes allait de 0 à 24,7, restant donc
larune fréquence augmentée de la maladie chez les apparentés du premier
gement compatible avec les études précédentes.
degré de sujets atteints (parents, fratrie ou enfants) par rapport à la
population générale. On définit ainsi le risque relatif λ (« R » pour
R Études de liaison génétique : relatives : collatéraux) ou risque de récurrence qui représente le rapport
entre la fréquence de la maladie chez les apparentés du premier degré localisation de régions d’intérêt
d’un individu malade et la fréquence observée dans la population
générale. Ce risque relatif peut être évalué pour différents types de Les études de liaison génétique ont pour but l’identification de
parenté, le plus souvent au sein des fratries (λ , « S » pour sibling). régions chromosomiques ou locus d’intérêts pouvant contenir chacun S
Par exemple, au cours de la spondylarthrite ankylosante (SA), dans une un, voire plusieurs, gènes de susceptibilité à la maladie. Ces études
étude menée par Calin, la fréquence de la spondylarthrite ankylosante exploitent les différents polymorphismes de séquence du génome qui
chez les collatéraux HLA-B27 positifs de patients était de 10,6 p. 100 ont été mis en évidence au cours des dix dernières années. Les
mar(15/142) et de 1,9 p. 100 (2/108) dans le groupe témoin représenté par queurs polymorphes les plus fréquemment utilisés à l’heure actuelle
les collatéraux HLA-B27 positifs de donneurs de sang sains donnant un dans les études systématiques du génome sont les marqueurs
microsarisque relatif de spondylarthrite ankylosant chez les collatéraux de sujets tellites. Ces derniers correspondent à des répétitions en tandem de
malades par rapport à des collatéraux de sujets sains (tous HLA-B27 posi- courtes séquences nucléotidiques réparties assez uniformément sur le
tifs) de 5,6 (10,6/1,9) [11]. Cette valeur de risque relatif est nommée λ , génome et réalisant ainsi un balisage régulier.R
l’indice « R » (relative) se rapportant, dans cette étude, à l’ensemble des Le principe des études de liaison par criblage du génome à l’aide des
collatéraux de premier degré (parents, germains et enfants). marqueurs microsatellites est basé sur la distance génétique séparant
Concernant la polyarthrite rhumatoïde (PR), sa prévalence chez les un locus de susceptibilité et l’un de ces marqueurs microsatellite. Si
apparentés du premier degré d’une personne atteinte varie de 2 à cette distance est faible, on observera alors une co-ségrégation
(co12 p. 100 [23] alors que, dans la population générale, elle varie de 0,2 transmission) d’un des allèles du microsatellite testé dont la
localisaà 1 p. 100 [90]. Ainsi la valeur de ce paramètre λ est-elle évaluée tion est connue avec l’allèle à risque du gène de susceptibilité.R
entre 3 et 15 dans la polyarthrite rhumatoïde [24]. La liaison entre un marqueur génétique et une maladie signifie qu’il
Il est important de garder à l’esprit que cette agrégation familiale et y a non indépendance de la transmission du phénotype maladie et du
donc le paramètre λ reflète à la fois le risque génétique et le risque envi- marqueur dans les familles atteintes.
ronnemental apportés par les facteurs partagés au sein d’une famille. L’étude de liaison permet de localiser les régions du génome (locus)
où l’on observe un excès de ressemblance entre germains (frères et/ou
sœurs) atteints pour un ou plusieurs marqueurs génétiques, cela avec un Études de jumeaux
degré de vraisemblance statistique plus ou moins grand. L’analyse de
L’étude de jumeaux est la méthode la plus classique et la plus liaison nécessite donc l’utilisation d’un matériel familial spécifique,
comancienne pour appréhender le poids de la composante génétique d’une posé d’au moins une paire de germains atteints (frères ou sœurs : sibling
maladie. en anglais) : on parle de familles multiplex ou affected sib pair (ASP).
Ces études permettent d’évaluer le poids de la composante génétique Les criblages systématiques du génome (en anglais genome scan)
cond’une maladie multifactorielle. Elles sont fondées sur l’étude compara- sistent donc à comparer, pour un panel de marqueurs (environ
tive du taux de concordance pour la maladie entre jumeaux monozygo- 400 microsatellites habituellement), la répartition des allèles chez les
tes (partageant les mêmes gènes) et jumeaux dizygotes (partageants des germains atteints (100 à 200 paires de germains en général) par
rapfacteurs environnementaux de façon plus étroite qu’une fratrie non port à la distribution attendue selon les lois de Mendel.
gémellaire). Le taux de concordance pour une maladie représente la La plupart des maladies multifactorielles se caractérisent par des
fraction de paires avec deux jumeaux atteints sur le nombre total de modes de transmission complexes, difficilement modélisables. La GÉNÉTIQUE DES MALADIES SYSTÉMIQUES : MÉTHODOLOGIE ET APPLICATIONS 25
– log (P)
A3/A4 A1/A2
Seuil
P = 0,05
A1/A3 A1/A4 A2/A3 A2/A4
Figure 2-2 Famille multiplex ou affected sib pair (ASP). La répartition a Distance
des quatre génotypes possibles du marqueur multi-allélique A au sein – log (P)
des quatre germains atteints s’effectue selon une probabilité de
25 p. 100 chacun, en accord avec les lois de Mendel.
pénétrance de la maladie et la fréquence des allèles morbides sont
extrêmement difficiles à déterminer. Ainsi la recherche des gènes de
susceptibilité correspondants doit-elle faire appel à des analyses dites
Seuil « non paramétriques » ou, plus précisément, « sans spécification de
P = 0,05modèle de ségrégation » telle que la méthode des paires de germains,
fondée sur le partage d’allèles entre germains atteints.
Le principe de l’analyse de liaison consiste donc à tester si des germains
qui ont le même statut phénotypique (phénotype « maladie ») n’ont pas
Distance
un excès de ressemblance au locus du marqueur testé que s’il y avait
ségrégation indépendante entre le marqueur et la maladie (Figure 2-2).
Les allèles A1, A2, A3 et A4 d’un locus A (marqueur microsatellite A) b
donné, transmis de façon aléatoire selon les lois de Mendel, suivent la
Figure 2-3 Étude de liaison et localisation d’une région d’intérêt.répartition suivante au sein de la fratrie.
a) Exemple d’analyse de liaison pour un chromosome donné. Analyse Selon les lois de Mendel, la probabilité que deux enfants d’une
fraréalisée avec quatorze marqueurs microsatellites (astérisques). L’axe trie aient en commun 2 allèles donnés (par exemple, A1 et A3, A1
des ordonnées correspond à l’opposé du logarithme décimal de la
venant du père et A3 venant de la mère) est de 25 p. 100. La
probabivaleur P [–log (P)]. L’axe des abscisses correspond à la distance
génétilité que les deux enfants se ressemblent pour un seul de ces allèles (par que mesurée en centimorgans (cM) ou physique mesurée en paires de
exemple, l’allèle A1 commun aux enfants A1/A3 et A1/A4) est de bases (pb). La droite en pointillés correspond au seuil empirique de
50 p. 100 et la probabilité qu’ils ne partagent aucun de ces allèles est 5 p. 100. b) Mise en évidence d’une région d’intérêt lors du criblage du
de 25 p. 100 (enfants A2/A4) (Tableau 2-I). génome. La région chromosomique d’intérêt (trait gris) peut contenir
Ainsi, pour un marqueur donné et sous l’hypothèse de l’absence de plusieurs centaines de gènes (en gris clair) dont un ou plusieurs peuvent
être des gènes de susceptibilité.liaison entre le marqueur et la maladie (ségrégation indépendante), les
probabilités d’avoir en commun 0, 1 ou 2 allèles sont-elles
respectivement de 0,25, 0,5 et 0,25.
Cette distribution théorique est comparée à la distribution observée ce type d’analyse tels que le logiciel Genehunter qui intègre les données
2dans les différentes familles étudiées, par un test du χ , générant une de plusieurs marqueurs simultanément (analyse dite « multipoints »).
valeur de P pour chaque marqueur. En cas de divergence statistiquement Ainsi, dans une famille « multiplex » comportant au moins deux
significative entre les deux distributions, on pourra conclure à la liaison germains atteints, s’attend-on à observer un excès de ressemblance (ou
génétique. Les résultats sont représentés par une courbe dont chaque excès d’allèles partagés) dans la fratrie malade pour les allèles des
marpoint représente un marqueur microsatellite et où l’abscisse est définie queurs situés à proximité du gène de susceptibilité. Ce type d’analyse
par la position du marqueur sur chromosome et l’ordonnée définie par permet la détermination de locus d’intérêt pouvant contenir un ou
–log (P) (Figure 2-3). De puissants logiciels permettent la réalisation de plusieurs gènes de susceptibilité à la maladie, cela avec des degrés
variables de significativité statistique.
Cette approche a l’immense avantage de s’affranchir d’hypothèse
Tableau 2-I Répartition des quatre génotypes possibles du marqueur préalable (position des loci notamment). En contrepartie, elle souffre
multi-allélique A, selon les lois de Mendel.
d’un manque de puissance. En outre, au seuil statistique utilisé pour
augmenter la sensibilité de cette approche, les loci retenus ne sont que Père A1 A2
suggérés : beaucoup sont alors de faux positifs. L’existence de faux
Mère positifs, c’est-à-dire d’excès de ressemblance entre germains atteints en
certains points du génome par le simple fait du hasard (pour un
A3 A1/A3 (25 p. 100) A2/A3 (25 p. 100)
risque α à 5 p. 100 et l’analyse de 400 marqueurs, cette situation sera
A4 A1/A4 A2/A4 (25 p. 100)
observée en moyenne pour vingt des marqueurs utilisés lors du cri-26 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
blage systématique), souligne l’importance de la réplication des résul- lité de mise en œuvre. Toutefois, l’étude d’association cas-témoins ne
tats par des équipes indépendantes travaillant sur des populations peut éviter le risque majeur de biais de stratification entre les patients
génétiquement comparables (caucasiens, par exemple). et les témoins. L’appariement imparfait a pour conséquence une
difféD’autres facteurs comme l’hétérogénéité génétique (implication de rence de la distribution des génotypes entre les deux groupes
compaplusieurs loci dans le développement de la maladie) et le manque de rés, conduisant éventuellement à un faux positif. Certains auteurs ont
puissance des analyses réalisées (lié à l’implication éventuellement proposé l’utilisation préalable d’un panel de marqueurs génétiques
modeste de chaque locus de susceptibilité pris séparément) font que connus jouant le rôle d’étalon pour dépister un éventuel biais de
stral’absence de liaison dans une région donnée du génome ne permet pas tification entre les deux populations testées, mais cette technique reste
d’exclure définitivement cette région comme potentielle région de sus- controversée [83].
ceptibilité à la maladie. Cela explique également la rareté de
réplication des résultats des études de liaison génétiques par des équipes indé- Étude de familles trio
pendantes, en dehors des loci dont l’implication dans le déterminisme Pour contourner le biais inhérent aux études cas-témoins un modèle
génétique pour une affection donnée est très importante et comparable d’étude d’association utilisant un échantillon de familles nucléaires ou
dans les différentes populations étudiées. Ces données rendent ainsi trio (une personne atteinte et ses deux parents) a été développé.
compte de l’énorme complexité du problème et de l’importance de Comme pour les études cas-témoins on prendra soin de s’assurer d’une
l’effort conjoint de différentes équipes travaillant sur le criblage du homogénéité ethnique intra- et interfamiliale pour constituer
l’échangénome pour une pathologie donnée. tillon. Plusieurs tests sont appliqués. L’échantillon constitué de
familles trio permet de réaliser deux tests distincts : le test TDT
(transmission disequilibrium test) [97] et le test GRR (genotype relative risk) Études d’association [33] (Figure 2-4).
Le TDT compare la transmission des allèles du SNP du gène étudié et localisation des gènes
des parents hétérozygotes aux enfants malades avec la loi de Mendel
2de susceptibilité (50 p. 100), en utilisant un test de χ à un degré de liberté. Ainsi un
excès de transmission allélique donne-t-il une information de liaison
L’intérêt des études d’associations est qu’elles sont beaucoup plus génétique du fait d’une non-indépendance de la transmission allélique
puissantes que les études de liaison. Elles sont aussi beaucoup plus et du phénotype maladie.
précises : un marqueur associé à une maladie est soit le facteur géné- Le GRR compare la différence de distribution des génotypes du
tique per se, soit a priori à quelques kilobases (kb) du variant géné- SNP du gène étudié entre les cas et les contrôles (les contrôles
correstique en cause dans la susceptibilité à la maladie, alors que cette dis- pondent aux génotypes reconstitués à partir des allèles parentaux non
2tance est de quelques milliers de kilobases pour un marqueur transmis), en utilisant un test de χ à deux degrés de liberté. Le GRR
microsatellite lié. Le corollaire, et inconvénient, est que le nombre apporte une information d’association génétique pour un marqueur
de marqueurs à étudier est beaucoup plus élevé, limitant l’applica- donné. On comprend bien l’intérêt d’un tel échantillon familial
obétion à l’étude de gènes candidats ou de locus d’intérêts. Les résultats rant tout biais de stratification entre le groupe contrôle et le groupe
d’études d’association doivent être interprétés avec prudence. Une patients, les deux groupes étant parfaitement appariés. Toutefois, ce
réplication des résultats sur des cohortes indépendantes est indis- type d’échantillon familial nécessite le génotypage complet des familles
pensable. Une confirmation par une étude familiale est nécessaire trio (affectés et parents respectifs) et ne permet l’extraction des
inforcar cette dernière apporte l’information de liaison. En outre, la mise mations de génotypage que pour les parents hétérozygotes.
en évidence d’une association ne permet pas de conclure à
l’implication formelle du gène candidat testé. Ce sont les études fonction- Intérêt des familles ASP
nelles des variants associés qui peuvent démontrer le mécanisme lors d’études d’association
physiopathogénique sous-jacent.
L’existence de familles au sein desquelles il existe une fréquence
accrue de la maladie suggère une possible « concentration » des
facApproche gène candidat teurs génétiques (mais aussi environnementaux). Il apparaît donc
intéressant d’utiliser de tels échantillons (type familles multiplex) lors
Les études d’associations peuvent être utilisées pour tester
l’implication de gènes candidats à jouer un rôle dans la susceptibilité génétique
à la maladie. Un gène, peut être considéré comme candidat de part sa
fonction, de part les possibles implications physiopathologiques d’un
variant allélique (polymorphisme fonctionnel), mais aussi de part sa 12 12
localisation au sein d’un locus d’intérêt préalablement identifié lors du
criblage du génome (analyse de liaison). L’approche gène candidat
utilise habituellement des polymorphismes bi-alléliques ou SNP (single
nucleotide polymorphism).
Études cas-témoins
11
L’approche gène candidat peut se faire selon une étude cas-témoins :
des sujets malades non apparentés sont comparés à des sujets sains non
apparentés. Les patients et les témoins sont appariés pour la popula- Figure 2-4 Famille trio ou transmission disequilibrium test (TDT). On
suption d’origine, en tenant compte de l’origine ethnique, de manière à ce pose un marqueur bi-allélique (en gris) comprenant les allèles 1 et 2.
que les deux groupes ne se distinguent idéalement que par la maladie. Chaque parent a transmis l’allèle 1. Le génotype contrôle correspondant au
cas index TDT est 2/2 composé des deux allèles parentaux non transmis.L’intérêt des études cas-témoins réside essentiellement dans leur faci-GÉNÉTIQUE DES MALADIES SYSTÉMIQUES : MÉTHODOLOGIE ET APPLICATIONS 27
d’étude cas-contrôles, dans l’espoir d’observer une fréquence de l’allèle Réalisation de la cartographie fine
de susceptibilité beaucoup plus importante que celle qui pourrait être par déséquilibre de liaison pour l’ensemble
observée dans un échantillon de cas « sporadiques ».
du génome humain : intérêt de l’outil HapMap
En illustration, de récentes études d’association suggèrent que
Cribler les 10 millions de SNP qui se trouvent dans le génome d’un l’utilisation de tels échantillons familiaux de polyarthrite
rhumaindividu serait une entreprise extrêmement longue et coûteuse. L’exis-toïde pourrait être d’une grande utilité dans la mise en évidence
tence d’un déséquilibre de liaison entre les SNP permettra de tester un d’un facteur génétique de susceptibilité. Ainsi la fréquence de
HLAnombre de SNP plus restreint. Pour répondre à cette question un cata-DR4 a-t-elle été trouvée statistiquement supérieure dans un
échanlogue des variations génétiques les plus fréquentes du génome humain tillon de 129 polyarthrites rhumatoïdes familiales comparée à celle
est en cours de constitution. Il décrit la nature des polymorphismes, de 217 polyarthrites rhumatoïdes non familiales (68,2 versus
leur emplacement dans la séquence d’ADN et leur distribution au sein 54,8 p. 100 ; P = 0,019) [58]. De même, un polymorphisme du
d’une population et entre les populations dans différentes parties du gène TNFR2 (TNF receptor 2) a été associé à la polyarthrite
rhumamonde. Ce projet international dénommé HapMap est le résultat
toïde, restreinte à sa forme familiale, dans deux populations
caucad’une collaboration entre le Japon, le Royaume-Uni, le Canada, la
siennes distinctes [5, 31]. Ces études laissent supposer que
l’échanChine, le Nigeria et les États-Unis [15]. Cette cartographie, en cours
tillon familial pourrait être d’une grande utilité pour la détection de
de constitution, est accessible sur internet (http://www.hapmap.org/
facteurs génétiques de susceptibilité de maladies complexes.
Touteindex.html). Ainsi sont définis les principaux SNP « représentatifs » de
fois, l’utilisation de l’échantillon familial n’obère pas le biais de
stratelle ou telle région du génome (blocs de déséquilibre de liaison),
pertification posé par les études cas-témoins, si bien que les précautions
mettant d’explorer de façon plus pertinente et plus efficace les régions
de réplication indépendante et d’argument de liaison restent de
d’intérêts pour les maladies multifactorielles. Ces blocs sont
représenmise.
tés par un diagramme reliant chacun des variants par un bloc de
couleur dont l’intensité est proportionnelle à l’importance du déséquilibre
de liaison (Figure 2-5).Approche par cartographie fine
de déséquilibre de liaison de locus Intérêt de la cartographie fine par déséquilibre
d’intérêt de liaison pour la mise en évidence de gènes
de susceptibilité des maladies multifactorielles : Pourquoi une cartographie fine ?
études GWASLes variants qui sont trouvés le plus fréquemment dans le génome
Le déséquilibre de liaison concerne aussi un SNP et un locus de correspondent à des polymorphismes bi-alléliques ou SNP. Ils sont
maladie (facteur génétique de susceptibilité) créant, dans certains cas, fréquents et abondamment distribués dans tout le génome, la
fréune association du marqueur avec le phénotype de la maladie, qui peut quence de ces SNP est supérieure à 1 sur 200 nucléotides. Ainsi les
être mesurée dans des cohortes cas-témoins. L’étude d’un grand SNP apparaissent-ils particulièrement intéressants pour réaliser une
nombre de SNP, soit systématiquement sur l’ensemble du génome cartographie des maladies multifactorielles. Les études de liaison par
(GWAS pour genome-wide association studies), soit dans toutes les criblage du génome avec des marqueurs microsatellites donnent
générégions pour lesquelles il semble exister une évidence de liaison, a ralement une résolution de localisation de l’ordre de 10 cM, soit
envipermis l’identification d’un grand nombre de facteurs de susceptibilité ron 10 millions de paires de bases. Pour obtenir une localisation plus
génétique. Le GWAS correspond à une étude d’association cas-précise, il est proposé comme approche la cartographie fine en testant
témoins, sans hypothèse a priori, testant en une fois plusieurs centai-de manière systématique des milliers de SNP. On parle de
cartogranes de milliers d’hypothèses sans nécessiter de pertinence biologique/phie fine par déséquilibre de liaison.
physiopathologique. Si cette méthode s’est avérée très efficace, elle
pose le problème de l’identification d’un très grand nombre d’allèles Déséquilibre de liaison
de susceptibilité, pas toujours répliqués, dont le rôle fonctionnel n’est
Le déséquilibre de liaison correspond à une association non aléa- pas connu, et parfois même situés dans des régions du génome dont la
toire d’allèles liés génétiquement pour lequel certaines combinaisons fonction demeure inconnue. Compte tenu du très grand nombre de
de variants génétiques se produisent dans différents loci plus fré- SNP testées au cours du GWAS, le seuil de signification statistique
–7quemment que ne le laisse prévoir le hasard. En d’autres termes, les requiert des valeurs de P inférieures à 10 . Cette contrainte a pour
SNP tendent à être proches les uns des autres et à être hérités conséquence l’utilisation d’échantillons de grande taille
(habituelleensemble : on parle de déséquilibre de liaison. Par exemple, tous les ment au moins 1 000 patients et 1 000 témoins, pour un odds-ratio
individus ayant hérité de l’allèle A du SNP A/G (SNP n° 1) à un voisin de 2), nécessaires à l’obtention d’une puissance de détection
endroit donné d’un chromosome ont hérité simultanément de pertinente. Ce type d’approche repose sur la théorie de « common
l’allèle T du SNP C/T (SNP n° 2) localisé à proximité du SNP n° 1. disease, common variant » qui suppose que des allèles de susceptibilité
Ce déséquilibre de liaison peut ainsi concerner un nombre plus ou dont la fréquence n’est pas rare dans la population générale (fréquence
moins important de SNP : on parle de blocs de déséquilibre de de l’allèle mineur > 5 p. 100) interagissent entre eux et probablement
liaison. Ainsi certaines régions du génome peuvent-elles être défi- avec des facteurs environnementaux, définissant le déterminisme de
nies par l’exploration non pas de tous les SNP compris dans cette maladies multifactorielles [47]. En d’autres termes, les allèles à risque
portion physique, mais par quelques SNP qui ne sont pas en désé- d’une pathologie considérée comme fréquente ne sont pas rares dans la
quilibre de liaison et qui appartiennent donc à des blocs de déséqui- population générale. Ainsi, par définition, l’approche GWAS ne
libre de liaison distincts. Schématiquement, le génome humain cor- permet-elle d’identifier que des polymorphismes supposés fréquents
respondrait à un agencement de plusieurs blocs de déséquilibre de dans la population générale. Si cette hypothèse séduisante a permis de
liaison. définir le fond de susceptibilité d’un grand nombre de maladies systé-28 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Figure 2-5 Blocs de déséquilibre de liaison au locus BLK (HapMap).
miques telles que le lupus ou encore la polyarthrite rhumatoïde (voir très faible parmi les témoins (environ 1 sur 1 600) mais beaucoup plus
Chapitres 11, 12 et 15) tel que nous le connaissons aujourd’hui, nous fréquentes chez les sujets lupiques, conduisant à un risque relatif de
verrons que les facteurs de susceptibilité identifiés n’expliquent qu’une développer un lupus en cas de portage de ces variants très élevé (OR :
faible partie de la composante génétique. Ainsi, l’intervention de 25). C’est désormais vers l’identification de ces variants
rares/mutavariants rares (fréquence de l’allèle mineur < 5 p. 100 dans la popula- tions qu’il faut s’orienter afin de mieux comprendre le déterminisme
génétique des affections multifactorielles. Les techniques de séquen-tion générale), voire de mutations (fréquence de l’allèle mineur
< 1 p. 100) pourrait jouer un rôle important dans le déterminisme des çage actuelles utilisent des séquenceurs hauts débit (3 Gb en
maladies systémiques. 3 heures…) et des analyses bioinformatiques poussées permettent
l’alignement rapide des séquences issues du séquençage. Les approches par
séquençage de l’exome (régions codantes du génome et jonctions Nouvelles approches par séquençage
intron-exon) permettront donc l’identification de ces variants rares
haut débit afin de mieux appréhender l’ensemble de la composante génétique des
maladies multifactorielles.
Les approches GWAS ont permis de franchir un pas considérable
dans l’identification de variants génétiques associés aux maladies
autoimmunes ou inflammatoires chroniques : près de 100 variants sont Applications actuelles
maintenant identifiés comme facteurs génétiques de susceptibilité aux
de la génétique des maladies maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (rectocolite
hémorragique et maladie de Crohn) [61] une trentaine dans le lupus [35]. systémiques : de la théorie
Cependant, la contribution de ces différents variants dans le
déterminisme de ces affections reste faible : l’odds-ratio associé à chacun de ces à la pratique…
variants est inférieur à 1,5 pour la plus grande majorité d’entre eux.
Par ailleurs, les puces utilisées dans les GWAS n’analysent que les Les récentes mises en évidence de facteurs de susceptibilité de
malavariants génétiques fréquents (fréquence de l’allèle rare > 1 p. 100 dans dies multifactorielles sont venues souligner la pertinence des méthodes
la population générale) et ne permettent pas de mettre en évidence des d’approches utilisées pour l’identification de gènes de susceptibilité.
variants rares ou des mutations spécifiques à chaque affection. Un Parmi les facteurs génétiques récemment mis en évidence on peut
exemple de ces variants rares peut être décrit pour Trex1. Ce gène code noter PTPN22 pour le diabète de type 1, la polyarthrite rhumatoïde,
une ADN exonucléase. Des mutations et variants rares de ce gène ont le lupus, la maladie de Basedow et le vitiligo [6, 9, 12, 56, 107],
été rapportés dans certaines formes de lupus [60]. Leur fréquence est CARD15/NOD2 pour la maladie de Crohn [44], CTLA-4 pour le dia-GÉNÉTIQUE DES MALADIES SYSTÉMIQUES : MÉTHODOLOGIE ET APPLICATIONS 29
bète de type 1 et la maladie de Basedow [106], PDCD1 pour le lupus sur TLR-2 ne peut alors plus être effective et la cascade inflammatoire
et la polyarthrite rhumatoïde [84, 85]. Il est intéressant de noter que la induite par le couple TLR-2/peptidoglycane est activée.
valeur des risques relatifs (RR) inhérents à chaque allèle ou génotype Ainsi les modifications fonctionnelles de CARD15 pourraient-elles
de susceptibilité n’excède pas 3 (résumé dans [89]). Cette faible valeur entraîner, au cours de la maladie de Crohn, une incapacité de la
des risques relatifs illustre bien le fait que prise indépendamment, la muqueuse intestinale à contrôler la réponse inflammatoire massive
contribution de chaque gène dans la susceptibilité à une pathologie induite par l’infection bactérienne. Il reste cependant encore beaucoup
donnée reste modeste. Par ailleurs, la susceptibilité génétique à une à comprendre sur le rôle physiopathogénique précis des différents
maladie complexe résulte de l’interaction de différents allèles de sus- variants alléliques associés à la maladie de Crohn.
ceptibilité de différents gènes. Le génotypage de ces marqueurs généti- Bien qu’il existe un rationnel fonctionnel soulignant le rôle de
ques ne peut donc pas constituer un test diagnostique. CARD15/NOD2 dans la susceptibilité génétique de la maladie de
Crohn, il est important de garder à l’esprit que CARD15/NOD2 est Nous détaillerons ici deux exemples illustrant les récents succès de la
muté chez environ 50 p. 100 des patients atteints de maladie de recherche génétique dans l’identification de gènes de susceptibilité des
Crohn contre seulement 20 p. 100 des témoins. Cela démontre que maladies multifactorielles (CARD15/NOD2 et PTPN22), succès
obteles mutations de CARD15/NOD2 ne sont ni nécessaires ni suffisantes nus selon deux approches distinctes.
au développement de la maladie, illustrant bien la contribution d’un
facteur génétique pour une maladie multifactorielle où facteurs généti-CARD15/NOD2 : facteur génétique
ques et environnementaux interagissent de façon complexe.
de la maladie de Crohn
Gènes de susceptibilité communs Le recrutement d’un nombre important de familles multiplex de
maladie de Crohn a été réalisé par plusieurs équipes internationales, à plusieurs maladies auto-immunes :
avec pour objectif la réalisation d’analyses de liaison par criblage du
notion de pléiotropismegénome entier. Une première analyse de liaison est rapportée par une
équipe française en 1996 [46], montrant l’existence d’une région
Le gène PTPN22 (protein tyrosine phosphatase non-receptor 22) code
d’intérêt significatif en péricentromérique du chromosome 16 [45]. Ce
une lymphocyte tyrosine phosphatase (LyP) impliquée dans la
régularésultat a été depuis répliqué par plusieurs équipes indépendantes [13,
tion négative des lymphocytes T activés. LyP interagit avec la protéine
40, 78]. L’affinement progressif de cette région par clonage positionnel
Csk qui exerce une action régulatrice négative sur les lymphocytes T
(cette approche consiste à identifier des gènes dont la fonction et la pro- activés. L’action de PTPN22/LyP conduit donc indirectement à un
téine correspondante sont inconnus, par analyse moléculaire de la rétrocontrôle négatif de l’activation lymphocytaire T [6, 14, 94]. La
région chromosomique où ils sont localisés ; le terme de génétique protéine LyP est essentiellement exprimée par les cellules de la lignée
inverse est parfois utilisé pour décrire cette approche) a conduit cette hématopoïétique notamment les cellules NK et les polynucléaires
neumême équipe française à l’identification du gène CARD15/NOD2 dans trophiles [6, 14]. Un polymorphisme fonctionnel situé sur le
le déterminisme génétique de la maladie au sein de familles européen- codon 620 qui substitue un résidu arginine (R) par un résidu
tryptones de Crohn [44]. De façon simultanée, par une approche gène candi- phane (W) a pour conséquence une diminution de cette régulation
dat positionnel, une deuxième équipe a confirmé l’implication de ce négative conduisant à une « auto-activation » lymphocytaire [6].
même gène dans la population américaine [77]. Ce résultat a depuis été
Selon une approche gène candidat, une première étude d’association
confirmé par de nombreuses équipes [20, 39, 108].
cas-contrôles a mis en évidence une association entre l’allèle
fonctionTrois principaux variants alléliques de CARD15/NOD2 ont été mis nel PTPN22*620W et le diabète de type 1 [9]. Cette association sera
en évidence ainsi qu’une trentaine d’autres variants rares dont le rôle rapidement confirmée par d’autres études d’associations cas-contrôles
fonctionnel n’est toujours pas clairement établi [62]. La protéine [57, 95] et surtout par une preuve de liaison génétique apportée par
CARD15 est une protéine intracellulaire récemment impliquée dans la trois études familiales ASP et TDT confirmant ainsi l’implication
cerdéfense immunitaire innée. CARD15 comporte trois domaines fonc- taine du SNP PTPN22*R620W dans la susceptibilité génétique du
tionnels principaux : diabète [79, 86, 114].
– un domaine riche en leucine (LLR pour leucine rich repeat) localisé Une association de l’allèle PTNP22*620W à la polyarthrite
rhumaen C-terminal impliqué dans la reconnaissance d’agents pathogènes ; toïde a été observée dans une étude nord-américaine cas-contrôles
réa– un domaine central de liaison à des nucléotides (NBD pour nucleo- lisée avec un échantillon initial de 475 patients atteints de polyarthrite
tide binding domain) impliqué dans l’oligomérisation de la protéine ; rhumatoïde et 475 témoins et un échantillon de réplication composé
– le domaine CARD localisé en N-terminal de la protéine jouant un de 463 patients issus de familles multiplex et de 926 témoins. Des
rôle dans l’induction de l’apoptose et l’activation de la voie NF-κB [76]. résultats similaires étaient observés avec l’échantillon de réplication
[6]. Il est important de noter que PTPN22 est situé dans un locus CARD15 joue un rôle de surveillance intracellulaire en détectant le
d’intérêt suggéré uniquement par le criblage américain [50].muramyl dipeptide (MDP), motif issu de la dégradation des
peptidoglycanes (PGN) bactériens. La reconnaissance par CARD15 de ces Concernant la polyarthrite rhumatoïde, de multiples études
indémotifs microbiens inhibe en condition physiologique une cascade pro- pendantes ont répliqué l’association entre l’allèle 620W de PTPN22 et
inflammatoire de signalisation via NF-κB, nécessaire à la clairance des la polyarthrite rhumatoïde [6, 19, 80, 109]. Plus récemment
l’argubactéries pathogènes de l’hôte et induite par la fixation des peptidogly- ment de liaison génétique a été apporté entre l’allèle 620W et la
polycanes par TLR-2 (Toll-like receptor 2). CARD15 joue donc un rôle de arthrite rhumatoïde, confirmant PTPN22 comme authentique facteur
régulateur négatif naturel de la cascade inflammatoire induite par la génétique de susceptibilité de la polyarthrite rhumatoïde [29].
reconnaissance à la surface cellulaire de certains motifs bactériens. Le Depuis, l’allèle PTPN22*620W a été trouvé associé à de
nombreuvariant allélique de CARD15 le plus couramment rencontré chez les ses autres maladies auto-immunes (MAI) comme le lupus [56, 80], les
patients atteints de la maladie de Crohn conduit à une protéine tron- dysthyroïdies auto-immunes [107], le vitiligo [12] ainsi que les
quée ne détectant plus le MDP. L’effet naturel inhibiteur de CARD15 familles où il existe une agrégation de maladies auto-immunes telles 30 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
que la polyarthrite rhumatoïde, le lupus, le diabète de type 1 ou encore rhumatologue et l’interniste [3]. L’identification de ces facteurs
pourles dysthyroïdies auto-immunes [19]. Il est important de souligner que rait révolutionner notre compréhension des mécanismes
physiopathoces différentes études mettent en avant pour la première fois l’implica- géniques qui sous-tendent l’émergence des processus dysimmunitaires.
tion d’un facteur génétique fonctionnel commun à différentes mala- Si l’étude des modifications épigénétiques de tumeurs cancéreuses a
dies auto-immunes, ce qui sous-tend l’existence très probable d’un permis une meilleure compréhension des mécanismes de régulation
fond génétique commun prédisposant à l’auto-immunité, déjà suggé- épigénétique, conduisant au développement de nouvelles stratégies
rée par les criblages génomiques réalisées pour ces différentes patholo- thérapeutiques dans le domaine de l’oncologie [32], l’épigénétique des
gies. Toutefois, PTPN22 n’est pas associé à toutes les maladies auto- maladies auto-immunes est un domaine de recherche en pleine
expanimmunes, c’est ainsi le cas pour la sclérose en plaques ou encore la sion, avec, encore aujourd’hui, peu de données.
maladie de Gougerot-Sjögren [19, 48]. Comme pour CARD15/
NOD2, la fréquence de l’allèle à risque PTPN22*620W dans la popu- Principaux mécanismes de régulation
lation de malades suggère que ce gène n’est ni nécessaire, ni suffisant
au développement de l’une des pathologies auto-immunes concernées. épigénétique
La susceptibilité génétique d’une maladie résultant de la combinaison
de différents allèles de susceptibilité de différents gènes. Méthylation de l’ADN
Depuis, de nombreux facteurs de susceptibilité génétiques tels La méthylation de l’ADN correspond à une modification
chimiqu’IRF5, STAT4, BANK1, TNFAIP3, BLK ou encore IRAK1 ont été que s’exerçant de façon exclusive sur la cytosine des dinucléotides
décrit comme pléiotropes, c’est-à-dire impliqués dans le fond de sus- CpG. Elle consiste en l’addition d’un groupement méthyle (CH3)
ceptibilité génétique d’un grand nombre de pathologie auto-immunes sur cette cytosine [116]. L’essentiel du génome des mammifères est
(résumé in [28, 87]). méthylé (98 p. 100). Pour une fraction minoritaire du génome
(environ 2 p. 100), la fréquence des CpG est 5 à 10 fois plus grande
et ces dinucléotides ne sont pas méthylés. Ces clusters de dinucléoti-Épigénétique des CpG sont appelés « îlots CpG ». Ils sont localisés dans les
promoteurs et exons d’environ 40 p. 100 des gènes des mammifères.
Ces dernières années ont été le témoin d’avancées considérables dans
Ces îlots se trouvent souvent en 5’UTR de gènes domestiques
(houle domaine de la génétique des rhumatismes inflammatoires
chronisekeeping genes) et leur état de non-méthylation correspond à
ques, notamment pour certaines maladies auto-immunes, telles que le
l’expression ubiquitaire de ces gènes. Pour les autres gènes, le
caraclupus érythémateux systémique (LES), la polyarthrite rhumatoïde ou
tère méthylé ou non méthylé de ces régions explique la spécificité de
encore la sclérodermie systémique (ScS), conduisant à la mise en
évileur expression tissulaire.
dence d’un grand nombre de facteurs de susceptibilité génétique. À ce
Il a été montré que la méthylation des régions promotrices riches en
jour, le principal facteur de susceptibilité génétique des maladies
autoîlots CpG jouent un rôle important dans la régulation de l’expression
immunes inclut les gènes du locus HLA [63]. Plus récemment, d’autres
de certains gènes, en éteignant l’expression de ces gènes par
modificagènes tels que PTPN22, IRF5 ou encore STAT4 ont été identifiés
tion de la reconnaissance de séquences cibles de fixation sur l’ADN de
comme impliqués dans le déterminisme de nombreuses maladies
autofacteurs de transcription [8]. Cette méthylation est également
impliimmunes telles que le LES, la polyarthrite rhumatoïde, la sclérodermie
quée dans les phénomènes d’empreinte génomique (correspond a la
systémique ou encore le syndrome de Gougerot-Sjögren [22, 30, 37,
variation d’expression d’un gène selon son origine parentale) [34],
69], illustrant le paradigme d’un pléiotropisme des variants à risque. Il
d’inactivation du chromosome X [81], et dans la carcinogenèse [52].
est important d’intégrer que les facteurs de susceptibilité génétique ainsi
La méthylation de l’ADN s’effectue par l’intermédiaire d’enzymes identifiés, ont le plus souvent un poids modeste, inhérent à la nature
appelées DNMT (DNA methyl transferases). La DNMT1 est responsa-même du déterminisme des pathologies, résultant de l’interaction de
ble de la « photocopie » des profils de méthylation des cellules au fil facteurs de susceptibilité génétiques et environnementaux : on parle de
des divisions cellulaires. Les DNMT3A et DNMT3B ont pour fonc-maladies génétiques complexes ou multifactorielles. Le rôle fonctionnel
tion la méthylation de novo de régions cibles [116]. Le dysfonctionne-de certains de ces variants à risque a été identifié, par exemple, l’allèle
ment de certaines de ces enzymes a été démontré comme étant à l’ori-de susceptibilité 620W de PTPN22 est corrélé à une dégradation
exagine de dérégulations épigénétiques par déméthylation de l’ADN dans gérée de la protéine LyP, conduisant à une hyperréactivité des cellules
les maladies auto-immunes, comme nous le verrons plus loin.dendritiques et des lymphocytes [112]. En amont des conséquences
fonctionnelles d’un allèle de susceptibilité, la contribution d’un gène de
Modifications biochimiques des histonessusceptibilité peut être modulée par l’environnement. Un nombre
important de facteurs de risque environnementaux a été associé à diver- Dans les cellules eucaryotes, l’ADN est organisé sous forme de
chroses pathologies rhumatismales, telles que l’exposition au tabac, à la silice matine composée d’une succession de nucléosomes. Pour mémoire,
minérale, les régimes alimentaires ou l’exposition aux rayons ultravio- chaque nucléosome est composé d’un brin d’ADN double brin
lets. Ces facteurs modulent la régulation épigénétique de notre génome, (146 paires de bases) s’enroulant autour d’un octamère d’histones.
conduisant à des variations de l’expression des gènes de susceptibilité L’octamère d’histones résulte de deux copies des protéines d’histones
pouvant entraîner des conséquences fonctionnelles sur différentes voies H2A, H2B, H3 et H4. L’un des mécanismes régulant l’expression d’un
physiopathogéniques. À l’instar d’un chef d’orchestre, les facteurs épi- gène est l’état de condensation de la chromatine. Celle-ci peut être
génétiques gouvernent l’interprétation du code génétique à l’intérieur décondensée (euchromatine), permettant ainsi l’accès à la machinerie
de chaque cellule. Ainsi l’épigénétique pourrait-elle bien être le transcriptionnelle, soit condensée (hétérochromatine), et empêchant
« chaînon manquant » entre la génétique et l’environnement, expli- l’expression d’un gène. Deux types d’activités enzymatiques peuvent
quant le taux de concordance (proportion de second jumeaux malade être recrutées pour modifier la structure de la chromatine : celles
utiliquand le premier est atteint) inférieur à 100 p. 100 chez les jumeaux sant l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour altérer les liens
histonemonozygotes (partageant exactement le même matériel génétique) lors ADN à l’intérieur du nucléosome, et celles qui modifient de façon
de l’étude de la plupart des maladies auto-immunes qui intéressent le covalente certains résidus des histones, régulant l’état de condensation GÉNÉTIQUE DES MALADIES SYSTÉMIQUES : MÉTHODOLOGIE ET APPLICATIONS 31
de la chromatine [74]. Ainsi les modifications post-traductionnelles des 200 nt (nucléotides) à plusieurs kilobases et ont une conformation en
histones définissent-elles un « code » qui conditionne l’état chromati- épingle à cheveux. Au sein du noyau, le complexe Drosha
nien et l’activité de transcription du ou des gènes concernés [51]. Les (ribonucléase III)-DGRC8 convertit ce précurseur en pré-miARN de
principales modifications post-traductionnelles connues des histones 70 nt, qui est exporté dans le cytoplasme par l’exportine 5. Une fois
sont l’acétylation, la méthylation, la phosphorylation, l’ubiquitinyla- dans le cytoplasme, l’enzyme Dicer digère le pré-miARN en miARN
tion, la sumoylation et la citrullination [27]. Les différentes combinai- double brin de 22 nt. Le brin sens se lie au complexe RISC
(RNAsons de ces modifications forment le code qui est finalement traduit en induced silencing complex), alors que le brin antisens est dégradé. Le
un état chromatinien particulier : actif, permissif, restrictif ou inactif. complexe RISC-miRNP interagit ensuite avec la région 3’UTR non
transcrite de l’ARNm cible. Si la complémentarité est totale, le
comACÉTYLATION • L’acétylation, assurée par les histone acétyl transfé- plexe RISC-miRNP entraîne une dégradation rapide de l’ARNm
rases (HAT), est un phénomène réversible grâce à l’intervention cible. Si la complémentarité est imparfaite, la traduction de l’ARNm
d’enzymes : les histones désacétylases (HDAC). L’acétylation des lysi- cible est bloquée.
nes à l’extrémité amino-terminale de certaines histones par les HAT a
pour conséquence une diminution de l’affinité histone-ADN,
stabiliÉpigénétique appliquée sant l’hétérochromatine et favorisant l’accès de la région promotrice
du gène à l’ARN polymérase et aux facteurs de transcription (voir aux maladies auto-immunes
Figure 2-1). Le niveau d’acétylation délimite topographiquement
l’euchromatine et l’hétérochromatine au moyen d’un gradient d’acéty- Lupus érythémateux systémique
lation/désacétylation [99]. Le lupus érythémateux systémique (LES) est une affection
autoimmune à déterminisme complexe, impliquant des facteurs génétiques
MÉTHYLATION • La méthylation peut survenir sur les lysines ou sur
et environnementaux. À ce jour, plus de 40 facteurs génétiques ont été
les arginines, permettant de classer les histones méthyltransférases
rapporté associés au LES. Concernant les facteurs environnementaux,
(HMT) selon l’acide aminé concerné. Là encore, les lysines et les
argile tabac [17] et l’exposition aux rayons ultraviolets [111] sont les plus
nines ciblées sont en majorité situées sur les extrémités
amino-terminafréquemment cités. De façon intéressante, ces deux facteurs
environles des histones. La méthylation de lysines spécifiques joue souvent,
nementaux ont une incidence sur la régulation épigénétique [2, 73].
mais non exclusivement, un rôle dans la formation de
l’hétérochromatine. De son côté, la méthylation des arginines semble avoir un effet ÉTUDE DE JUMEAUX MONOZYGOTES ET RÉGULATION
ÉPIGÉglobalement positif sur la transcription [113]. Chez les eucaryotes NÉTIQUE • Les jumeaux monozygotes peuvent constituer un modèle
supérieurs, il a été établi que le nombre de groupements méthyles pré- d’étude du rôle de l’environnement et de la régulation épigénétique
sents sur un même résidu lysine conduit à différents types de réponses, dans le déterminisme des maladies autoimmunes. En effet, alors que
augmentant ainsi la complexité du code des histones [91]. l’on considère comme identique le patrimoine génétique de deux
jumeaux monozygotes, le taux de concordance n’atteint que 24 p. 100
AUTRES MODIFICATIONS : PHOSPHORYLATION ET
UBIQUITIpour le lupus [68]. Cette observation met en exergue le rôle joué par
NYLATION • La phosphorylation peut conduire à des réponses
l’environnement et la dérégulation épigénétique comme déterminant
nucléaires très différentes, il est important de noter que cette
modifimajeur de cette affection auto-immune. Dans cette hypothèse, une
cation des histones apparaît lors de l’activation transcriptionnelle et
étude récente a comparé les profils de méthylation de l’ADN de
lors de la mitose. L’ubiquitinylation des histones met en jeu une
monojumeaux monozygotes discordants pour le lupus et ainsi identifié de
ubiquitinylation d’un résidu lysine dans le domaine carboxy-terminal
nombreux gènes d’intérêt potentiellement impliqués dans la
pathogédes histones. Cette modification exercerait une fonction dans la
fornie du lupus via une dérégulation épigénétique [49].
mation de l’hétérochromatine et la régulation de la transcription.
Les histones peuvent être soumises à de nombreuses modifications RÔLE DES ANOMALIES DE MÉTHYLATION DE L’ADN • La
méthypost-traductionnelles (acétylation, méthylation, phosphorylation, ubi- lation de l’ADN étant impliquée dans les phénomènes d’inactivation
quitinylation), chacune de ces modifications pouvant influencer les physiologique de l’un des chromosomes X chez la femme et le LES
autres : il existe ainsi une interrelation régulatrice entre les différentes touchant de façon nettement prédominante la femme (sex-ratio H/F
modifications conduisant à la formation du code épigénétique des his- de 1/9), certaines équipes se sont intéressées à la régulation
épigénétitones [7]. Enfin, on notera que les modifications des histones peuvent que de gènes localisés sur le chromosome X. La démonstration d’une
coïncider avec les mécanismes qui régulent la méthylation de l’ADN déméthylation de CD40L sur le chromosome X inactif conduisant à
[10]. Ainsi la complexité de ce code illustre-t-elle un mécanisme sophis- une surexpression de CD40L dans les lymphocytes T des femmes
lupitiqué modulant l’expression génique de manière fine et spécifique. ques en est un exemple récent [67].
On connaît également depuis plus de 20 ans l’existence de lupus
MicroARN induits par des traitements ayant une action déméthylante sur l’ADN,
Les microARN (miARN) sont de petites molécules d’ARN non tels que la procaïnamide et l’hydralazine [16]. De façon similaire,
codantes longues de 19 à 23 nucléotides régulant négativement l’ADN des lymphocytes T de patients ayant un lupus actif a été
l’expression génique par la dégradation ou la répression de leur ARN retrouvé hypométhylé de façon globale, induisant une modulation de
messager cible (ARNm) [4]. Les miARN sont présents chez la plupart l’expression de certains gènes comme la perforine, le CD70 ou LFA-1
des espèces et sont impliqués dans plusieurs réponses, notamment le [53, 66, 88].
développement, la différentiation et l’homéostasie du système immu- Cette hypométhylation de l’ADN des lymphocytes T de patients
nitaire [65]. À ce jour, on estime qu’il existe environ 1 500 miARN lupiques peut être en rapport avec un déficit de l’activité enzymatique
qui pourraient réguler l’expression d’environ un tiers des gènes codant de la DNMT1. Les agents capables d’induire une déméthylation de
des protéines, soit plus de 50 p. 100 du génome humain [82]. l’ADN comme la procaïnamide ou la 5-azadéoxycytidine sont en fait
Les miARN primaires (pri-miARN) sont transcrits par une ARN- des inhibiteurs de la DNMT1. Des études complémentaires ont mis
polymerase II à partir des gènes miARN. Les pri-miARN sont longs de en évidence un déficit de signalisation par la voie ras-MAPK au cours 32 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
du lupus, cette voie étant impliquée dans l’induction de la DNMT1. de l’inflammation. Le mi-ARN miR-155 semble jouer un rôle
imporAinsi une inhibition du facteur MEK conduit-elle à une réduction de tant dans la polyarthrite rhumatoïde. Son expression est 8 fois
supé50 p. 100 de l’ARNm et de l’activité enzymatique de la DNMT1 sur rieure dans les synoviocytes arthritiques comparés au synoviocytes
des lymphocytes T normaux [26, 92]. De façon intéressante, l’hydra- arthrosiques [98]. Là encore l’expression de miR-155 est retrouvée
lazine, qui peut également conduire à des lupus induits, est un inhibi- augmentée dans le liquide synovial, le plasma de patients atteints de
teur de la voie ERK [25]. Il existe donc un rationnel impliquant les polyarthrite rhumatoïde comparé à celui de témoins sains. Il a été noté
phénomènes de régulation épigénétique par méthylation dans le déter- que miR-155 régulait l’expression de MMP-3 et MMP-1,
métalloprominisme du lupus, mais d’autres mécanismes de dérégulation épigéné- téases impliquées dans le processus de destruction osseuse qui
caractétique ont également été rapportés au cours du lupus. rise la maladie [98]. À ce jour, une dizaine de miARN sont dérégulés
dans la polyarthrite rhumatoïde. Si ces découvertes nous permettent
RÔLE DE L’ACÉTYLATION DES HISTONES • Au cours du LES, de mieux comprendre les mécanismes physiopathogéniques de la
polyon observe de nombreuses modifications des histones, avec un profil arthrite rhumatoïde, reste à définir l’intérêt pratique de la signature
d’acétylation spécifique à certains tissus, corrélé à l’activité de la
malamiARN pour un patient donné, comme marqueur diagnostique ou
die pour certains organes alors qu’un effet protecteur est observé pour
pronostique de la maladie.
d’autres tissus [70, 100].
Il semble que les phénomènes d’hyperacétylation jouent un rôle
important au cours du LES. Ainsi a-t-il été montré que le facteur de Conclusion
transcription CREM-α dont l’expression est ubiquitaire est, au cours
du lupus, surexprimé dans les lymphocytes T, conduisant à une dimi- Les techniques de biologie moléculaires ont réalisé des progrès
connution de l’expression de l’interleukine 2 [18]. Cette répression de la sidérables au cours de ces dix dernières années, autorisant une
approtranscription de l’IL-2 s’explique par le recrutement d’HDAC par le che systématique génétique et épigénétique des maladies
multifactoCREM-α sur le site de transcription CRE situé dans le promoteur de rielles. Il est important de garder à l’esprit que nous sommes
l’interleukine 2, entraînant une désacétylation des histones réprimant actuellement aux premières étapes du démantèlement de la génétique
la transcription du gène IL-2 dans les cellules T [104]. L’importance des maladies complexes. D’autres formes de variabilité génétique sont
de l’acétylation dans la physiopathologie du lupus est aussi illustrée par très probablement impliquées dans la susceptibilité génétique de ces
les modèles murins, notamment la suppression de l’activité HDAC de pathologies : les polymorphismes rares, les variations portant sur le
sirtuin 1 chez la souris, qui conduit à une acétylation des histones H3 nombre de copies de gène (VCN pour variable copy number). Par
et H4, entraînant une réduction du titre d’anticorps anti-ADN et une ailleurs, comme détaillé plus haut, si un grand nombre de variants de
diminution des dépôts glomérulaire d’IgG [43, 75]. Enfin, l’utilisation susceptibilité sont aujourd’hui identifiés, les conséquences
fonctiond’inhibiteurs de HDAC, ayant pour conséquence une acétylation sur nelles de l’allèle à risque restent méconnues pour la plupart d’entre
l’ensemble du génome, entraîne une disparition du phénotype lupus eux. Nous sommes actuellement encore loin d’avoir compris et
intédans le modèle murin MRL-lpr/lpr [70]. Ainsi les phénomènes d’acé- gré, dans l’étude du déterminisme des maladies systémiques, le rôle des
tylation-désacétylation des histones pourraient-ils jouer un rôle pré- interactions gène-gène (G × G), de l’épigénétique et des variations
pondérant dans les mécanismes physiopathogéniques du lupus. somatiques et surtout le rôle de l’interaction gène-environnement (G ×
E). Les données épidémiologiques, cliniques et expérimentales
convermiARN et polyarthrite rhumatoïde gent donc pour montrer le rôle de la régulation épigénétique dans le
Les miARN ont un rôle essentiel dans la réponse immunitaire innée déterminisme des maladies autoimmunes. L’épigénétique pourrait
et adaptative. Ils sont nécessaires à la bonne différenciation des cellules ainsi être le chaînon explicatif du rôle des facteurs d’environnement
immunitaires [65]. Plusieurs études ont montré l’importance des comme le tabac ou l’exposition aux rayons ultraviolets dans le
détermimiARN pour la régulation des lymphocytes T régulateurs (Treg) dans nisme de ces affections. Le domaine de l’épigénétique est en pleine
la prévention de l’auto-immunité [38]. L’équipe de Zhou a montré explosion. En effet, des progrès technologiques considérables ces
derque des souris dont les Treg étaient déficients en enzyme Dicer déve- nières années permettent désormais l’étude des profils de méthylation
loppaient une maladie systémique auto-immune fatale comparable à [64] ou de modification des histones [55] à l’échelon du génome.
–/–celle des souris KO Foxp3 [115]. Chez l’homme, plusieurs études L’identification précise de ces facteurs épigénétiques pourrait
révolurécentes ont suggéré le rôle des miRNA dans les pathologies auto- tionner notre compréhension des mécanismes physiopathogéniques
immunes notamment dans le LES, la sclérose en plaques, les maladies qui sous-tendent l’émergence des processus dysimmunitaires.
inflammatoires du tube digestif, le diabète de type 1 et le psoriasis [21, Ce point est essentiel si nous souhaitons identifier au mieux les
41, 54, 72, 96, 110]. mécanismes qui sous-tendent l’émergence du phénotype maladie,
Plusieurs études ont montré une surexpression de miR-146a dans la révélant ainsi un vaste champ de recherche.
polyarthrite rhumatoïde dans les synoviocytes arthritiques versus
arthrosiques [72], dans le liquide synovial [71] et dans les lymphocytes
+T CD4 isolés de ce liquide [98]. Le niveau d’expression de miR-146a BIBLIOGRAPHIE
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DÉCLENCHEMENT
ET ÉVOLUTION
Hang-Korng EA
La réaction inflammatoire est un processus biologique finement en plusieurs phases : l’initiation, le recrutement des cellules
phagocyrégulé et initié par l’organisme à la faveur d’une agression tissulaire, taires, la détersion et la résolution avec retour à l’homéostasie tissulaire
que celle-ci soit microbienne, traumatique, chimique, physique ou et cellulaire. Les cellules résidentes (macrophages et mastocytes) du
encore immunitaire. C’est une réponse adaptative de l’organisme face tissu lésé détectent l’agression et/ou les lésions tissulaires et vont être à
à une condition délétère ou à un « stress tissulaire ». Elle dépend prin- l’origine de l’initiation de la réponse inflammatoire en produisant des
cipalement de l’immunité innée et des cellules phagocytaires (monocy- médiateurs inflammatoires (chimiokines, cytokines, amines
vaso-actites, macrophages et polynucléaires neutrophiles [PNN]) qui recon- ves, eicosanoïdes, etc.). Ces médiateurs sont à l’origine de la réponse
naissent, grâce à des récepteurs spécifiques membranaires ou vasculaire avec activation des cellules endothéliales, vasodilatation
intracellulaires, les signaux de dangers exogènes (pathogen-associated locale et extravasation des cellules leucocytaires circulantes et des
promolecular patterns [PAMP]) ou endogènes (death-associated molecular téines plasmatiques. Les cellules endothéliales activées vont exprimer
patterns [DAMP]), exprimés par les micro-organismes ou des cellules des molécules de surface spécifiques (P-sélectines, E-sélectines,
intercellésées. La liaison de ces signaux à leurs récepteurs déclenche une cas- lular adhesion molecule [ICAM], vascular cell adhesion molecule
cade de signalisation intracellulaire et la production de médiateurs chi- [VCAM]…) qui vont reconnaître des ligands exprimés à la surface de
miques à l’origine des signes cardinaux de l’inflammation décrits leucocytes circulants (ligand 1 de la P-sélectine [PSGL1], intégrine β,
depuis plus de 2 000 ans par Celsius (rubor et tumor cum calore et leukocyte function-associated antigen 1 [LFA-1], intégrines de type
dolore, soit « rougeur et tuméfaction avec chaleur et douleur »). Cette CD11a/CD18…) et permettre leur diapédèse. Les leucocytes recrutés
réaction inflammatoire permet de limiter l’infection et les dégâts tissu- produisent des cytokines inflammatoires, des espèces réactives de
laires en éliminant le stimulus pathogène et les débris cellulaires. Sa l’oxygène (ROS) et de l’azote (RON), des enzymes protéolytiques qui
résolution est nécessaire pour rétablir l’homéostasie tissulaire et empê- vont permettre l’élimination de l’agent pathogène et la détersion des
cher le développement d’une inflammation chronique à l’origine de la débris cellulaires, mais aussi être à l’origine de « dégâts tissulaires
perte fonctionnelle des organes atteints. L’altération fonctionnelle, ou collatéraux » dans la mesure où ces effecteurs ne discriminent pas
function læsa, constitue le cinquième élément de la réaction inflamma- l’agresseur du tissu hôte. Une réponse inflammatoire adéquate et
conetoire introduit par Virchow au XIX siècle. Ainsi le problème de la réac- trôlée permet l’élimination du facteur déclenchant et la réparation du
tion inflammatoire n’est-il pas tant de savoir pourquoi elle est déclen- tissu agressé. Dans certaines conditions, la réaction inflammatoire
perchée, mais comment elle s’arrête et pourquoi elle ne se résout pas. La siste et il se produit une fibrose tissulaire (Figure 3-1).
compréhension des mécanismes de l’inflammation et de sa résolution
a connu de réelles percées ces dernières années. Les travaux récents
Déclenchement montrent que la résolution de l’inflammation est un processus
biologique actif hautement régulé dans le temps. Elle est initiée rapidement de l’inflammationdès les premières phases de l’agression tissulaire et dépend de facteurs
cellulaires et de facteurs solubles synthétisés par ces cellules.
L’inflamAgressions et substances mation devient chronique quand l’agent déclenchant persiste et/ou
quand certains mécanismes de défense de l’organisme sont déficients déclenchantes
du fait, par exemple, d’anomalies génétiques. Il faut souligner, enfin,
que l’inflammation a des relations étroites avec les autres processus Comme l’avait rappelé A.-P. Peltier dans la cinquième édition de ce
réactionnels de l’organisme tels que l’immunité acquise, l’hémostase traité, l’inflammation peut être déclenchée par de nombreux stimuli,
(fibrinoformation et fibrinolyse) et la douleur, tous processus qui ont qu’ils soient exogènes ou endogènes, infectieux ou non [41]. Ainsi
surune finalité commune : le maintien de l’intégrité fonctionnelle et vient-elle au cours d’une plaie (coupure, écrasement, fracture, entorse,
structurale de l’organisme. intervention chirurgicale…), d’une infection microbienne
(bactéSchématiquement, la réaction inflammatoire dépend du facteur rienne, virale, parasitaire ou mycologique), d’une réaction
immunidéclenchant (appelé inducteur/stimulateur), du facteur de reconnais- taire (hypersensibilité humorale ou cellulaire, allergie…), d’une
agressance de l’agresseur (récepteurs spécifiques appelés « senseurs »), des sion physique (brûlure, gelure, irradiation par des rayons UV, des
médiateurs produits et des effecteurs (réponses cellulaires et tissulai- rayons X, des radio-isotopes…) ou chimique. Elle se produit aussi a
res). Elle permet à l’organisme d’apporter au site agressé des compo- minima au cours des maladies longtemps considérées comme
dégénésants sanguins (cellules et produits plasmatiques) nécessaires à la répa- ratives ou métaboliques telles que la maladie d’Alzheimer, le diabète,
ration tissulaire et/ou à la lutte antimicrobienne. Elle peut être divisée l’obésité ou encore l’athérosclérose.RÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 37
Signaux de dangers Signaux de dangersInducteurs
exogènes endogènes
Infectieux : PAMP, facteurs de virulence
Infectieux : ARN, ADN
Non infectieux : plaie, allergènes, DAMP : ATP, microcristaux, ROS…
particules, UV, chimiques, toxiques…
PRR
Senseurs
TLR, CLR, NLR, RLR
Système contact, récepteurs humoraux…
Médiateurs Réponse inflammatoire
Amines et peptides vaso-actifs, chimiokines, fractions
du complément, cytokines, médiateurs lipidiques, protéases
Effecteurs Résolution Chronicisation
Lipoxines, résolvines, protectines
Fibrose, altération tissulaire
Cytokines prorésolutives
Figure 3-1 Réaction inflammatoire. Elle est initiée par un facteur déclenchant appelé inducteur. Il peut s’agir de signaux dangers exogènes ou endogènes
infectieux ou non. L’organisme possède des senseurs capables de reconnaître ces inducteurs. Ce sont les récepteurs PRR (pattern-recognition receptors),
les récepteurs humoraux, le système contact… Les récepteurs PRR regroupent quatre classes de récepteurs : deux membranaires (TLR [récepteurs Toll-like]
et CLR [C-lectin receptors] et deux intracytosoliques (RLR [retinoic acid-inducible gene (RIG)-I-like receptors] et NLR [NOD-like receptors]). La liaison du
signal danger à son senseur déclenche la production de médiateurs inflammatoires (cytokines, amines et peptides vaso-actifs, chimiokines, des espèces
réactives dérivés de l’oxygène, des fractions du complément, des protéases et des médiateurs lipidiques). Ces médiateurs sont à l’origine de la réponse
inflammatoire dont le but ultime est l’élimination de l’inducteur et la détersion des débris cellulaires, permettant le retour à l’homéostasie tissulaire. La
résolution de l’inflammation est étroitement contrôlée par des cytokines anti-inflammatoires et des médiateurs lipidiques prorésolutifs (lipoxines,
résolvines, protectines et marésines). Dans certaines conditions, l’inflammation se chronicise et entraîne une fibrose tissulaire et une altération fonctionnelle.
Les inducteurs exogènes infectieux sont les PAMP et les facteurs de Les inducteurs exogènes non microbiens sont des allergènes, des
provirulence microbienne. Les PAMP, ou motifs moléculaires associés aux duits toxiques, des agents physiques ou chimiques, des particules ou des
micro-organismes, sont des molécules spécifiques et conservées au corps étrangers. Les corps étrangers sont des particules qui ne peuvent pas
cours de l’évolution exprimées par tous les micro-organismes d’une être éliminées/digérées par les cellules phagocytaires. Ils sont trop gros
même espèce qu’ils soient pathogènes ou non. L’organisme hôte pos- pour être phagocytés ou peuvent, après leur phagocytose, entraîner une
sède un ensemble de récepteurs permettant de les reconnaître. Ces rupture des phagolysosomes. Les particules de silice et d’amiante
constirécepteurs sont dénommés pattern recognition receptors (PRR). Ils sont tuent deux exemples classiques. Elles ont une taille trop grosse et
entraîmembranaires (récepteurs Toll-like [TLR] et récepteurs des lectines de nent ce que les Anglo-Saxons appellent une phagocytose « frustrée »
(frustype C [CLR]) ou intracytosoliques (retinoic acid-inducible gene [RIG]- trated phagocytosis), phénomène qui correspond à une phagocytose
I-like receptors [RLR] et NOD-like receptors [NLR]) [55]. La liaison des inefficace. Les macrophages ne peuvent enfermer complètement ces
parPAMP à son PRR induit l’expression de médiateurs inflammatoires ticules au sein du phagolysosome qui reste ouvert vers l’extérieur. Cette
qui vont permettre d’éliminer l’agent pathogène et les cellules infectées phagocytose frustrée induit la production de ROS, une activation de
(voir plus loin). Les micro-organismes commensaux, non pathogènes, l’inflammasome NLRP3 et la maturation de l’interleukine (IL) 1β [11].
génèrent aussi d’importants PAMP détectés par les TLR. Mais, dans Lorsque les macrophages ne peuvent phagocyter un corps étranger, ils
les conditions physiologiques, l’activation de ces récepteurs est inhibée l’entourent et forment un granulome. Dans certaines conditions, les
par de nombreuses protéines comme, par exemple, la protéine A20 macrophages fusionnent entre eux et forment des cellules géantes qui
dont la délétion est létale chez la souris [60]. encapsulent le corps étranger. Ce mécanisme inflammatoire de défense
est conservé au cours de l’évolution et est observé chez la mouche droso-Les facteurs de virulence infectieux n’ont pas de récepteurs
spécifiphile qui encapsule des œufs de parasites pour se protéger (cité in [32]).ques et sont uniquement produits par des micro-organismes
pathogènes. Ils peuvent déclencher une réaction inflammatoire soit directe- Les inducteurs endogènes ou DAMP sont des signaux de danger
ment, soit via des senseurs spécifiques dont l’activation induit une générés par des cellules et des tissus stressés, lésés ou à fonction perturbée
réponse cellulaire. Ainsi les exotoxines des bactéries à Gram positif ou encore des cellules tumorales. Ces signaux sont d’origine multiple,
peuvent-elles être détectées par l’inflammasome NLRP3 (NACHT, appartiennent à diverses catégories de produits (ions, acides aminés,
leucine-rich-repeat- and pyrin-domain-containing protein) qui est activé nucléotides, protéines, acide ribo- et désoxyribonucléique [ARN et
par l’exflux du potassium intracellulaire au travers du pore formé par ADN], débris cellulaires, produits de dégradation de la matrice
extracelces exotoxines [27]. Les produits de dégradation tissulaire et de mort lulaire…) et ont souvent des fonctions physiologiques variées. En
génécellulaire induits par une infection peuvent aussi générer une réaction ral, ils sont reconnus comme des signaux dangers lorsqu’ils ont une
locainflammatoire. Dans ce cas, les produits inducteurs sont des signaux lisation ectopique ou lorsque leur concentration est trop élevée. Ainsi
endogènes libérés par les lésions tissulaires et cellulaires. Ils ne sont pas une lésion cellulaire ou tissulaire est-elle détectée par la présence de
subspécifiques d’un micro-organisme [32, 33]. stances, de molécules et/ou de cellules qui sont habituellement absentes 38 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
dans un tissu intact. Cette compartimentation cellulaire et tissulaire est some NLRP3, la maturation et la production de l’IL-1β via plusieurs
assurée par des organelles cellulaires, la membrane plasmique des cellu- mécanismes comme la production de ROS, l’activation des récepteurs
les, les membranes basales et épithéliales et l’endothélium vasculaire. Elle TLR ou encore du récepteur P2X7 [30, 42]. De même, les cristaux de
permet, par exemple, la séparation d’une enzyme de son substrat et/ou cholestérol de la plaque d’athérome activent l’inflammasome NLRP3
de son activateur, un ligand de son récepteur, ou encore l’isolement et la selon un mécanisme relativement similaire aux cristaux d’urate [12].
protection de l’ADN des enzymes protéolytiques.
Au cours de la nécrose cellulaire et tissulaire, la membrane plasmi- Reconnaissance de la substance
que est rompue et le contenu cytosolique des cellules est déversé vers le
déclenchantemilieu extérieur. Certains de ces éléments vont activer des récepteurs
spécifiques et induire une réaction inflammatoire dont le but ultime
La première étape de la réaction inflammatoire est donc la recon-est la détection des cellules nécrotiques et la réparation des lésions
tisnaissance par l’organisme des signaux dangers exogènes et endogènes sulaires. Il est bien entendu impossible de dresser ici une liste de ces
(PAMP et DAMP) infectieux ou non. L’organisme possède de nom-agents initiateurs, et nous nous contenterons d’en donner quelques
breux récepteurs membranaires, intracytosoliques et solubles capables exemples. Ainsi l’adénosine triphosphate déversée, en se liant au
récepde reconnaître ces signaux. Les récepteurs de reconnaissance des teur purinique P2X7 des macrophages, active-t-elle l’inflammasome
signaux dangers (PRR) reconnaissent principalement des motifs molé-NLRP3 et la production de l’IL-1β en induisant un exflux du
potasculaires infectieux mais aussi des molécules endogènes non infectieu-sium intracellulaire [27]. L’adénosine triphosphate active aussi des
ses. Il en existe quatre types : deux sont membranaires (TLR et CLR) nocicepteurs qui véhiculent le signal au système nerveux [32]. De
et deux intracytosoliques (NLR et RLR). Ces récepteurs sont exprimés même, l’acide urique libéré est reconnu par les cellules dendritiques
par les cellules de l’immunité innée (cellules dendritiques et cellules comme un signal danger et pourrait localement précipiter sous forme
phagocytaires-monocytes, macrophages et polynucléaires), les cellules
de cristaux d’urate et activer la maturation de ces cellules ou encore
épithéliales, les cellules de l’immunité humorale mais aussi de
noml’activation de l’inflammasome NLRP3 [30, 49]. Les protéines
breuses cellules non immunitaires. La liaison des signaux dangers aux
HMGB1 (high-mobility group box 1) et plusieurs membres de la
PPR déclenche une réponse cellulaire qui converge le plus souvent vers
famille des protéines S100 peuvent activer les récepteurs RAGE
une voie de signalisation commune et l’activation des facteurs de
(advance glycosylated end-product receptor) qui coopèrent avec les TLR
transcription NF-κB (nuclear factor-κB), AP-1 (activator protein) et
pour induire une réaction inflammatoire. Il faut noter cependant que
IRF (interferon regulatory factor). Ces facteurs de transcription
induicertaines protéines peuvent être excrétées vers le milieu extracellulaire
sent la transcription de nombreux gènes impliqués dans la réponse
selon une voie non canonique (c’est-à-dire indépendante de la voie
inflammatoire et codant les cytokines pro-inflammatoires, des
interféréticulum endoplasmique-appareil de Golgi) par des cellules non
rons de type I, des chimiokines, des protéines antimicrobiennes, des
nécrotiques. Ainsi la protéine HMGB1 est-elle sécrétée par les
macroprotéines de signalisation, etc.
phages stimulés par les lipopolysaccharides en l’absence de nécrose
cellulaire [7]. D’autres protéines libérées au cours de la nécrose cellulaire
Récepteurs de l’immunité innée
comme la calreticuline, les protéines du choc thermique ou encore la
protéine SP130 sont aussi d’importants inducteurs de l’inflammation RÉCEPTEURS TOLL-LIKE • Il s’agit d’une famille de récepteurs
[5, 38, 64]. La protéine SP130 appartient au complexe protéique asso- ainsi nommés à cause de leur analogie structurale avec le récepteur
cié à la petite unité nucléaire de la ribonucléoprotéine U2. Toll qui intervient dans la mise en place de l’axe dorsoventral chez la
Lors d’une lésion de l’endothélium vasculaire, il se produit une drosophile [41].
extravasation de protéines plasmatiques et de cellules sanguines La spécificité de ces récepteurs est génétiquement déterminée et
comme les plaquettes et les polynucléaires vers le milieu extravascu- n’est pas sujette à des variations somatiques comme les récepteurs de
laire. Le facteur de Hageman ou facteur XII, un puissant régulateur de l’immunité acquise. Les TLR reconnaissent des signaux extracellulaires
l’inflammation, est alors activé par contact avec les protéines de la et intracellulaires dans les endosomes et les lysosomes. Ils s’associent
matrice extracellulaire comme le collagène. Activé, il peut être consi- entre eux pour former soit des homodimères, soit des hétérodimères.
déré comme un senseur des lésions vasculaires et va stimuler quatre Ils ont une portion N-terminale composée de domaines répétés riches
cascades de réactions aboutissant à la production de médiateurs en leucine (leucine rich repeat [LRR]), une portion intramembranaire
inflammatoires : le système kallikréine-kinine, la coagulation, la fibri- et une portion C-terminale contenant un domaine d’homologie TIR
nolyse et le système du complément. De même, les plaquettes au con- (Toll/IL-1R homology domain) qui correspond au domaine
intracytotact des protéines de la matrice extracellulaire induisent la production plasmique du récepteur de l’IL-1 [55]. La distribution subcellulaire de
de médiateurs inflammatoires comme les thromboxanes et la séroto- ces récepteurs est variable, certains d’entre eux sont membranaires,
nine [32, 33]. Le facteur tissulaire (thromboplastine tissulaire ou tissue d’autres cytoplasmiques comme TLR-3 et TLR-9. Il existe dix TLR
factor) produit par les cellules endothéliales « traumatisées » et donc chez l’homme et douze chez la souris. Ces TLR reconnaissent des
lésées, joue aussi un rôle central dans l’inflammation induite par une PAMP et des signaux endogènes tels que les protéines de choc
thermilésion vasculaire [41]. Il active aussi la voie extrinsèque de la coagula- que (Hsp), l’ADN génomique complexé à des anticorps anti-ADN ou
tion où il sert de co-facteur à la convertine (facteur VII) et la forma- des constituants de la matrice extracellulaire (Tableau 3-I).
tion de la thrombine qui va, à son tour, stimuler de nombreuses cellu- TLR-2 reconnaît plusieurs composants microbiens (bactéries,
parales impliquées dans l’inflammation (plaquettes, fibroblastes, cellules sites, champignons, virus) tels que les lipoprotéines des bactéries et des
endothéliales, polynucléaires, monocytes et lymphocytes). mycoplasmes. TLR-2 forme avec TLR-1 ou TLR-6 des hétérodimères
TLR-1/TLR-2 et TLR-2/TLR-6 qui reconnaissent, respectivement, le D’autres inducteurs endogènes ont été identifiés et sont plus
soutriacyl lipoproréine et le diacyl lipoprotéine.vent associés à une inflammation chronique et/ou récidivante. Ce
sont, par exemple, des cristaux d’urate de sodium et de pyrophosphate TLR-4 s’homodimérise et reconnaît avec la protéine MD2 (myeloid
difde calcium qui sont responsables des crises de goutte et de pseudo- ferentiation factor 2) le lipopolysaccharide des bacilles à Gram négatif, mais
goutte. Ces cristaux sont capables, entre autres, d’activer l’inflamma- peut aussi être activé par des protéines d’enveloppe de certains virus.RÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 39
Tableau 3-I Récepteurs PRR (pattern-recognition receptors). Quatre groupes de récepteurs reconnaissent des signaux de dangers exogènes et
endogènes, infectieux ou non. Deux sont membranaires (TLR et CLR) et deux autres sont intracytosoliques (RLR et NLR).
PRR Localisation Ligands microbiens Ligands endogènes
TLR
TLR-1 Membranaire Triacyl lipoprotéines, peptidoglycanes
TLR-2 Mire Triacyl et diacyl lipoprotéines Hsp70
TLR-3 Endolysosome ARN db, lipopolysaccharides, bacilles à Gram négatif Poly(I:C)
TLR--4 Membranaire Lipopolysaccharides Acide hyaluronique et héparane sulfate, Hsp2, fibronectine
TLR5ire Flagelline
TLR-6 Membranaire Diacyl lipoprotéines
TLR-7 (souris) Endolysosome ARN sb
TLR-8 (humain) Endolysosome ARN sb
TLR-9 Endolysosome CpG ADN Complexe ADN génomique, auto-anticorps anti-ADN
TLR-10 Endolysosome Inconnu
TLR-11 Membranaire Profiline-like
RLR
RIG-I Cytoplasmique Petit ARN db, 5’-phosphate ARN db
MDA5 Cytoplasmique Long ARN db
NLR
+NLRP3 Cytoplasmique Candida albicans, Sacchoromyces cerevisiæ, toxines, virus… ATP, K , cristaux d’urate, ROS…
NOD1-5 Cytoplasmique Produits de dégradation de la paroi bactérienne
IPAF Cytoplasmique Bacilles à Gram négatif
CLR
Dectine 1 Membranaire β-Glucane
Dectine 2 Membranaire β-Glucane
MINCLE Membranaire Candida, Malassezia SAP130
ADN : acide désoxyribonucléique ; ATP : adénosine triphosphate ; ARN db (sb) : acide ribonucléique receptors ; Poly I:C : polyinosinic polycytidylic ; RLR : retinoic acid-inducible gene (RIG)-I-like
double brin (simple brin) ; CLR : C-lectin receptors ; Hsp : heat shock protein ; NLR : NOD-like ors ; SAP130 : spliceosome-associated protein 130 ; TLR : récepteurs Toll-like.
Les TLR-3, 7, 8 et 9 reconnaissent les acides nucléiques provenant La liaison des ARN double brin viraux aux récepteurs TLR-3
de virus, de bactéries mais aussi des acides nucléiques endogènes dans recrute la protéine adaptatrice TRIF qui peut aussi être liée à TLR-4.
certaines situations pathologiques. TLR-3 reconnaît l’ARN viral La TRIF recrute les protéines TRAF-3 et TRAF-6 qui peuvent alors
double brin dans l’endolysosome. TLR-7 chez la souris et TLR-7/8 activer d’une part le facteur de transcription NF-κB, mais aussi les
facchez l’homme reconnaissent l’ARN simple brin de virus à ARN et les teurs de transcription IRF-3 et IRF-7 qui induisent la transcription
analogues de purine (imidazoquinolines). TLR-9 reconnaît l’ADN des gènes des interférons de type I.
bactérien et viral non méthylé contenant des motifs CpG. L’activation
RÉCEPTEURS RLR • Cette famille de récepteur est composée de de ces TLR induit la production des interférons de type I
trois membres : RIG-I, MDA5 (melonoma differentiation-associated (interférons α, β, ω…) qui sont impliqués dans la réponse antivirale.
gene 5) et LGP2. Ces récepteurs ont, à l’extrémité N-terminale, Ils induisent l’apoptose des cellules infectées, augmentent la résistance
deux domaines de recrutement aux caspases (CARD), un domaine des cellules à l’infection virale, et activent l’immunité antivirale.
central appelé DExD/H box helicase domain et, à l’extrémité C-ter-La liaison des PAMP aux récepteurs TLR active de nombreuses
minale, un domaine de régulation. Ils sont intracytoplasmiques et voies de signalisation intracellulaire et la transcription de multiples
reconnaissent l’ARN génomique des virus à ARN double brin. gènes. Les voies de signalisation impliquées dépendent principalement
L’expression de ces récepteurs est augmentée par les interférons de de deux protéines adaptatrices contenant un domaine TIR : les
protéitype I et au cours d’une infection virale. RIG-I et MDA5 reconnais-nes Myd88 (myeloid differentiation factor 88) et TRIF (TIR
domaincontaining adaptor inducing interferon β) [55]. sent des virus différents. RIG-I reconnaît des ARN double brin de
petite taille (< 1 kb) alors que MDA5 reconnaît des ARN double Myd88 est une protéine adaptatrice contenant un domaine TIR et
brin de grande taille (> 2 kb) comme l’ARN double brin polyinosi-un domaine de mort. C’est la protéine adaptatrice de la plupart des
nic polycytidylic acid ou poly(I:C). Le troisième récepteur RLR, le TLR à l’exception de TLR3. Le déficit chez l’homme en Myd88 est
récepteur LGP2, ne contient pas de domaine CARD et régule les responsable d’infection bactérienne récidivante. Myd88 interagit avec
réponses induites par les récepteurs RIG-I et MDA5 [43]. Le IRAK-4 (IL-1 receptor activated kinase 4) qui active la protéine TRAF-6
(TNF receptor associated factor) aboutissant à l’activation du facteur de domaine de régulation de l’extrémité C-terminale lie les ARN
double brin. Le domaine central possède une activité ATPasique et transcription NF-κB et la production de cytokines inflammatoires
catalyse l’adénosine triphosphate qui est essentiel pour induire la (Figures 3-2 et 3-3). Myd88 active aussi les voies des MAP (mitogen
associated protein) kinases et le facteur de transcription AP-1. production des interférons.40 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Figure 3-2 Voies de signalisation des récepteurs TIR. Les récepteurs TLR LPS IL-1
et le récepteur IL-1R sont des récepteurs TIR (Toll-interleukin-1 receptors)
et contiennent un domaine TIR intracytosolique identique qui permet le
Récepteurs TIRrecrutement de la protéine adaptatrice Myd88 (myeloid differenciation
factor 88) via la molécule adaptatrice TIRAP (TIR domain containing
adaptor protein). L’activation de MyD88 stimule la voie de NF-κB et les
trois voies des MAPK via les protéines IRAK1/4 (interleukin-1
receptorassociated kinase 1/4), TRAF6 (TNF receptor associated factor 6) et TAK1
TIRAP(TGF-β-activated kinase 1). Ces facteurs de transcriptions passent dans le
noyau et induisent la production de cytokines inflammatoires.
MyD88
IRAK1/4
TRAF6
TAK1
ERK, JNK, p38
Cytokines inflammatoires
Récepteurs
Récepteurs TIR Stressdu TNF
MyD88
NIK
Complexe
ProtéasomeIKK activé
P PP P
Ub
UbP UbUb
Ub UbUb
Ub
Survie
Apoptose
Réponse immune
Réponse inflammatoire…
Figure 3-3 Voie de NF-κB. NF-κB est séquestré dans le cytosol par des protéines inhibitrices IκB (inhibitors of NF-κB). L’activation de la voie de NF-κB
par les récepteurs du TNF-α, les récepteurs TLR (récepteurs appartenant à la superfamille des récepteurs IL-1 et des récepteurs Toll) ou encore un stress
(rayonnement ultraviolet, ionisant, dérivés oxygénés) stimule la phosphorylation du complexe IκB kinase-kinases (IKK) qui est un trimère associant la
sousunité régulatrice NEMO (NF-κB essential regulator, aussi connu sous le nom de IKKγ) et des deux sous-unités catalytiques IKKα et IKKβ. IKK activé induit
la phosphorylation de IκB puis son ubiquitinylation (Ub) et sa dégradation par le protéasome. La dégradation de IκB permet alors à NF-κB de se déplacer
dans le noyau et d’activer la synthèse de protéines spécifiques impliquées dans la régulation de la survie et de l’apoptose cellulaire, de la réponse immune
et inflammatoire etc. MyD88 : myeloid differenciating factor 88 ; NIK : NF-κB-inducing kinases.
RÉCEPTEURS CLR • C’est une famille de récepteurs transmembra- générés par des cellules nécrotiques [5, 17]. Ainsi, le récepteur
naires caractérisés par la présence d’un domaine de liaison pour les MINCLE (aussi dénommé Clec4e et Clecsf9) des macrophages
reconhydrates de carbone. Les récepteurs CLR reconnaissent des séquences naît-il les infections dues aux champignons tels que Candida et
Malasglucidiques exprimées par les micro-organismes et certains DAMP sezia mais aussi la protéine endogène SAP130 (spliceosome associated
TLR4
TLR4
IL-1R
IL-1RAcPRÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 41
protein 130) déversée par les cellules nécrotiques [64]. Sa liaison sti- Candida albicans et Saccharomyces cerevisiæ via la protéine Syk, des
bacmule la production de cytokines pro-inflammatoires via les protéines téries produisant des toxines formant des pores comme Listeria
monoSyk et NF-κB [64]. cytogenes et Staphylococcus aureus, et des virus tels que le virus Sendai,
les adenovirus et le virus influenza ; des composants microbiens
RÉCEPTEURS NLR • Les récepteurs NRL sont une famille de récep- (PAMP et facteurs de virulence) mais aussi des signaux de danger
teurs hautement conservés au cours de l’évolution et contrôlés par endogènes non infectieux comme l’adénosine triphosphate
extracellu22 gènes chez l’homme. Ils sont caractérisés par la présence d’un laire libéré par des cellules/tissus lésés. Le peptide β-amyloïde,
compodomaine central NACTH entouré par un domaine LRR à l’extrémité sant principal des plaques de la maladie d’Alzheimer active aussi
C-terminale et d’un domaine CARD ou PYD (pyrin domain) à l’extré- l’inflammasome NLRP-3 [19]. L’inflammasome NLRP-3 est aussi
mité N-terminale. Le domaine LRR a un rôle de senseur/récepteur et activé par un taux extracellulaire élevé du glucose au cours du diabète
de régulation alors que le domaine CARD ou le domaine PYD per- de type 2 [66], des cristaux d’urate de sodium au cours de la goutte,
met, par des liaisons homotypiques, le recrutement de protéines adap- des cristaux de pyrophosphate de calcium, des cristaux de phosphate
tatrices et la transmission en aval de la signalisation cellulaire. Le de calcium basique et des cristaux de cholestérol [12, 30, 40]. De
domaine NACTH est commun aux différents membres. Il permet même, de nombreux signaux exogènes non infectieux peuvent activer
l’oligomérisation de la protéine et l’activation du complexe protéique l’inflammasome NLRP-3 tels que les cristaux de silice, des cristaux
via un mécanisme dépendant de l’adénosine triphosphate. Ce domaine d’amiante, des cristaux d’aluminium, des rayonnements UV ou encore
NACTH permet aussi de classer les récepteurs NLR en trois sous- des irritants cutanés (trinitrophénylchloride, trinitrochlorobenzène et
familles : les NOD (nucleotid-binding oligomerisation domain 1-5, dinitrofluorobenzène [6, 11, 12, 14, 21, 53, 61]. L’inflammasome
CIITA [class II transactivator]), les NLRP (NLRP-1 à 14) et la sous- NLRP-3 activé s’oligomérise et induit le rapprochement de ses
domaifamille IPAF qui a deux membres (IPAF ou NLRC4, et NAIP) [44, nes PYD qui interagissent de façon homotypique avec le domaine
45]. Les récepteurs NLR ont pour principale fonction la reconnais- PYD de la protéine ASC. L’ASC recrute par son domaine CARD la
sance intracytoplasmique des PAMP et des DAMP, excepté la molé- procaspase 1. Le regroupement des procaspases 1 permet son
autoclicule CIITA qui possède une activité de régulation des gènes MHC de vage et la production de la caspase 1 active formée par un tétramère
classe II. Les molécules NOD-1 et 2 reconnaissent les produits de des sous-unités p10 et p20.
dégradation des parois bactériennes. La liaison avec leur ligand stimule
Trois mécanismes d’activation, non exclusifs, de l’inflammasome
le facteur de transcription NF-κB et la production de cytokines
NLRP-3 ont été proposés (voir Figure 3-4) :
inflammatoires. Des mutations activatrices de NOD-2 sont
responsa– stimulation externe par l’adénosine triphosphate extracellulaire.
bles chez l’homme de deux maladies inflammatoires, la maladie de
L’adénosine triphosphate, libéré par les cellules lésées, en se liant à son
Crohn et le syndrome de Blau [22, 35, 39]. La fonction des NOD-3 à
récepteur purinique P2X7 induit un exflux du potassium
intracellu5 est encore imprécise. De même, la fonction exacte des autres NLR
laire et le recrutement de pannexine 1. Le pannexine 1 forme un pore
reste à préciser hormis les trois (NLRP-1 et 3, IPAF) qui sont
implioù les PAMP et DAMP peuvent alors entrer directement dans la
celqués dans l’activation de la caspase 1 via la formation de
l’inflammalule et activer NLRP-3 ;
some.
– stimulation par la cathepsine B des lysosomes. Les particules et les
microcristaux lorsqu’ils sont phagocytés induisent une lésion des lyso-INFLAMMASOME : PLATE-FORME D’ACTIVATION DE LA
somes. Le contenu de ces lysosomes, en particulier la cathepsine B, CASPASE 1 ET DE MATURATION DE L’INTERLEUKINE 1 • Les
déversé dans le compartiment cytosolique, active alors l’inflammasome caspases sont des cystéines protéases qui initient ou exécutent des
proNLRP-3 [19, 21]. Le rôle de la cathepsine B dans l’activation de grammes cellulaires aboutissant soit à une inflammation, soit à une
NLRP-3 est cependant débattu. En effet, les macrophages déficients mort cellulaire. Ils sont synthétisés sous formes inactives et leur activité
en cathepsine B ont une activation de la caspase 1 et une maturation est hautement régulée. Les caspases inflammatoires sont les caspases 1,
de l’IL-1β normales [10] ;4 et 5 chez l’homme et 1, 11 et 12 chez la souris. La caspase 12 est
inactivée chez l’homme. L’activation de la caspase 1 par le complexe – stimulation par les ROS (Figure 3-5). Tous les signaux capables
protéique appelé inflammasome induit la maturation de cytokines d’activer NLRP-3 induisent la production de ROS, y compris
l’adéinflammatoires telles qu’IL-1β et IL-18 [29, 44, 45]. nosine triphosphate et les particules. Par ailleurs, la production de
ROS est une réponse biologique hautement conservée au cours des L’inflammasome est un complexe protéique multimoléculaire
cytoinfections et des lésions non infectieuses. L’inhibition des ROS par solique de haut poids moléculaire (# 700 kDa) formé par
oligomérisades agents antioxydants diminuent ou inhibent l’activation de tion d’une protéine NLR via son domaine NACTH. Actuellement,
l’inflammasome NLRP-3 et la maturation de l’IL-1β [28, 45]. La seuls trois NLR (NLRP-1, NLRP-3 et IPAF) ont une activité
inflamsource des ROS n’est pas bien définie. Elle peut être d’origine mito-masome in vivo. Ces trois molécules représentent une véritable
sentichondriale et/ou produite par les NADPH. En effet, la délétion de la nelle intracytosolique de signaux dangers. Leur oligomérisation par
sous-unité p22 des NADPH inhibe l’activation de l’inflammasome interactions homotypiques via leur domaine NACTH forme un
com[11]. De même, les mécanismes exacts par lesquels les ROS activent plexe protéique de six ou sept protéines identiques qui va recruter et
l’inflammasome NLRP-3 ne sont pas connus. Récemment, Zhou et activer la caspase 1. Le recrutement de la procaspase 1 peut se faire
al [66] ont montré que la production de ROS induisait l’activation directement par le domaine CARD pour NLRP-1 et IPAF ou via la
de NLRP-3 par la protéine liant la thiorédoxine (thioredoxin-interac-protéine adaptatrice ASC (apoptosis-associated speck-like protein with a
caspase recruitment domain) pour NLRP-3. L’ASC interagit avec ting protein [TXNIP]). Dans les conditions normales, la TXNIP est
NLRP-3 par son domaine PYD et recrute la procaspase 1 par son liée et inhibée par la thiorédoxine. Lorsque la concentration
intraceldomaine CARD (Figure 3-4). lulaire en ROS augmente, le complexe est dissocié et la protéine
TXNIP peut alors activer l’inflammasome NLRP-3 en se liant à son L’inflammasome NLRP-3 est l’inflammasome le mieux caractérisé
domaine LRR [59, 66].et composé du complexe protéique NLRP-3, de la protéine adaptatrice
ASC et de la procaspase 1. Plusieurs signaux de dangers peuvent Bien que leur rôle soit primordial, les ROS seuls ne sont cependant
l’activer : des pathogènes entiers comme des champignons tels que pas suffisants pour activer l’inflammasome NLRP-3 dans certaines 42 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
+K
PAMP
Toxine
bactérienne
Cristaux ATP
Pore P2X7
DAMP
TIRAP
Phagolysosome
ROSMyD88 NOD2
+K
IRAK4
TRAF6
RIP2 CARD9 NLRP3
ASC
TAK1
Erk, JNK, p38
Procas1
Cas1
P
Figure 3-4 Mécanismes d’activation de l’inflammasome NLRP3. La liaison des motifs moléculaires associés au signal danger (DAMP pour danger signal
molecular pattern) à leur récepteur intracellulaire, les récepteurs NOD (nucleotide-binding oligomerization domain) ou NLR, activent la voie des MAPK via
la protéine CARD9 (caspase recruitment domain family) et la voie de NF-κB via la protéine RIP2 (receptor interacting serine/threonine-protein kinase).
NFκB activé migre dans le noyau et induit la transcription de gènes cibles, dont l’IL-1β. NF-κB peut aussi être activé par la voie des TLR stimulés par les PAMP
(pathogen-associated molecular patterns). La protéine NLRP3 peut être stimulée par les DAMP, des toxines bactériennes, l’adénosine triphosphate via le
récepteur P2X7, des structures microparticulaires, des radicaux libres ou espèces réactives de l’oxygène (ROS), etc. L’activation de NLRP3 induit son
oligomérisation, le recrutement des protéines ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD) et l’activation de la procaspase 1 (procas1).
Cas1 activé stimule la maturation de la pro-IL-1β en IL-1β active qui est alors sécrété.
conditions. Ainsi de nombreuses cytokines induisent-elles la produc- timentation cellulaire de ces ROS ou encore de l’existence d’un
rétrotion de ROS sans activer l’inflammasome [44]. Par ailleurs, l’élévation contrôle négatif (spatial et temporel). De même, les mécanismes par
du niveau intracellulaire des macrophages de l’anion superoxyde, un lesquels la concentration intracellulaire de potassium régule
l’inflampuissant ROS, par délétion de la superoxyde dismutase, inhibe direc- masome ne sont pas connus.
tement l’activité de la caspase 1 [34]. Ces résultats démontrent le rôle Le rôle majeur de l’inflammasome NLRP-3 et de l’IL-1β dans la
complexe des ROS dans l’activation de l’inflammasome. L’effet peut réponse inflammatoire est démontré chez l’homme par les maladies
être dépendant de façon spécifique des différents ROS, d’une compar- auto-inflammatoires secondaires à des mutations activatrices de
Figure 3-5 Espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de l’azote (RON). Les Espèces réactives Espèces réactives
de l’oxygène de l’azoteROS et RON sont produits de façon endogène par la chaîne respiratoire
mitochondriale, les NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide
phosO RNH2 2phate hydrognéase) oxydases membranaires des cellules phagocytaires,
les peroxysomes et quelques enzymes cytosoliques comme les lipoxygé- +1e NADPH NOS –5e
nases et le cytochrome P450. Des agents exogènes (ultraviolet,
rayonneMonoxyde – •Superoxyde O NOment ionisant, agents chimiques…) induisent aussi leur production. 2 d’azote
L’organisme possède un système anti-oxydant sophistiqué enzymatique
+1e SOD –1e
et non enzymatique. Les enzymes anti-oxydant sont la superoxyde
dismuPeroxyde ––tase (SOD), la catalase (CAT) et la gluthathione peroxydase (GPx). La SOD H O NO NitriteOONO2 2 2d’hydrogène
dismute l’anion superoxyde en peroxyde d’hydrogène et oxygène. La CAT Peroxynitrite
+1e –1eet la GPx catalyse l’ion peroxyde hydrogène en molécule d’eau. Les systè- +HCAT Dioxyde mes anti-oxydants non enzymatiques comprennent la vitamine C et le Radical • •OH NO2 d’azotehydroxyle GPxglutathion. Les RON comprennent les monoxyde et dioxyde d’azote, les OONOH
+1e –1enitrites et les nitrates. L’anion superoxyde peut réagir avec le monoxyde Acide peroxynitreux
d’azote pour former du peroxynitrite qui lui-même est conjugué en acide
–Eau NitrateH O NO2 3peroxynitreux, beaucoup moins stable.
• •[ NO + OH ]
2
TLR
TLRRÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 43
l’inflammasome NLRP-3 (ou cryopyrine) et l’efficacité des traitements particulier la vasodilatation et l’augmentation de la perméabilité
vascuinhibant l’IL-1β au cours de ces maladies. De même, certaines mala- laire se produisant sous l’influence du facteur Hageman activé (FHa)
dies inflammatoires sont secondaires à des mutations de protéines qui et surtout de la bradykinine, un nonapeptide qui, libéré à partir du
régulent l’inflammasome NLRP-3, en particulier la protéine pyrine HMWK, déclenche aussi la contraction des fibres musculaires lisses, la
impliquée dans la fièvre familiale méditerranéenne et la protéine margination vasculaire des leucocytes circulants et la douleur [41].
PSTPIP1 (pyrin-interacting protein) dans le syndrome PAPA (pyogenic
sterile arthritis, pyoderma gangrenosum and acne syndrome) [62].
Médiateurs et effecteurs
AUTRES RÉCEPTEURS DE L’IMMUNITÉ INNÉE • Récepteurs
de l’inflammationcellulaires Les phagocytes disposent encore d’autres récepteurs
membranaires tels que le récepteur pour l’endotoxine, deseurs
Les inducteurs de l’inflammation sont « captés » par les différents mannose et des récepteurs pour l’ARN bicaténaire. Les récepteurs
senseurs et déclenchent la production de nombreux médiateurs mannose reconnaissent les glycoprotéines bactériennes qui présentent
inflammatoires et une réponse cellulaire et tissulaire. La plupart de ces un résidu mannose en position terminale, mais non les glycoprotéines
médiateurs agissent sur le système vasculaire et le recrutement des cel-de mammifères qui se terminent par un résidu d’acide sialique ou par
lules phagocytaires. Ces médiateurs sont d’origine plasmatique et/ou une N-acétyl glycosamine. Les phagocytes disposent aussi de
récepsynthétisés par des cellules. Les médiateurs cellulaires sont produits par teurs leur permettant de reconnaître l’ARN double brin présent dans
les cellules résidentes les leucocytes recrutés, les cellules endothéliales, de nombreux virus et les nucléotides CpG non méthylés qui sont
fréles plaquettes, les mastocytes. Certains médiateurs, comme la séroto-quents dans l’ADN bactérien mais qui ne sont pas retrouvés dans
nine et l’histamine, sont préformés et stockés dans les granules de cer-l’ADN des mammifères.
taines cellules (mastocytes, polynucléaires neutrophiles, plaquettes),
Récepteurs humoraux La voie alterne du complément et sa voie d’autres sont formés sous forme de précurseurs et circulent dans le
lectine sont capables de reconnaître des glycoprotéines de surface des plasma. Ces médiateurs inflammatoires peuvent être classés en sept
microbes, la première par le gros fragment C3b de C3 et la seconde catégories : des amines vaso-actives, des peptides vaso-actifs, des
fragpar son composant lectine (mannose binding lectin [MBL]) qui lie le ments du complément, des médiateurs lipidiques, des cytokines, des
mannose terminal des glycoprotéines bactériennes. chimiokines et des enzymes protéolytiques (Tableau 3-II) [32].
La protéine C réactive se lie à la phosphorylcholine des surfaces Les amines vaso-actives, comme l’histamine et la sérotonine, sont
microbiennes, ce qui déclenche la phagocytose des microbes par les produites sur un mode tout ou rien lors d’une dégranulation des
masphagocytes qui ont à leur surface des récepteurs pour la protéine C tocytes ou des plaquettes, par exemple. Elles ont une action complexe
réactive. Notons que les concentrations plasmatiques d’un grand sur le système vasculaire augmentant ou diminuant la perméabilité
nombre des protéines de la phase aiguë augmentent rapidement en cas vasculaire par vasodilatation ou vasoconstriction en fonction du
cond’infection, contribuant – la protéine C réactive au premier chef – à texte. Les effets immédiats peuvent être délétères sur les organes
sensimettre l’organisme en état d’alerte [41]. bles avec, par exemple, un choc hypovolémique et une défaillance
respiratoire lors des chocs anaphylactiques.
Récepteurs de l’immunité adaptative Les peptides vaso-actifs peuvent être stockés sous forme active dans
Ce sont les récepteurs des lymphocytes T (TCR) et les anticorps qui des vésicules de sécrétion comme la substance P ou être produits par
sont codés non pas par la lignée germinale, mais par recombinaison protéolyse enzymatique de précurseurs dans le milieu extracellulaire
somatique des gènes codant ces récepteurs au cours de la maturation comme les kinines, les fibrinogènes, les produits de la fibrine, etc. La
lymphocytaire. De ce fait, le système immunitaire adaptatif est capable substance P est libérée par les cellules neuronales et peut induire une
de reconnaître beaucoup plus de structures chimiquement différentes dégranulation des mastocytes. Les peptides vaso-actifs peuvent être
que le système de l’immunité innée. On estime que la population lym- produits par protéolyse induite par le facteur Hageman, la thrombine
phocytaire totale est capable de reconnaître plus d’un milliard d’anti- ou le plasminogène. Ils induisent une augmentation de la perméabilité
gènes différents, microbiens ou non, et le système de l’immunité innée vasculaire et une vasodilatation. Le facteur Hageman est à la fois un
probablement moins d’un millier d’antigènes, essentiellement micro- senseur des lésions vasculaires et un inducteur de l’inflammation. Il
biens [41]. agit sur la cascade kallikréine-kinine, la production de la bradykinine,
altère le système vasculaire mais a aussi une action sur la douleur.
Système contact Les fractions du complément et le système du complément (voie
Le système contact est fait de quatre protéines : facteur Hageman classique et voie alterne) ont un rôle majeur dans l’inflammation. Les
(FH ou facteur XII de la coagulation), prékallikréine, kininogène de fragments C3a, C4a et C5a (appelés aussi les anaphylatoxines) sont
haut poids moléculaire (HMWK pour high molecular weight kinino- produits par plusieurs voies d’activation du complément. La fraction
gen) et facteur XI. La mise en jeu du système contact commence par la C5a stimule le recrutement des granulocytes et des monocytes et la
liaison du facteur Hageman à une surface à charge négative ou à cer- dégranulation des mastocytes, modifiant ainsi le système vasculaire.
tains constituants cellulaires, suivie par la mise en apposition de ses Les médiateurs lipidiques (eicosanoïdes et facteurs activateurs des
quatre protéines, ce qui provoque leur activation réciproque. Les subs- plaquettes ou platelet-activating factors) dérivent des phospholipides du
tances activantes sont de nature organique ou minérale. Parmi les pre- feuillet interne de la membrane plasmique. La phospholipase A2
mières, on trouve nombre de composants du tissu conjonctif et des (PLA ) cytosolique, activée par des cations en particulier le calcium 2
membranes basales vasculaires (collagène, protéoglycanes, glycosami- intracellulaire, génère l’acide arachidonique et l’acide
lysophosphatidinoglycanes), les microcristaux d’urate, le lipopolysaccharide, etc. ; que à partir de la phosphatidylcholine membranaire. L’acide
arachidoparmi les secondes, citons les silicates, l’amiante, les cristaux de pyro- nique est métabolisé par les cyclo-oxygénases (COX) 1 et 2 pour
phosphate de calcium, etc. former des prostaglandines (PG) et les thromboxanes et/ou par les
Plusieurs des activités biologiques résultant de la mise en jeu du sys- lipoxygénases pour former des leucotriènes et des lipoxines. Les PGE2
tème contact sont susceptibles d’intervenir dans l’inflammation, en et PGI entraînent une vasodilatation alors que PGE véhicule aussi 2 244 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Tableau 3-II Médiateurs de l’inflammation. les autres chimiokines dont les deux résidus cystéines de l’extrémité
Nterminale sont séparés par plus de trois acides aminés. Une
nomenclaCytokines Pro-inflammatoires : MIF, IL-1, TNF-α, IL-2, IL-6, ture internationale a été créée, caractérisée par la lettre L (ligand) suivie
IL-8, IL-17, IL-18, interféron… d’un numéro qui correspond le plus souvent au numéro du gène. Par
Anti-inflammatoires : IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β , 1 exemple, CXCL8 correspond à l’interleukine 8 (IL-8), chimiokine
interféron α
principale des PNN, et CXCL2 au monocyte chemo-attractant
Récepteurs et antagonistes Récepteurs solubles du TNF-α : TNF-R p50 et p75
protein 1, chimiokine des monocytes. Les récepteurs de chimiokines de cytokines Chaînes réceptrices de l’IL-1 : sIL-1R, IL-1Ra
sont désignés par la lettre R suivie du numéro correspondant, par
Médiateurs lipidiques Pro-inflammatoires : PGE , PGI , thromboxanes, 2 2 exemple CXCR8 est le récepteur de CXCL8. Ce sont des récepteurs leucotriènes…
couplés aux protéines G. Ils induisent une réponse cellulaire rapide et Anti-inflammatoires : lipoxines, résolvines,
protectines, marésines transitoire. Les chimiokines ont un rôle d’attraction des leucocytes
circulants au site tissulaire lésé. Elles favorisent l’adhérence et la migra-Molécules chimiotactiques, Voir Tableau 3-IV
chimiokines tion cellulaires en induisant l’expression membranaire des protéines de
–Espèces réactives et radicaux Oxygénés : radical superoxyde, H O , OH liaison intercellulaire (par exemple, les sélectines, les intégrines et les 2 2
libres Monoxyde d’azote (NO) ICAM) (Tableau 3-IV).
Protéases (protéinases) Élastase Les enzymes protéolytiques telles que les cathepsines, l’élastine, les
Plasmine métalloprotéases (MMP) ont un rôle important dans la réaction
Kallikréine inflammatoire. Elles interviennent dans la destruction et la réparation
Activateur du plasminogène tissulaire, le remodelage tissulaire, la migration des leucocytes…
Collagénases
Hydrolases acides
Cathepsine G Recrutement, activation
Facteurs de coagulation Facteur tissulaire
Thrombine et fonctions effectrices
Facteurs du stress tissulaire High mobility group box 1 (HMGB1)
La reconnaissance d’un agent déclenchant par une cellule ou un sys-Protéines de choc thermique (Hsp)
Protéines S100 tème plasmatique a pour conséquence immédiate l’activation de cette
cellule ou du système plasmatique en question.Amines et peptides vaso-actifs Histamines, sérotonine, catécholamines
Substance P Cette activation aboutit à la production et à la libération initiale de
VIP (peptide vaso-actif intestinal) médiateurs cellulaires et humoraux (voir Tableau 3-III) ayant pour
Acétylcholine principales cibles les vaisseaux et les cellules de l’inflammation, dont ils
α-MSH (melanocyte stimulating hormone) déclenchent le recrutement et l’activation.
PACAP (pituitary adenylate cyclase activating
peptide)
Réponse vasculaireSystèmes d’activation Système contact
plasmatique Complément
Dans l’inflammation aiguë, la réponse vasculaire consiste en une Coagulation et fibrinolyse
brève vasoconstriction initiale de nature sans doute réflexe, suivie
d’une vasodilatation avec ralentissement local du torrent circulatoire,
augmentation de la perméabilité vasculaire et œdème par
transsudal’information douloureuse et participe à l’élévation de la température. tion plasmatique.
Les lipoxines inhibent l’inflammation et favorisent la résolution de La vasodilatation relève de l’intervention de plusieurs médiateurs
l’inflammation et la réparation tissulaire. Les facteurs activateurs des qui agissent sans doute séquentiellement au fur et à mesure de leur
plaquettes dérivent de l’acétylation de l’acide lysophosphatidique et production : histamine produite par les mastocytes tissulaires et
réagisinterviennent sur les différentes phases de la réaction inflammatoire sant avec les cellules porteuses de récepteurs H ; eicosanoïdes tels que
1
telles que le recrutement des leucocytes, la perméabilité vasculaire et les prostaglandines PGE et PGD , la prostacycline PGI et certains
2 2 2
l’activation des plaquettes. leucotriènes comme LTC qui agissent sur les fibres musculaires lisses
4
Les cytokines inflammatoires dont la famille des interleukines des vaisseaux.
(Tableau 3-III) et des TNF (facteurs de nécrose tumorale) sont pro- Les cellules endothéliales elles-mêmes sécrètent des médiateurs
duites par de nombreuses cellules et de façon importante par les leuco- vasodilatateurs lors des différentes phases de l’inflammation aiguë :
cytes, les macrophages et les mastocytes. pendant la phase immédiate (5 à 30 minutes), elles sécrètent de la
PGI et du monoxyde d’azote (NO) sous l’influence de l’histamine, Les chimiokines sont produites par de nombreuses cellules en 2
de la thrombine ou du LTC ; pendant la phase précoce (2 à réponse aux inducteurs de l’inflammation. Elles permettent le recrute- 4
ment des leucocytes au site lésé (Tableau 3-IV). Ce sont des petites 6 heures) et la phase tardive (12 à 48 heures), elles sécrètent de la
PGI en réponse à une activation par les cytokines pro-inflammatoiresprotéines hautement conservées au cours de l’évolution. Elles sont 2
(IL-1 et TNF-α) [41].composées de 90 à 130 acides aminés et caractérisées par la présence de
quatre résidus cystéine. On distingue quatre groupes de chimiokines D’autres médiateurs comme le PAF-acéter et les thromboxanes ont
définis par la position des deux premiers résidus cystéine situés à une activité vaso-constrictrice ; le monoxyde d’azote, à côté de son rôle
l’extrémité N-terminale : les chimiokines C-C ont deux résidus cys- dans la régulation du tonus vasculaire, a une action de relaxation sur
téine à l’extrémité N-terminale qui se suivent ; les C-X-C ont deux l’endothélium ; les anaphylatoxines C3a et C5a du complément
agisrésidus cystéine séparés par un acides aminés ; les C-X3-C ont deux sent en se fixant sur les basophiles dont elles induisent la dégranulation
résidus cystéine séparés par trois aa et les chimiokines X-C regroupent avec libération d’histamine et d’autres amines vaso-actives.RÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 45
Tableau 3-III Interleukines.
Désignation Principales cellules productrices Activités dans l’inflammation
IL-1 Macrophages activés Stimule la synthèse des autres interleukines, des prostaglandines et des protéines de la phase
aiguë
Fièvre
IL-2 Lymphocytes T Activation des cellules T et NKH H
Co-activation des lymphocytes B
Réponse immunitaire
IL-3 ou M-CSF Lymphocytes T activés Différenciation des cellules souches de l’hématopoïèse
IL-4 Ltes T auxiliaires Stimule la prolifération des lymphocytes T et la différenciation des lymphocytes B
Inhibe la production de l’IL-1, de l’IL-6 et du TNF-α par les macrophages
IL-5 Lymphocytes T 2 activés Différenciation des polynucléaires éosinophilesH
IL-6 Macrophages, lymphocytes T et nombreuses autres Activation des lymphocytes T et différenciation des lymphocytes B en plasmocytes
cellules, dont les fibroblastes et les cellules Stimule la production des protéines de la phase aiguë par les hépatocytes
endothéliales Fièvre
IL-7 Cellules stromales du thymus, de la rate Stimule la lymphopoïèse et la production d’IL-1, de TNF et d’IL-6
et de la moelle
IL-8 Leucocytes, fibroblastes, cellules endothéliales Attire (chimiotactisme) et stimule les polynucléaires neutrophiles
et kératinocytes stimulés par l’IL-1 et le TNF-α
IL-9 Lymphocytes activés Production et survie des mastocytes
IL-10 Ltes T 2, T 1 et B Inhibe la production des cytokines pro-inflammatoires (IL-1, IL-6, TNF) par les macrophagesH R
Monocytes et macrophages Analogie structurale de 70 p. 100 avec l’IL-10 virale du virus d’Epstein-Barr
Mastocytes
IL-11 Cellules stromales mésenchymateuses : fibroblastes, Prolifération des plasmocytes IL-6-dépendante
cellules du trophoblaste Stimule la production des immuoglobulines par les lymphocytes B et des protéines de la phase
aiguë par les hépatocytes
IL-12 Macrophages et cellules dendritiques Favorise la réponse T 1 et la synthèse d’interféron et de TNF-αH
IL-13 Lymphocytes CD4, CD8, T 1 et T 2 Propriétés voisines de celles de l’IL-4H H
IL-14 Cellules de lymphome Facteur de croissance des lymphocytes B
IL-15 Facteur de croissance des lymphocytes T activés
Nombreuses activités communes avec l’IL-2
IL-16 Lymphocytes activés Chimiokine spécifique pour les lymphocytes CD4, les monocytes et les éosinophiles
IL-17 Ltes T 1 Effets synergiques et additifs avec l’IL-1 et le TNF-αH
Régule la réponse inflammatoire des synoviocytes, chondrocytes, ostéoblastes, myoblastes
Stimule la production de MMP-1 et collagénase
Favorise l’ostéoclastogenèse et la résorption osseuse
IL-18 Lymphocytes T activés par un anti-CD3, Active les cellules NK et T 1H
macrophages, kératinocytes, synoviocytes, Stimule la synthèse d’interféron (interferon γ inducing factor)
chondrocytes Sa maturation dépend, comme celle de l’IL-1, de la caspase 1
IL-19 Monocytes activés par le lipopolysaccharide Homologue structural de l’IL-10
IL-20 Homologue structural de l’IL-10
Maturation des kératinocytes
IL-21 Lymphocytes T activés par un anti-CD3 Homologue structural de l’IL-2 et l’IL-15
Production et maturation des cellules NK
Prolifération des lymphocytes T
IL-22 Stimule la production des protéines de l’inflammation
IL-23 Apparentée à l’IL-12
IL-25 Lymphocytes T 2 Apparentée à l’IL-17H
Favorise la production d’IL-4, d’IL-5, d’IL-13 et les réponses de type allergique
IL-26 Apparentée à l’IL-10
IL-27 Cellules présentatrices d’antigène Favorise l’expansion des cellules T naïves
IL-28 et IL-29 Cellules présentatrices d’antigène IL-28A : interféron λ2
IL-28B : interféron λ3
IL-29 : interféron λ1
IL-30 Nouveau nom d’une chaîne de l’IL-27
IL-32 Lymphocytes T, NK et cellules épithéliales Stimule la production d’interféron γ, de TNF et de prostaglandines
IL-33 Membre de la famille de l’IL-1
Inflammation de type T 2 à éosinophilesH46 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Tableau 3-IV Chimiokines.
Chimiokine Cellules productrices Récepteurs des cellules cibles Cellules cibles Activités dans l’inflammation
CC
– MCP-1 (CCL2) M, MΦ, F, K CCR2 M, NK, T, Baso, CD Activation des MΦ, recrutement M
Résolution de l’inflammation : arrêt influx PNN
– RANTES (= CCL5) T, E, P CCR1, CCR3, CCR5 M, NK, T, B, Eo, CD Dégranulation des Baso, libération d’histamine,
allergie
– éotaxine (= CCL11) M, Epi, Endo, T CCR3 M, Eo, T
– CCL3 M, Endo, MΦ CCR2 M Recrutement des M
PNN CCR5 PNN apoptotique Résolution : arrêt influx PNN
– CCL4 PNN CCR1 M Recrutement : arrêt influx M
– CCL5 MΦ CCR5 PNN apoptotiques Résolution
– CCL6 M, PNN CCR1 M, PNN Recrutement M
– CCL7 MΦ CCR2 M Résolution : arrêt influx M
– CCL8 PNN, M CCR1 et CCR5 M Résolution : arrêt influx M
– CCL9 M, Epi CCR1 M Recrutement M
– CCL15 M, Epi CCR1 M Recrutement M
– CCL20 PNN, M, L CCR6 M Recrutement M
– CCL23 M CCR1 M Recrutement M
CX3C
– fractalkine M, Endo, cellules microgliales CX3CR1 M, T Adhésion des leucocytes aux cellules endothéliales
Résolution : recrutement M
CXC
– GRO-α (= CXCL1) M, F, Endo CXCR2 PNN Activation
Résorption du caillot
– CXCL2 M CXCR2 PNN Activation : recrutement M
Résolution : arrêt influx PNN
– CXCL5 M CXCR2 PNN Recrutement M
– CXCL8 M, MΦ, F, K, Endo, plaquettes CXCR1, CXCR2 PNN Angiogenèse
– CXCL7 M, T, F, Endo, K CXCR2 PNN Angiogenèse
– CXCL10 K CXCR3 T, NK, M Angiogenèse
B : lymphocytes B ; Baso : polynucléaires basophiles ; CD : cellules dendritiques ; Endo : cellules épithéliales, les cellules cancéreuses, etc., vers le lieu de production. Dans l’inflammation, elles
endothéliales ; Eo : éosinophiles ; F : fibroblastes ; K : kératinocytes ; M : monocytes ; MΦ : interviennent de façon déterminante dans le recrutement des phagocytes vers le foyer
macrophages ; NK : natural killer ; T : lymphocytes T. inflammatoire. Les chimiokines sont divisées en quatre classes en fonction du nombre et de la
Remarque : ce sont des molécules chimiotactiques de faible poids moléculaire et donc facilement position des résidus cystéine proches de leur extrémité N-terminale : chimiokines C (XC), CC, CXXXC
diffusibles, qui ont pour principales propriétés d’attirer les cellules mobiles, principalement les (C3X) et CXC, la lettre C signifiant cystéine et la lettre X désignant un acide aminé adjacent. Le
phagocytes mais aussi d’autres cellules comme certains lymphocytes, les cellules endothéliales et tableau rassemble les chimiokines d’intérêt dans l’inflammation.
Il est vraisemblable que cette succession et cette multitude de toire. Ainsi, alors que l’extravasation des monocytes classiques
high –médiateurs concourent au maintien ou, si l’on préfère, à l’entretien de CD14 /CD16 dépend surtout de PSGL1 (P-selectin glycoprotein
cette réponse vasculaire dans l’inflammation. ligand 1) et des récepteurs CCR2 et CCR6, celle des monocytes non
low +classiques CD14 /CD16 du récepteur CX3-CR1 (fractalkine
receptor) [51, 54]. Les monocytes peuvent ensuite se différencier en cellules Réponse cellulaire
dendritiques (CD), en macrophages résidents ou en macrophages
inflammatoires mais les mécanismes de cette différenciation ne sont La réponse cellulaire fait intervenir de nombreux types cellulaires
pas encore clairs.parmi lesquels les phagocytes et les cellules endothéliales occupent une
place prépondérante. Les cellules phagocytaires comprennent les Les trois types de cellules phagocytaires (monocytes, macrophages et
PNN, les monocytes et les macrophages résidents. Les monocytes sont PNN) sont issus du même précurseur et possèdent ainsi plusieurs
actuellement classés en deux sous-types : les monocytes « classiques » caractéristiques communes comme un grand pouvoir de phagocytose
high – +qui sont CD14 /CD16 ou monocytes GR1 chez la souris et les et l’expression de certains marqueurs. Mais elles ont aussi des fonctions
low + –monocytes « non classiques » CD14 /CD16 ou monocytes GR1 différentes et leurs interactions sont essentielles dans les différentes
highchez la souris [51]. Chez l’homme, les monocytes CD14 /CD16- phases de l’inflammation, depuis son initiation jusqu’à sa résolution
représentent 90 p. 100 des monocytes circulants. Le rôle exact de ces ou sa chronicisation. Les macrophages résidents jouent un rôle majeur
deux types de monocytes n’est pas clair. Les monocytes classiques dans la reconnaissance de l’agression tissulaire, l’initiation de la
réachigh –CD14 /CD16 seraient impliqués dans l’initiation de la réaction tion inflammatoire et le recrutement des PNN et des monocytes. Ils
low +inflammatoire alors que les monocytes non classiques CD14 /CD16 sont activés par les signaux dangers libérés dans le milieu extracellulaire
le seraient dans la réparation tissulaire et l’angiogenèse. Ces monocytes par les cellules lésées. L’activation peut se faire par l’intermédiaire de
utilisent différentes molécules de surface pour arriver au site inflamma- récepteurs PPR spécifiques ou de façon directe. Ainsi le signal danger RÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 47
ADHÉRENCE DES POLYNUCLÉAIRES NEUTROPHILES AUX endogène HMGB1 peut-il se lier à son récepteur RAGE mais aussi aux
récepteurs TLR-2, TLR-4, TLR-9 et IL-1R et induire la production CELLULES ENDOTHÉLIALES ET MIGRATION
EXTRAVASCUde cytokines et chimiokines inflammatoires via la voie NF-κB [51, 57, LAIRE • L’adhérence des polynucléaires à l’endothélium se fait en
65]. À l’inverse, les ROS induisent directement la production de chi- trois temps. Dans un premier temps, la liaison entre les P-sélectines
miokines en activant le canal de calcium TRPM2 (transient receptor des cellules endothéliales et les molécules polysaccharidiques
d’hydra2+potential protein 2 Ca channels) et la voie de NF-κB [63]. Les macro- tes de carbone (PSLG1, en particulier) exprimées à la surface des PNN
phages stimulés produisent, ainsi, de nombreuses cytokines et chimio- entraîne une faible adhérence des PNN aux cellules endothéliales. Le
kines pour recruter des leucocytes circulants (voir Tableau 3-IV). flux sanguin brise cette liaison qui se reforme en aval et ainsi de suite,
L’activité chémo-attractante des chimiokines peut, par ailleurs, être ce qui permet le roulement du PNN à la surface de l’endothélium.
augmentée par les MMP [51]. D’autres médiateurs inflammatoires Dans un deuxième temps, la réaction entre les intégrines de la
surcomme le leucotriène B dérivé de l’acide arachidonique, les fractions face du PNN et les molécules de la superfamille des immunoglobuli-4
du complément C5a ou le PAF ont aussi un pouvoir chimio-attractant nes (VCAM-1, ELAM-1 et ICAM-1) présentes sur les cellules
endodes PNN. théliales entraîne une adhérence forte des PNN à la surface de
l’endothélium. Le PNN s’aplatit et s’étale sur cette surface.
Afflux des polynucléaires neutrophiles Dans un troisième temps, le PNN s’insinue (diapédèse) dans la
jonction entre deux cellules endothéliales auxquelles il adhère par une et phagocytose
liaison homophile entre la PECAM de la cellule endothéliale et la
L’afflux de PNN vers le foyer inflammatoire suppose un
apprêtePECAM du polynucléaire. Une fois de l’autre côté de la paroi
vascument de ces cellules et des cellules endothéliales sous l’influence de
faclaire, le PNN gagne le foyer inflammatoire vers lequel il est attiré par
teurs d’activation produits et libérés à partir du foyer inflammatoire
chimiotactisme. Il adhère alors à des molécules de la matrice
extraceldébutant puis constitué.
lulaire telles que l’acide hyaluronique auquel il se lie par
l’intermédiaire de sa molécule CD44, encore appelée Pgp-1 ou Hermès [41].APPRÊTEMENT DE LA CELLULE ENDOTHÉLIALE • La cellule
endothéliale joue un rôle majeur dans la réponse inflammatoire. Si, au
PHAGOCYTOSE • La phagocytose se déroule en deux temps. Pour
repos, la cellule endothéliale a un phénotype que l’on peut qualifier
être reconnue par le PNN, la substance à phagocyter doit être
opsonid’anti-inflammatoire, en cas d’inflammation, sous l’influence de
diffésée, c’est-à-dire marquée par des protéines telles que des anticorps
spérents facteurs humoraux tels que l’IL-1, le TNF, l’endotoxine, les
cifiques ou le C3b, gros fragment de clivage de C3, le troisième
comROS, les interférons, etc., elle s’active et prend un phénotype
proposant du complément. Ces opsonines réagissent avec des récepteurs
inflammatoire.
de la surface du PNN tels que FcγRI et FcγRIII pour les anticorps IgG
Ce phénotype se caractérise par une modification de l’expression et CR1 et CR3 pour les fragments C3b et C3bi du troisième
compode ses molécules de surface, molécules du CMH (complexe majeur sant du complément. La substance opsonisée est alors englobée dans
d’histocompatibilité) en particulier, et par la production de cytoki- une vacuole de phagocytose du PNN (phénomène d’endocytose ou
nes telles que l’IL-8, l’IL-6, le GRO-α et la MCP-1, de facteurs de encore d’internalisation). Cette endocytose déclenche une stimulation
croissance tels que le G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor), à l’intérieur de la vacuole du métabolisme oxydatif avec activation de
le M-CSF (macrophage-colony stimulating factor), le GM-CSF (gra- la NADPH oxydase et production de radicaux libres oxygénés très
nulocyte macrophage-colony stimulating factor) et le PDGF (platelet – –toxiques (H O , O , OH ). Finalement, il y a dégranulation du PNN
2 2 2derivated growth factor), de médiateurs lipidiques (prostaglandines, par fusion de la vacuole de phagocytose avec un granule cytoplasmique
thromboxanes, leucotriènes), en particulier l’expression à sa surface dont le contenu en enzymes lysosomiales se déverse dans la vacuole où
luminale de molécules d’adhérence (E- et P-sélectines, ICAM-1, 2 elles exercent leurs fonctions hydrolytiques.
et 3, VCAM-1 et PECAM [platelet endothelial adhesion
molecule] 3). Afflux des phagocytes mononucléés :
APPRÊTEMENT DES POLYNUCLÉAIRES NEUTROPHILES • leur rôle dans l’inflammation
La production journalière de PNN chez l’adulte normal est d’envi- Dans l’inflammation aiguë, la deuxième vague de la réponse
cellu11ron 10 cellules, à savoir dix fois le nombre de PNN habituelle- laire est faite de monocytes circulants qui, une fois dans le foyer
ment nécessaire. La demi-vie de ces cellules est de 6 à 8 heures dans inflammatoire, se transforment en macrophages. Cet afflux cellulaire
les vaisseaux et de 7 à 14 jours dans les tissus. En cas d’inflamma- obéit à des mécanismes identiques à ceux décrits pour les PNN
(martion, l’organisme mobilise d’abord ses réserves médullaires de poly- gination, réponse chimiotactique, adhésion à l’endothélium,
diapénucléaires. Si des moyens additionnels sont requis, il y a augmen- dèse…). Le recrutement des monocytes est aussi favorisé par des
factation de la production de cellules souches et de l’activité teurs libérés par les PNN lors de leur extravasation au travers de
mitotique de ces cellules. l’endothélium vasculaire. Les PNN libèrent des protéines préformées
Toujours en cas d’inflammation, les PNN circulants qui passent en contenues dans les granules et les vésicules de sécrétion. Ces protéines
regard du foyer inflammatoire sont activés par les médiateurs libérés comme la cathelicidine LL-37, l’α-défensine, l’azurocidine et la
par les macrophages résidents, les cellules endothéliales, les plaquettes cathepsine G possèdent des propriétés antimicrobiennes et
chimiomais aussi des mastocytes et les cellules dendritiques. Ces PNN activés attractantes pour les monocytes. Ainsi la déplétion des PNN chez des
vont alors subir un phénomène de ralentissement et de roulement sur souris diminue-t-elle le recrutement des monocytes classiques. Cet
l’endothélium pour y créer des liaisons solides et s’arrêter et franchir la effet est aboli par l’utilisation des surnageants de PNN stimulés et est
paroi vasculaire par diapédèse. Ces différentes étapes nécessitent un secondaire aux protéines azurocidine et LL-37 libérées par les PNN
apprêtement des PNN qui survient sous l’influence de facteurs pro- [50, 52]. De plus, l’azurocidine, glycoprotéine de 25 à 29 kDa
conteduits par les cellules du foyer inflammatoire et par les cellules endothé- nue dans les granules azurophiles, induit une vasodilatation vasculaire
liales activées. La plupart de ces facteurs sont des facteurs chimiotacti- et favorise l’exsudat plasmatique. L’azurocidine, la cathepsine G et la
ques ou chimiokines (voir Tableau 3-IV). cathelicidine LL-37 lient des récepteurs hautement conservés couplés 48 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
aux protéines G : les formyl peptide receptors (FRP). Il existe trois récep- régulation de l’apoptose ou mort cellulaire programmée, clairance des
teurs FRP chez l’homme et ils sont tous exprimés par les monocytes. cellules apoptotiques, récepteurs cellulaires de surface, molécules de
Les PNN libèrent aussi des complexes solubles tels que l’IL-6/IL-6R. signalisation intracellulaire, facteurs de transcription.
Ce complexe se lie à la glycoprotéine gp130 et active l’expression de Chez l’homme, la mutation du gène TNFR1 (tumor necrosis factor
CCL2, des E-sélectines et VCAM-1 par les cellules endothéliales favo- receptor 1) codant le récepteur membranaire du TNF est responsable
risant, ainsi, les interactions avec les intégrines β exprimées par les du syndrome TRAPS (TNF receptor-associated periodic syndrome), 1
monocytes et leur recrutement au site inflammatoire. maladie auto-inflammatoire caractérisée par des fièvres périodiques,
Dans l’inflammation chronique, comme nous le verrons plus loin, les une éruption cutanée centrifuge débutant au tronc, des myalgies,
monocytes et macrophages se regroupent pour former un infiltrat par- arthralgies et arthrites, des sérites et des conjonctivites [20, 31]. Le
fois dense, voire un granulome ; certaines cellules peuvent se transformer récepteur TNFR1 muté est moins dégradé, reste ainsi fixé plus
longen cellules épithélioïdes à activité phagocytaire beaucoup plus faible que temps sur la membrane cellulaire et peut être activé de façon continue
celle des macrophages ou fusionner entre elles pour former des cellules par le TNF-α [31].
géantes multinucléées. De nombreux tissus contiennent déjà, à l’état De façon similaire, les mutations de gènes impliqués dans la
régulanormal, des cellules considérées comme appartenant au système des pha- tion de l’IL-1β sont associées à des maladies auto-inflammatoires. Ainsi
gocytes mononucléés. De telles cellules, encore appelées histiocytes ou le syndrome DIRA (deficiency of interleukin receptor antagonist), maladie
histiomacrophages, sont présentes dans le foie (cellules de Kupffer), les auto-inflammatoire avec manifestations cutanées et osseuses dès la petite
poumons (macrophages alvéolaires), les séreuses (macrophages pleuraux enfance, est-il dû à une mutation du gène IL1RN, responsable de la
synet péritonéaux), la membrane synoviale (cellules A de la couche bor- thèse d’un IL-1Ra (interleukin-1 receptor antagonist) tronqué, non sécrété
dante), etc. Ces cellules apparemment importantes pour l’homéostasie (et donc incapable d’inhiber l’action de l’IL-1β) [1]. De même, les
cryotissulaire normale ne se divisent pas et ne sauraient donc participer que pyrinopathies (CAPS pour cryopyrin-associated periodic syndrome) et la
de façon mineure à la constitution de l’infiltrat inflammatoire [41]. fièvre méditerranéenne familiale (FMF), sont aussi associées à une
actiUne fois dans le foyer inflammatoire, les phagocytes mononucléés y vité accrue de l’IL-1β et secondaires, respectivement, à des mutations des
interviennent par de multiples fonctions. Par leur capacité de phago- gènes NLRP3 et MEFV [13]. Le syndrome CAPS regroupe trois entités
cytose, ils participent à l’élimination des substances étrangères micro- cliniques : l’urticaire familiale au froid (FCAS pour familial
cold-associabiennes et vont surtout entreprendre le nettoyage du foyer ted periodic syndrome), le syndrome de Muckle-Wells (MWS) et le
syninflammatoire : phagocytose des cellules mortes, des corps apoptoti- drome CINCA (chronic infantile neurological cutaneous and
auto-inflamques et des débris cellulaires et tissulaires qui seront détruits dans les matory disease) ou NOMID (neonatal onset multisystem inflammatory
phagolysosomes par les enzymes hydrolytiques d’origine granulaire et disease) [26]. Les différents gènes et mutations identifiés au cours de ces
les radicaux libres oxygénés et azotés. maladies inflammatoires sont recensés sur le site internet http://
Par le déversement de leur contenu granulaire à l’extérieur de la cel- fmf.igh.cnrs.fr/ISSAID/infevers.
lule (exocytose), ils participent aux phénomènes de destruction tissu- Des mutations d’autres gènes ont été associées à d’autres maladies
laire. Les métalloprotéinases (MMP) telles que les élastases, collagéna- inflammatoires : les mutations des gènes PSTPIP1
(proline/serine/threoses, hyaluronidase, glucuronidase, etc., dont la production est stimulée nine phosphatase-interacting protein 1) et MVK (mévalonate kinase) sont
par les cytokines pro-inflammatoires (IL-1, TNF-α…) participent responsables, respectivement, des syndromes PAPA (pyogenic sterile
arthactivement à la protéolyse des molécules de la matrice extracellulaire. ritis, pyoderma gangrenosum and acne syndrome) et d’hyper-IgD ; celles de
Mais, surtout, les phagocytes mononucléés produisent de nombreux NOD2/CARD15 du syndrome de Blau [13]. Ce syndrome est une
gramédiateurs (voir plus haut), qui interviennent de façon déterminante nulomatose de l’enfant caractérisée par des arthrites, des uvéites, des
dans la modulation de la réaction inflammatoire. éruptions cutanées et une camptodactylie. Des mutations de NOD2/
Enfin, les phagocytes mononucléés ont, à leur surface, des récep- CARD15 aboutissant à une activation accrue de la voie de NF-κB ont
teurs pour de nombreux ligands intervenant dans la régulation de leurs été aussi associées à la maladie de Crohn [22]. D’autres gènes sont
implifonctions (récepteurs pour le Fc des IgG), récepteurs du complément, qués dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)
récepteurs pour certaines cytokines et certains facteurs de croissance qui sont polygéniques : mutations inactivatrices des récepteurs (IL-10R1
[CSF]) et des molécules du CMH qui ont un rôle clef dans la présen- et IL-10R2) de l’IL-10 avec diminution de la phosphorylation du facteur
tation des antigènes aux lymphocytes T. de transcription STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3) ;
polymorphismes du gène XBP1 qui code le facteur de transcription XBP1
(X-box binding protein 1) activé par un stress du réticulum endoplasmique. Évolution de la réaction Sa délétion chez la souris est responsable d’une inflammation intestinale.
Et chez l’homme, des variants hypomorphes ont été identifiés chez des inflammatoire
patients atteints de la maladie de Crohn [24]. Ces différents exemples, non
exhaustifs, montrent ainsi la complexité de l’inflammation et la diversité Contrôle génétique de l’inflammation
des mécanismes mis en place par l’organisme pour inhiber son apparition
spontanée. Ils suggèrent des mécanismes aussi variés et complexes dans la La réaction inflammatoire, normalement, ne se développe qu’à la
régulation de la résolution de l’inflammation. Un défaut de ces différents faveur d’une lésion et/ou d’une agression tissulaire. Plusieurs gènes
mécanismes entraîne une chronicisation de l’inflammation, à l’origine des concourent à inhiber son apparition spontanée. Ainsi des mutations
dégâts tissulaires et des pertes fonctionnelles.identifiées à ce jour sur plus de 81 gènes sont-elles associées à
l’apparition chez l’homme et/ou la souris d’une inflammation persistante ou
récidivante sans qu’il y ait eu de stimulus inflammatoire ou de dys- Résolution de l’inflammation aiguë
fonctionnement du système immunitaire [37]. Le nombre exact de
gènes impliqués est probablement plus important dans la mesure où L’inflammation aiguë a une évolution cyclique qui passe, dans la
certaines maladies inflammatoires humaines ne sont pas associées à un règle, par l’élimination de l’agent causal et se termine par l’arrêt de
gène précis. Les protéines codées par ces gènes ont des rôles divers : l’afflux des cellules de l’inflammation, le nettoyage du foyer inflamma-RÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 49
toire par les macrophages qui phagocytent et détruisent les débris tis- autres cytokines pro-résolutives. Par exemple, la résolution de
l’inflamsulaires et cellulaires, puis la restitutio ad integrum, sans aucune mation colique chimique chez les souris dépend de l’IL-13 qui agit en
séquelle fonctionnelle et anatomique. La résolution de l’inflammation augmentant la production de l’IL-10 et du TGF-β [15].
a été redéfinie récemment et doit être considérée comme un processus
MÉDIATEURS LIPIDIQUES • Les médiateurs lipidiques anti-distinct d’une réaction anti-inflammatoire [46]. Les molécules
inflammatoires et pro-résolutifs, dénommés lipoxines A et B , pro-4 4« prorésolutives », non seulement, inhibent et diminuent l’infiltration
viennent de l’acide arachidonique sous l’action de lipoxygénases (LO) des PNN au site lésé, mais stimulent aussi la phagocytose et
l’éliminaspécifiques, à savoir les 5-, 12- et 15-LO [47]. Les lipoxines sont syn-tion des cellules apoptotiques et des micro-organismes par les
macrothétisées de façon transcellulaire par actions successives des lipoxygéna-phages. La résolution de l’inflammation s’accompagne d’un switch
ses et autres enzymes impliquées dans le métabolisme des eicosanoïdes d’une part, de médiateurs sécrétés dans l’exsudat et l’environnement
à partir soit de l’acide 15-hydroxyeicosatétraénoïque (15-HETE) soit du tissu lésé et, d’autre part, des cellules impliquées dans la réaction
de l’acide arachidonique [47]. Dans les sites inflammatoires, les PNN inflammatoire avec une différenciation des monocytes
pro-inflammainteragissent avec d’autres cellules (leucocytes, plaquettes, cellules épi-toires en macrophages prorésolutifs.
théliales et endothéliales, fibroblastes) et sont capables de synthétiser
des lipoxines qui, par rétrocontrôle, inhibent le recrutement des PNN Facteurs cellulaires
au site lésionnel. Les PNN modifient leur phénotype et produisent des
SWITCH • Monocyte-macrophage Le switch monocyte-macro- profils lipidiques dépendants des interactions cellulaires et des facteurs
phage et sa capacité à réduire l’inflammation sont un mécanisme très locaux. Les macrophages produisent aussi des lipoxines lors de la
phagénéral de la résolution de l’inflammation. Ce phénomène est déclen- gocytose des corps apoptotiques. L’aspirine stimule la production de
ché par l’ingestion de cellules apoptotiques par les phagocytes mono- lipoxines dénommées lipoxines induites par l’aspirine (ATL pour
aspinucléés. En effet, la phagocytose de cellules apoptotiques, mais pas rin-triggered lipoxins). L’acétylation de la COX-2 par l’aspirine inhibe
celle de cellules nécrotiques ou lysées, induit la sécrétion de cytokines la synthèse des prostaglandines sans perturber la production des
préanti-inflammatoires par les macrophages. Elle s’accompagne aussi de curseurs des ATL ce qui aboutit à une production accrue de ceux-ci
la production locale de médiateurs lipidiques anti-inflammatoires et chez des patients traités par des petites doses d’aspirine [8]. Les cellules
pro-résolutifs comme les lipoxines, les résolvines et les protectines. exprimant la COX-2 telles que les cellules endothéliales, les PNN, les
Inversement, la production de médiateurs inflammatoires diminue. macrophages et les cellules épithéliales peuvent produire des ATL.
Ainsi le switch cellulaire s’accompagne-t-il d’un switch cytokinique et Les lipoxines A et B lient un récepteur spécifique dénommé récep-4 4
lipidique. teur de la lipoxine A (ALX), mais aussi des récepteurs des facteurs de 4
croissance tels que les récepteurs du VEGF (vascular endothelial growth
APOPTOSE DES PNN • La mort des cellules de l’organisme par factor) et les récepteurs du PDGF. L’ALX est un récepteur à sept
apoptose déclenche rarement des réactions inflammatoires. En effet, la domaines transmembranaires couplé aux protéines G (RCPG)
phagocytose des cellules apoptotiques par les macrophages s’accompa- exprimé par les leucocytes. Les lipoxines inhibent la migration des
gne d’une production de cytokines pro-résolutives telles que le TGF-β PNN mais augmentent celle des monocytes et des macrophages. Elles
et l’IL-10 [23]. À l’inverse, la phagocytose des cellules nécrotiques diminuent l’angiogenèse et la prolifération des cellules fibroblastiques
s’accompagne d’une production accrue de cytokines pro-inflammatoi- et donc la fibrose. Elles modifient la production des cytokines en
favores telles que le TNF-α et l’IL-1β, concomitamment d’une production risant la synthèse des cytokines anti-inflammatoires comme le TGF-β
diminuée du TGF-β et d’IL-10 [25]. La nécrose cellulaire peut faire et l’IL-10, tout en diminuant celle des cytokines pro-inflammatoires
suite à une apoptose lorsque la phagocytose a été défaillante ou retar- telles que le TNF-α, l’IL-1β et l’IL-6 [47]. Les lipoxines et ATL
inhidée. Elle libère leur contenu intracellulaire enzymatique, les ROS, les bent toutes les deux la production du TNF-α par les lymphocytes T.
–1MMP et les DAMP qui activent la production de cytokines inflamma- Par ailleurs, les ATL stimulent la production de HO et de monoxyde
toires. d’azote par les cellules endothéliales [36].
Ainsi l’inflammation peut-elle se chroniciser lors d’un défaut de Les résolvines sont d’autres médiateurs lipidiques pro-résolutifs
l’apoptose des PNN et/ou d’un défaut de phagocytose des PNN apop- synthétisés à partir des acides eicosapentaénoïque (EPA) et
docosatotiques par les monocytes/macrophages. La phagocytose des corps hexaénoïque (DHA) pour donner, respectivement, des résolvines E
apoptotiques peut être défaillante par anomalie du système du complé- et D. L’EPA et la DHA sont deux acides gras essentiels oméga 3
ment ou d’autres facteurs qui favorisent l’ingestion des cellules apop- polyinsaturés.
totiques. La résolvine E , membre de la famille des résolvines E, est produite 1
de façon physiologique et sa concentration s’élève chez des personnes
Facteurs solubles traitées par de faible de dose d’aspirine [3]. Elle a deux récepteurs
RCPG : le récepteur ChemR23 exprimé par les monocytes et cellules La production de médiateurs solubles anti-inflammatoires joue un
dendritiques (encore appelé chemokine-like receptor 1 [CMKLR1]) et rôle central dans la résolution de la réaction inflammatoire. Leur
le récepteur LTB (récepteur des LTB ) exprimé par les PNN. Sa défaut ou retard est une cause d’inflammation chronique. Ces média- 1 4
liaison avec ChemR23 diminue l’activation de NF-κB induite par le teurs sont divers incluant des cytokines, des produits lipidiques, des
TNF-α et celle avec LTB a une action antagoniste en diminuant la gaz, des neurotransmetteurs ou encore des nucléotides. 1
production des LTB4 [47].
TGF-β ET INTERLEUKINE 10 • Le TGF-β et l’IL-10 sont deux Les résolvines D comportent quatre membres et proviennent du
cytokines clefs de la résolution de l’inflammation. L’importance de métabolisme de la DHA qui se trouve en grande quantité dans le
cerl’IL-10 est illustrée par la maladie de Crohn survenant chez des veau, la rétine et les synapses. Leur production cérébrale est stimulée
patients ayant soit une mutation inactivatrice des récepteurs IL-10R1 par l’aspirine à faible dose. Elles inhibent la production de l’IL-1β
et IL-10R2, soit une mutation de NOD2 [18, 22]. Celle-ci est associée induite par le TNF-α [47].
à une production diminuée de l’IL-10 via une inhibition de la kinase Les protectines sont une autre famille de médiateurs lipidiques
prop38. Par ailleurs, l’IL-10 et le TGF-β sont le relais de nombreuses duits aussi à partir de la DHA par l’intermédiaire de la 15-LO. La 50 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Oméga 6 Oméga 3
H HS R
15
COOH
COOH COOH
AA (20:4n-6) EPA (20:5n-3) DHA (20:6n-3)
Asp-COX–2
COX Asp-COX2 LO5-LO 15-LO (Endothélium)
(PNN) (Monocytes
Épithéliale) 14-LO
15R-HETE 18-HEPE MΦ
12-LO 5-LO
(Plaquettes) 5-LO PNN 5-LO
(Leucocytes)
PGE2
LTB LPX A /B ATL RvE1… AT-RvD/RvD Pt Ms4 44
Infux PNN
Monocytes
Infammation Phagocytose des corps apoptotiques
TGF-β, ↓ TNF-α, IL-1β
Figure 3-6 Médiateurs lipidiques « prorésolutifs ». Les médiateurs lipidiques prorésolutifs comprennent les lipoxines A et B (LPX), les lipoxines (ATL) et 4 4
résolvines (AT-RvD) induites par l’aspirine, les résolvines E et D (RvE et RvD), les protectines (Pt) et les marésines (Ms). Ils sont synthétisés à partir de l’acide
arachidonique (AA) et des acides gras oméga 3 polyinsaturés (eicosapentaénoïque [EPA] et docosahexaénoïque [DHA]) grâce à plusieurs lipoxygénases
(LO) et l’acétylation de la cyclo-oxygénase induite par l’aspirine (Asp-COX-2). Ils inhibent l’influx des polynucléaires neutrophiles (PNN), stimulent le
recrutement de monocytes non inflammatoires, et diminuent la production des cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-1β) tout en favorisant celle des
cytokines prorésolutives (TGF-β). En revanche, la COX-2 stimule la synthèse des prostaglandines (PG) et des leucotriènes (LT) qui ont des effets
pro-inflammatoires. 15-HETE : 15-hydroxyeicosatétraénoïque ; 18-HEPE : 18-hydroxyeicosapentaénoique ; MΦ : macrophage.
protectine D est produite par les monocytes circulants et les cellules tions articulaires dans le modèle d’arthrite au collagène [56]. Les ROS 1
neuronales. Elle inhibe in vivo la migration les lymphocytes T, dimi- et les RON ont des propriétés pro- et anti-inflammatoires selon les
nue la production du TNF et de l’interféron et augmente l’apoptose conditions locales. Ainsi le monoxyde d’azote, produit par les NO
syndes lymphocytes T [2]. thétases inductible (iNOS) et constitutives (NOS2 et NOS3), peut-il,
Enfin, les marésines sont aussi des médiateurs lipidiques prorésolu- d’une part, activer la production de prostaglandines en activant la
tifs qui inhibent l’influx des PNN et augmentent la phagocytose des COX-2 et, d’autre part, inhiber l’adhérence des leucocytes aux cellules
cellules apoptotiques par les macrophages [48]. endothéliales, inhiber la production des IL-1 et IL-18 ou encore
inhiLa production de ces différents médiateurs lipidiques pro-résolutifs ber l’expansion clonale des cellules T [4]. De même, les acides gras
est finement régulée dans le temps au cours de la réaction inflamma- azotés peuvent inhiber la voie de NF-κB et l’activation des PNN, mais
–1toire aiguë. Elle débute rapidement après le déclenchement de la réac- aussi stimuler la production de HO [16].
tion inflammatoire. Il existe en réalité une balance entre les médiateurs
lipidiques pro-inflammatoires et les médiateurs pro-résolutifs. Ces Réflexe « inflammatoire »
médiateurs proviennent de précurseurs identiques, les eicosanoïdes Tracey et al. [58] ont mis en évidence une voie anti-inflammatoire
(comme l’acide arachidonique) et les acides gras polyinsaturés qui, médiée par le nerf vague via son innervation viscérale, en particulier
sous l’action des COX, libèrent des médiateurs inflammatoires (pros- splénique et hépatique. L’acétylcholine délivrée dans les terminaisons
taglandines et leucotriènes) alors que les lipoxygénases génèrent des du nerf vague active les récepteurs cholinergiques et inhibe la
producmédiateurs pro-résolutifs (Figure 3-6). Lors de la résolution de la réac- tion par les macrophages du TNF-α et des interleukines 1β, 6 et 8
tion inflammatoire, il se produit un switch des médiateurs lipidiques [58]. Cette voie est activée dans le cerveau lors des infections, des
traupar activation des lipoxygénases. matismes, des ischémies cérébrales et des stimulations par des
cytokines inflammatoires. Elle constitue ainsi un véritable « réflexe AUTRES CYTOKINES ET RADICAUX LIBRES • D’autres
protéiinflammatoire ». La stimulation électrique du nerf vague ou l’adminis-nes sécrétées sont impliquées dans la résolution de l’inflammation
tration d’agonistes cholinergiques pourrait exercer un effet thérapeuti-comme l’inhibiteur de protéases sécrété par des leucocytes (SLPI pour
que sur les réactions inflammatoires [58].secretory leukocyte protease inhibitor). Le SLPI inhibe la maturation de
la progranuline en granuline. La granuline stimule la production, par
les cellules épithéliales, de l’IL-8 qui est une chimiokine majeure des Inflammation chronique
PNN [37]. En revanche, la progranuline non dégradée stimule et
accéDe par sa fréquence et les séquelles anatomiques et fonctionnelles lère la cicatrisation des lésions cutanées et favorise, ainsi, la résolution
qu’elle entraîne, c’est l’inflammation chronique qui pose le plus de de l’inflammation des plaies cutanées [67]. C’est aussi un puissant
inhibiteur du TNF-α. La progranuline lie le récepteur du TNF et problèmes en pathologie humaine. L’inflammation chronique peut
inhibe son activation. Sa délétion chez la souris aggrave les destruc- succéder à un ou plusieurs épisodes d’inflammation aiguë mais, dans RÉACTION INFLAMMATOIRE : DÉCLENCHEMENT ET ÉVOLUTION 51
de nombreux cas, elle est d’emblée chronique, comportant très tôt La production de ces enzymes augmente avec la stimulation de toutes
dans son évolution des processus de remaniement tissulaire associant ces cellules par les médiateurs pro-inflammatoires tels que les cytokines
des phénomènes de destruction à une tendance à la réparation et à la et les eicosanoïdes [41].
cicatrisation fibreuse. Certaines de ces enzymes, les enzymes granulaires, sont stockées
après leur production dans les granules lysosomiaux des cellules ; ce
contenu granulaire enzymatique est ensuite déversé soit dans les Cause de la chronicité
vacuoles de phagocytose (formation de phagolysosomes), soit à l’exté-La cause n’en est pas toujours évidente. Dans beaucoup de cas, la
rieur de la cellule (exocytose), d’où le terme de sécrétion différée qui chronicité est liée à la persistance de la substance pathogène dans
l’orgaleur est affecté.nisme. C’est ce qui se passe, par exemple, avec certaines substances
inerD’autres parmi ces enzymes sont non granulaires, produites dans le tes inaccessibles aux mécanismes de destruction et d’élimination de
cytoplasme, leur sécrétion extracellulaire étant immédiate, survenant l’organisme comme les poussières minérales (silice et amiante), les
dès leur production. Comme nous le verrons plus loin, ce sont ces dépôts de microcristaux d’urate de sodium, de pyrophosphate de
calenzymes à sécrétion immédiate qui sont les plus importantes dans les cium et de phosphate de calcium ou d’apatite. C’est aussi le cas des
phénomènes de destruction tissulaire de l’inflammation chronique.germes intracellulaires qui, au sein du cytoplasme des cellules, trouvent
Dans les conditions normales, ces enzymes sont sous le contrôle un site inaccessible aux mécanismes de lyse microbienne ; on peut citer
d’inhibiteurs dont certains sont polyvalents, c’est-à-dire à même ici certaines mycobactéries (bacilles de la tuberculose et de la lèpre),
d’inhiber plusieurs protéinases ; c’est le cas de l’α -macroglobuline, le 2Legionella pneumophila, Leishmania du kala-azar, Shigella flexneri, le
plus polyvalent de ces inhibiteurs qui est capable d’inhiber les collagé-trypanosome de la maladie de Chagas. La persistance de la substance
nases et les autres MMP, alors que l’α -antiprotéinase, appelée autre-1pathogène peut aussi résulter de sa production prolongée dans
l’orgafois α -antitrypsine, qui appartient à la famille des serpines (inhibiteur 1nisme, comme lors de la réaction inflammatoire secondaire aux tumeurs
des sérine protéases), inhibe électivement l’élastase des polynucléaires.
et lors de celle secondaire à de nombreux processus de détérioration
tisD’autres inhibiteurs, les TIMP (tissue inhibitors of matrix
metalloprosulaire chroniques comme l’athérosclérose ou l’arthrose, où le processus
teases), inhibent électivement les MMP matricielles [41].
dégénératif entraîne la libération de produits de dégradation tissulaire
Enzymes granulaires à sécrétion immédiate Particulièrement impor-pro-inflammatoires. De même l’exposition répétée ou récidivante à un
tantes ici sont les métalloprotéinases (MMP), encore appelées métallo-même stimulus maintient la réponse inflammatoire. Ainsi la cigarette
protéases, et nommées ainsi parce qu’elles possèdent un ion métalli-entraîne-t-elle une inflammation bronchique persistante qui, chez la
++que, généralement Zn , associé au site actif de l’enzyme et jouant un souris, est dépendante de TLR-4 et de Myd88 et d’un défaut des
macrorôle essentiel dans son action catalytique. Ce sont toutes des protéases phages à phagocyter des cellules apoptotiques [9]. D’autres facteurs
conneutres.courent à la chronicisation de l’inflammation. Nous esquisserons
uniLes collagénases interstitielles (MMP-1, 8 et 13) sont les seules enzy-quement quelques mécanismes sans les détailler. Comme nous l’avons
mes capables de cliver les collagènes natifs des types I, II et III à partir expliqué dans le paragraphe précédent, l’inflammation chronique peut
desquels elles génèrent des fragments ensuite phagocytés et dégradés résulter d’une mutation d’un ou de plusieurs gènes qui interviennent
par les cathepsines B et N dans les phagolysosomes. Elles sont surtout dans la régulation de la sécrétion cytokininique, dans l’activation de
facproduites par les polynucléaires neutrophiles et les macrophages, mais teurs de transcription de type NF-κB et dans le contrôle de l’apoptose.
aussi, dans une moindre mesure, par les cellules conjonctives (fibro-Les autres facteurs sont la production trop importante et/ou trop
souteblastes, ostéoblastes, chondrocytes, synoviocytes…). Leur action sur nue de médiateurs inflammatoires ou, à l’inverse, celle insuffisante de
les membranes basales et la matrice extracellulaire ouvre la voie à la médiateurs « prorésolutifs ». Enfin, les perturbations du système
immumigration des cellules vers le foyer inflammatoire ; elles favorisent éga-nitaire, les défauts de l’apoptose et de phagocytose des cellules
nécrotilement la néo-angiogenèse ainsi que, dans les cancers, les phénomènes ques et/ou apoptotiques, et les anomalies de différenciation des
macrod’invasion tumorale et le processus métastatique.phages et/ou des lymphocytes T favorisent aussi la persistance de
Les stromélysines (MMP-3, 7 et 12) ainsi nommées à cause de la spécifi-l’inflammation [37].
cité de leurs substrats qui incluent la plupart des constituants de la matrice
extracellulaire dégradent les protéoglycanes, la fibronectine, la laminine, le Particularités de l’inflammation chronique
collagène dénaturé et le collagène IV des membranes basales [41].
L’inflammation chronique comporte, comme l’inflammation aiguë,
D’autres protéinases non granulaires ont apparemment des cibles
une réponse vasculaire et une réponse cellulaire, mais ces deux
répontrès limitées : la gélatinase agit électivement sur le collagène dénaturé
ses, au lieu de se succéder dans le temps, sont intriquées l’une avec
(gélatine) ; la protéinoglycanase et la glycosaminoglycanase agissent
l’autre de sorte qu’il convient de parler ici, non pas de phase vasculaire
respectivement sur la link-protein des protéoglycanes et sur la
core-proet de phase cellulaire, mais de composante vasculaire et de composante
tein des glycosaminoglycanes.
cellulaire. Le problème de l’inflammation chronique est la survenue de
Enzymes granulaires à sécrétion différée L’élastase, produite par remaniements tissulaires associant des phénomènes de destruction,
les PNN, active cependant à pH neutre et stockée dans les granules une tentative de réparation et de cicatrisation et une angiogenèse
azurophiles des PNN, dégrade l’élastine ainsi que les protéoglycanes importante. Il aboutit le plus souvent à une fibrose tissulaire, à
l’oridu cartilage, certains composants des membranes basales tels que la gine d’une perte fonctionnelle du tissu atteint [41].
fibronectine et la laminine, ainsi que les collagènes I, II, III et IV. Elle
PHÉNOMÈNES DE DESTRUCTION TISSULAIRE • Les phénomè- a un rôle critique dans l’emphysème pulmonaire, le syndrome de
nes de destruction tissulaire sont le fait d’enzymes hydrolytiques ayant détresse respiratoire, certaines formes de glomérulonéphrites et la
polypour cibles les différents constituants protéiques de la matrice extracel- arthrite rhumatoïde.
lulaire, donc des protéinases ou protéases produites principalement par D’autres enzymes granulaires produites également par les PNN
les polynucléaires et les monocytes-macrophages infiltrant le site (cathepsine G, protéinase 3, collagénase MMP-8, gélatinase B
[MMPinflammatoire, mais aussi par les cellules du stroma (mastocytes, cellu- 9]) agissent sur un ou plusieurs des composants de la matrice
extracelles endothéliales, fibroblastes, chondrocytes, cellules synoviales, etc.). lulaire.52 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
2. ARIEL A, LI PL, WANG W et al. The docosatriene protectin D1 is Cette multitude d’enzymes, impliquées dans les phénomènes de
produced by TH2 skewing and promotes human T cell apoptosis via destruction tissulaire, la polyvalence de la plupart d’entre elles et la
lipid raft clustering. J Biol Chem, 2005, 280 : 43079-43086.non moins grande multitude de leurs cibles ont rendu jusqu’ici
diffici3. ARITA M, BIANCHINI F, ALIBERTI J et al. Stereochemical assignment,
les les recherches thérapeutiques ciblant directement cette composante
antiinflammatory properties, and receptor for the omega-3 lipid
pourtant majeure de l’inflammation chronique. mediator resolvin E1. J Exp Med, 2005, 201 : 713-722.
On a beaucoup insisté ces dernières années sur l’intérêt qu’il y aurait 4. BOGDAN C. Nitric oxide and the immune response. Nat Immunol,
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5. CAMBI A, FIGDOR C. Necrosis : C-type lectins sense cell death. Curr matoïde (méthotrexate et biothérapies) tôt dans l’évolution de la
malaBiol, 2009, 19 : R375-378.die, avant que ne débutent des lésions destructrices sur lesquelles on
6. CASSEL SL, EISENBARTH SC, IYER SS et al. The Nalp3 inflammasome n’a, pour le moment, que peu de possibilités d’action directe [41].
is essential for the development of silicosis. Proc Natl Acad Sci USA,
2008, 105 : 9035-9040.
ANGIOGENÈSE • L’angiogenèse est pratiquement toujours
asso7. CHEN G, LI J, OCHANI M et al. Bacterial endotoxin stimulates
ciée à l’inflammation chronique. Elle comprend successivement une macrophages to release HMGB1 partly through CD14- and
TNFvasodilatation du vaisseau parental, la dégradation de sa membrane dependent mechanisms. J Leukoc Biol, 2004, 76 : 994-1001.
basale par des enzymes produites par les cellules endothéliales (acti- 8. CHIANG N, BERMUDEZ EA, RIDKER PM et al. Aspirin triggers
antiinflammatory 15-epi-lipoxin A4 and inhibits thromboxane in a rando-vateur du plasminogène, collagénases…), la migration
chimiotactimized human trial. Proc Natl Acad Sci USA, 2004, 101 : 15178-que de cellules endothéliales vers le foyer d’angiogenèse, la
produc15183.tion par ces cellules stimulées par l’IL-1 et le TNF-α de molécules
9. COSIO MG, SAETTA M, AGUSTI A. Immunologic aspects of chronic
nécessaires à la formation de la membrane basale des néovaisseaux
obstructive pulmonary disease. N Engl J Med, 2009, 360 :
2445(collagènes IV et V, facteur Willebrand, laminine, protéoglycanes) et 2454.
du stroma environnant (collagènes I et III, thrombospondine, fibro- 10. DOSTERT C, GUARDA G, ROMERO JF et al. Malarial hemozoin is a
nectine, élastine, protéoglycanes), la tunnélisation du bourgeon vas- Nalp3 inflammasome activating danger signal. PLoS One, 2009, 4 :
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11. DOSTERT C, PETRILLI V, VAN BRUGGEN R et al. Innate immune acti-contrôle de cette angiogenèse est assuré par des cytokines, les unes
vation through Nalp3 inflammasome sensing of asbestos and silica. stimulantes (VEGF, FGF…), les autres freinatrices comme les TGF.
Science, 2008, 320 : 674-677.
En définitive, il semble que l’angiogenèse ait surtout un effet
stimu12. DUEWELL P, KONO H, RAYNER KJ et al. NLRP3 inflammasomes are
lant sur le processus inflammatoire car elle en favorise la vascularisa- required for atherogenesis and activated by cholesterol crystals.
tion, l’oxygénation et la nutrition, et donc le développement, une Nature, 2010, 464 : 1357-1361.
situation qui est comparable à ce qui se passe en pathologie tumo- 13. EA HK, LIOTÉ F, NGUYEN C. Comment s’arrête l’inflammation. In :
A Vulbeau. Actualités rhumatologiques. Paris, Elsevier-Masson, rale. D’un autre côté, elle peut aussi avoir un effet favorable en
con2011 : 219-231.tribuant au nettoyage du foyer et à l’apport d’éléments nécessaires à
14. FELDMEYER L, KELLER M, NIKLAUS G et al. The inflammasome la formation du tissu fibreux cicatriciel.
mediates UVB-induced activation and secretion of interleukin-1beta
by keratinocytes. Curr Biol, 2007, 17 : 1140-1145.RÉPARATION, CICATRISATION ET REMPLACEMENT DU TISSU
15. FICHTNER-FEIGL S, STROBER W, GEISSLER EK, SCHLITT HJ.
CytokiDÉTRUIT • Les fibroblastes ont ici un rôle déterminant. Le tissu nes mediating the induction of chronic colitis and colitis-associated
fibreux auquel ils donnent naissance prend la place des tissus détruits, fibrosis. Mucosal Immunol, 2008, 1 : S24-27.
mais ne saurait véritablement les remplacer car il n’en a aucune des 16. FREEMAN BA, BAKER PR, SCHOPFER FJ et al. Nitro-fatty acid
formapropriétés anatomiques et fonctionnelles. Le fibroblaste est une cellule tion and signaling. J Biol Chem, 2008, 283 : 15515-15519.
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conreceptors : shaping immune responses. Nat Rev Immunol, 2009, 9 : jonctif à l’homéostasie duquel il contribue et dont il sécrète les
consti465-479.tuants fibrillaires (collagènes I et III, mais aussi V, VI et VII,
élas18. GLOCKER EO, KOTLARZ D, BOZTUG K et al. Inflammatory bowel
tine…) et non fibrillaires (fibronectine, laminine, vitronectine, disease and mutations affecting the interleukin-10 receptor. N Engl
collagènes IV, VIII et XII…). J Med, 2009, 361 : 2033-2045.
Dans les situations pathologiques, quand, par exemple, lors de 19. HALLE A, HORNUNG V, PETZOLD GC et al. The NALP3
inflammasome is involved in the innate immune response to amyloid-beta. Nat l’inflammation, il est stimulé par les cytokines pro-inflammatoires
Immunol, 2008, 9 : 857-865.(TGF-α et β, PDGF, FGF) produites par les cellules inflammatoires
20. HOFFMAN HM, SIMON A. Recurrent febrile syndromes : what a (plaquettes, polynucléaires, monocytes-macrophages, cellules
endothérheumatologist needs to know. Nat Rev Rheumatol, 2009, 5 :
249liales), il prend un phénotype différent ; son cytoplasme se développe
256.
et, d’homogène et pauvre en organelles, il devient granuleux ; son acti- 21. HORNUNG V, BAUERNFEIND F, HALLE A et al. Silica crystals and
aluvité de synthèse augmente de façon importante, comme en témoigne minum salts activate the NALP3 inflammasome through phagosomal
le développement de son appareil de Golgi et de son réticulum endo- destabilization. Nat Immunol, 2008, 9 : 847-856.
plasmique. Il produit alors en abondance des collagènes de types I et 22. HUGOT JP, CHAMAILLARD M, ZOUALI H et al. Association of NOD2
leucine-rich repeat variants with susceptibility to Crohn’s disease. surtout III, qui vont former un réseau fibrillaire dense de
remplaceNature, 2001, 411 : 599-603.ment, la fibrose cicatricielle, qui marque le point ultime et peut-être le
23. HUYNH ML, FADOK VA, HENSON PM.
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BIOLOGIQUES :
LA GÉNOMIQUE
Principes et applications
Gilles CHIOCCHIA et Jacques-Éric GOTTENBERG
La génomique est une discipline récente issue de la génétique. Elle d’autre part, l’identification des réseaux de gènes, dont l’expression
a pu se développer avec une telle ampleur grâce à la détermination de coordonnée est induite par les mêmes voies métaboliques dans une
la séquence complète du génome humain et l’étude approfondie de situation pathologique donnée (maladie auto-immune systémique,
son polymorphisme et la caractérisation des séquences, codantes, par exemple). Ce type d’approche permet donc d’identifier des
régulatrices… signatures moléculaires dans chaque pathologie étudiée. Ces
techniAinsi a-t-il été possible, en quelques années, d’analyser à « haut ques haut débit, en constant progrès, peuvent permettre de mieux
débit » le génome, les transcrits, le transcriptome, ainsi que les pro- appréhender la physiopathologie, d’établir un diagnostic plus
prétéines et le protéome. La terminologie « OME » correspond à l’ana- coce et plus précis des patients et des facteurs pronostiques,
autorilyse systématique de plusieurs milliers, voire de la totalité des poly- sant des orientations thérapeutiques individualisées. Ainsi la
génomimorphismes génétiques bi-alléliques, des ARN messagers et des que est-elle un moyen de s’approcher d’une médecine personnalisée
protéines exprimés dans des prélèvements biologiques. Ce type qui vise à optimiser l’efficacité thérapeutique à l’échelle individuelle
d’approche s’est maintenant généralisé avec l’étude du métabolome, et à réduire la survenue d’effets indésirables. Ces objectifs
concerdu kinome… nent également les sous-ensembles de la génomique comme la
pharmacogénomique qui détermine, grâce à l’étude du génome humain, Sur le plan de la terminologie, la génomique s’intéresse avant tout
les marqueurs génétiques prédictifs de réponse aux traitements et/ou à la structure du génome, représentée par l’ADN, ainsi qu’à son
de survenue d’effets indésirables.expression sous forme de transcrits (molécules d’ARN). Comme
Après avoir décrit les différents types d’approche haut débit et nous l’avons mentionné, ce deuxième aspect est également désigné
leurs applications dans les pathologies cancéreuses, nous détaillerons sous le terme de transcriptomique.
leurs apports dans la compréhension de la physiopathologie des L’étude systématique du transcriptome, réalisée sans hypothèse a
maladies auto-immunes systémiques.priori, permet, d’une part, l’analyse de l’expression génique et,
Tableau 4-I Différentes applications des techniques d’analyse haut débit : Caractéristiques des techniques
de l’ADN à protéine.
d’analyse haut débit
Type de puce ou techniques But de la détection
HistoriqueCGH Gains et pertes génomiques
SNP Études génétiques Avant l’avènement des techniques à haut débit, les biologistes
dispoSéquençage Identification de mutations directes saient de nombreuses techniques pour étudier l’ADN ou les ARNm de
(de tout type) par séquençage de larges
manière individuelle (Southern-blot, Northern-blot, RT-PCR, etc.).
régions génomiques
Au début des années 1990, l’apparition des puces à ADN
(microSéquençage très haut débit Séquençage du génome entier
arrays) sur membrane de nylon d’abord, puis sur lames de verre ou de
Séquençage du transcriptome
silicium a permis, pour la première fois, d’obtenir une mesure
simultaExpression d’ARN Perte/gain de fonction, mutations,
née de la concentration à l’équilibre de l’ensemble des ARNm d’une sélection de cibles
cellule.
Exon (puce qui contient une sonde Délétion directe et mutations non-sens
En moins de six ans (1995-2001), le champ d’application des micro-ou un set de sondes par exon) Modifications trancsriptionnelles
arrays s’est étendu de l’ARN à l’analyse des mutations et des
polymorTissu (TMA) Évaluation histopathologique in situ
phismes bi-alléliques, d’anomalies chromosomiques et de modifica-à haut débit de gènes ou protéines
candidats (échantillons de tissus tions épigénétiques, d’expression protéique. Les principales
applicaparfaitement définis) tions des micro-arrays sont présentées dans le tableau 4-I et un schéma
Protéines/lipides/glycol Détection d’auto-anticorps possible d’utilisation de ces technologies est indiqué à la figure 4-1.
Dans ce texte, nous essayerons de donner une vue de l’importance
CGH : hybridation comparative génomique ; SNP : polymorphisme d’un seul nucléotide ; TMA : tissu
micro-array. du développement des techniques d’analyses à haut débit dans le NOUVEAUX OUTILS BIOLOGIQUES : LA GÉNOMIQUE 55

Plateformes Sélection de gènes
haut débit ou groupes de gènes
Micro-array
d’expression
Puce spécifique
d’exons
TMA
Gène(s)
Sélection du matériel
candidat(s)
biologique
Puce Figure 4-1 Représentation schématique de l’intégration des
CGH différentes approches « haut débit ». Plusieurs combinaisons Puce
chromosome de ces techniques sont possibles pour obtenir des données
informatives. La bio-informatique est aujourd’hui une étape
Séquençage limitante dans sa capacité à analyser de manière conjointe
haut débit les résultats issus de ces différentes approches. CGH :
hybridation comparative génomique ; TMA : tissu micro-array.
domaine de l’analyse du polymorphisme du génome humain et de L’approche par micro-arrays d’expression de gènes gagne en
puisl’expression des gènes. Ces domaines ont connu, grâce à d’extraordi- sance si elle est couplée à une analyse de liaison qui corrèle une région
naires progrès technologiques et méthodologiques, des développe- génétique spécifique à un phénotype particulier d’une maladie. Ces
ments particulièrement spectaculaires au cours de ces dernières années, technologies d’analyse à haut débit des polymorphismes bi-alléliques
culminant avec la séquence complète du génome humain [1]. Des pre- (SNP) vont très rapidement remplacer les méthodes conventionnelles
mières applications médicales importantes en ont bénéficié, avec d’analyse de liaison car elles sont beaucoup plus performantes et
infornotamment l’identification de nombreux gènes présentant des variants matives et parfaitement fiables. Les nouvelles générations de puces
associés aux maladies communes. La recherche de biomarqueurs géno- SNP permettent déjà la détection de plusieurs centaines de milliers de
miques, permettant un diagnostic précoce ou de prévoir une réponse SNP simultanément. Ce bond technologique permettra d’étudier les
thérapeutique, en est une autre application prometteuse. maladies avec une précision inférieure à 10 kilobases. Il est déjà
possible d’étudier l’ensemble des SNP du génome en une seule expérience !
Lors de l’analyse des résultats, une étape préliminaire importante Description des différents outils
avant l’analyse proprement dite est de « filtrer » les SNP selon
diffétechnologiques d’étude à haut débit rents critères. Par exemple, il convient d’éliminer les SNP avec un taux
de génotypage insuffisant et ceux dont les fréquences génotypiques ne
Étude de polymorphismes génétiques sont pas conformes aux proportions de Hardy-Weinberg. L’utilisation
à haut débit de larges cohortes de patients s’accompagne irrémédiablement d’un
Les facteurs génétiques jouent, à l’évidence, un rôle dans le risque de mélange d’individus d’origine ethnique différente ce qui pose des
prodéveloppement et/ou l’expression des maladies auto-immunes. Les blèmes d’interprétation des données génétiques. Il est maintenant
posarguments en faveur de cette contribution génétique incluent : sible à l’aide de quelques centaines de SNP de déterminer l’origine
eth– la forte association entre une maladie et des allèles spécifiques nique des patients si celle-ci n’est pas connue [10].
(voir Chapitre 2) ; L’analyse elle-même est simple dans son principe. Il s’agit, dans le
cas d’un biomarqueur par exemple, de comparer la fréquence allélique – la forte association entre une maladie et des SNP (single nucleotide
polymorphisms) jouant un rôle fonctionnel immunologique ; de chaque SNP chez les répondeurs et chez les non-répondeurs. Il faut
pourtant savoir que l’étude d’un, voire aujourd’hui de plusieurs mil-– l’agrégation familiale de pathologies rhumatologiques et
autoimmunes ; lions, de ces variants géniques nécessite un nombre équivalent de tests
statistiques. Par exemple, il est possible d’introduire un facteur de cor-– la forte prévalence de pathologies dans des groupes ethniques
spérection pour le niveau de signification statistique prenant en compte la cifiques.
multiplicité des tests. La correction la plus rigoureuse est celle de Bon-L’identification des facteurs de risque génétiques pour des maladies
ferroni qui consiste à diviser le seuil α, en général 5 p. 100, par le aussi complexes représente un défi en raison des effets modérés que
nombre de tests effectués. D’autres approches, consistant à contrôler le ces facteurs peuvent avoir sur la susceptibilité à la maladie. Il est fort
taux de faux positifs parmi les résultats positifs (false discovery rate), possible que l’analyse d’expression des gènes à grande échelle puisse
sont largement utilisées. L’idéal est de poursuivre cette première phase fournir une nouvelle voie de compréhension des voies biochimiques
et des fonctions de gènes candidats. Un premier travail sur la poly- de l’étude par une étude de réplication. L’amplitude de l’effet et la
fréarthrite rhumatoïde a démontré la possibilité et la validité d’utilisa- quence allélique du SNP étant maintenant connues, un calcul de
puissance permet de déterminer précisément la taille de la cohorte de répli-tion de micro-arrays permettant la détection de plus de 10 000 SNP
en 2003 [21]. cation qui doit être indépendante de la cohorte de découverte.
Analyses Travail de corrélation des résultats
finales plateforme bio-informatique56 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
développement impressionnant qui s’opère depuis plusieurs années Micro-arrays d’expression
dans le monde du séquençage suggère que cette approche par Les premières publications concernant l’étude du transcriptome par
séquençage très haut débit va se développer très rapidement. Ses les puces à ADN datent de 1995, par l’équipe de Brown et al. [30, 31].
premiers résultats sont d’ailleurs tout à fait remarquables et per-Ces travaux ont démontré que, en analysant simultanément l’ensemble
mettent la recherche simultanée de mutations géniques et la détec-des transcrits d’un tissu ou d’une cellule, il devient possible d’obtenir
tion et quantification de transcrits et splices de tous les ARN. des signatures moléculaires caractéristiques de certains états cellulaires.
Néanmoins, sa mise en œuvre et son coût en limitent encore la dif-Ces travaux ont ouvert la voie à la recherche de signatures moléculaires
fusion et l’utilisation.de pathologies.
Les puces à ADN sont connues sous une multitude de noms
difféDe la place et de l’importance de l’analyse rents tels que DNA arrays, microréseaux, micro-arrays, DNA chips et,
par abus de langage, biopuces. Leur développement date des années biostatistique des données d’expression
1990. Si elles ont actuellement de très nombreuses applications possi- Comme nous l’avons indiqué précédemment, l’une des
caractéristibles (détection d’agents pathogènes, reséquençage, mesure d’interac- ques des expériences de transcriptomique, tout comme de génomique
tion entre biomolécules), nous nous limiterons ici à l’étude du
transet de protéomique, est la génération d’une quantité très considérable
criptome qui en est l’application la plus courante.
de données. Ainsi une seule puce à ADN induit-elle la génération de
Le principe de base est relativement simple dans la mesure où il
corplusieurs milliers de données. Il est donc très important de prévoir des
respond au principe de l’hybridation moléculaire entre acides
nucléiexpériences ayant une puissance statistique suffisante et une
collaboraques. D’une part, des fragments de séquences parfaitement connues
tion adéquate avec des bio-informaticiens et biostatisticiens
expérid’ADN ou d’ADNc ou encore d’ARNc sont fixés sur un support
mentés.
physique ; d’autre part, un mélange complexe soit des ARN, soit des
ADN, représentatifs des ARNm exprimés par la cellule ou le tissu
étuRégulome : au tour des petits ARN dié, est marqué, puis mis en solution et hybridé avec les fragments de
(ARNmi, ARNsi, ARNtn)séquences connus d’acides nucléiques fixés. Plusieurs types de
marquage des molécules (fluorescence, biotinylation ou radioactivité) et de Les petits ARN (small RNA) sont de courtes séquences nucléotiques
supports (silice, lame de verre, membrane de nylon) existent. Les pro- d’environ 20 à 30 nucléotides. On les trouve dans les cellules
eucaryogrès technologiques ont permis, en moins de dix ans, de passer d’expé- tes et ont été initialement décrits chez les plantes. Leur connaissance
riences d’hybridation de quelques centaines d’ADN de séquences dif- n’est encore que parcellaire mais ils semblent remplir des fonctions très
férentes [30] à plusieurs centaines de milliers aujourd’hui sur des importantes dans la régulation de la plupart des processus cellulaires :
2surfaces de moins de 2 cm (voir Figure 4-1). différenciation, apoptose, cancer… Depuis leur description dans les
On distingue essentiellement trois types de puces : les membranes cellules de mammifères, les mêmes outils d’analyse d’expression ont
[24], les lames de verres [13, 14] et les genechips (www.affymetrix.com) été adaptés pour leur étude. L’objectif est d’arriver à analyser de
[12]. Il existe une autre technologie dite de beads-array plus complexe manière conjointe l’expression des ARN à haut débit.
mais très performante développée par la société Illumina
(www.illumina.com). Tissu micro-arrays (TMA)
Notons que l’approche à l’aide de membranes de nylon n’est
actuelCette technique permet d’évaluer simultanément sur un grand
lement quasiment plus utilisée, tandis que l’utilisation de lames de
vernombre (plusieurs centaines aujourd’hui) de tissus sur coupe
histologires, très importante au cours des dix dernières années, tend à être
supque et, donc, directement in situ, l’expression d’un ou de plusieurs
plantée par les genechips et les beads-array. Elle reste cependant une
gènes (ARN ou protéine) candidats. Outre l’étude simultanée de
approche de choix dans l’étude d’expression de quelques centaines de
grands nombres de prélèvements, cette approche présente deux grands
gènes ou encore des micro-ARN. Les dernières générations de puces
avantages :
permettent de mesurer simultanément l’ensemble du transcriptome et
– elle peut être utilisée avec l’ensemble des techniques classiques d’évaluer l’expression relative des différentes isoformes (splice) de la
d’immunohistologie (immunohistochimie, fluorescence, hybridation grande majorité des ARNm [33]. La densité représente des centaines
in situ) ;de milliers, voire plusieurs millions de sondes par puce.
– elle peut être mise en œuvre sur tous les types de préparations de
tissus (inclusion de paraffine, congelé…) et sur les lignées cellulaires.PCR quantitative en temps réel
Actuellement, les techniques de PCR quantitative en temps réel
Évolutions technologiques : de la micro- occupent déjà une place importante dans l’exploration des anomalies
à la nanotechnologiede structure et d’expression des gènes. La quantification précise des
produits de PCR reste encore indispensable pour confirmer les résul- Dans leur configuration actuelle, les puces ne sont pas encore assez
tats obtenus par les micro-arrays d’expression. La grande souplesse de sensibles pour détecter de toutes petites quantités d’ARN. De
nouvella PCR quantitative en temps réel en permet aussi une utilisation aisée les puces, qui seraient jusqu’à 10 000 fois plus sensibles que les puces
en recherche clinique. Dans la pratique, les approches par PCR sont à ADN traditionnelles sont actuellement testées. Parmi les évolutions
limitées aux études d’un « faible » nombre de gènes, en général moins techniques les plus importantes, une nouvelle puce en silicium portant
de 200. Cette technologie, dans les approches qui nous intéressent ici, une série de micro-électrodes est en cours de développement. Chaque
est surtout utilisée pour vérifier les résultats obtenus par les techniques électrode est séparée de ses voisines par des microtubulures de
refroidites à haut et très haut débits (puces à ADN et séquençage). dissement gravées dans la couche de silice. Cette puce permet
d’obtenir une hybridation maximale pour chaque gène. L’une des limites
Séquençage actuelles de ces puces de très haute sensibilité est le faible nombre de
Les analyses d’expression sont actuellement très majoritairement gènes qu’elles permettent d’analyser. Ce frein devrait être levé
rapideconduites à l’aide de la technique des micro-arrays. Néanmoins, le ment avec une évolution, à court terme, vers la détection de plusieurs NOUVEAUX OUTILS BIOLOGIQUES : LA GÉNOMIQUE 57
centaines de gènes. L’avènement récent des technologies de séquen- les les plus développées et rapporte une excellente concordance des
çage à très haut débit devrait aussi participer à briser ce verrou. résultats [4]. La reproductibilité des résultats dépend essentiellement
de la nature des cibles (ADN complémentaires ou oligonucléotides
courts, longs) gravées (« spottées ») sur les puces. L’utilisation des Difficultés et limites des analyses
puces à oligonucléotides se généralise actuellement au détriment des
à haut débit puces à ADN complémentaire, car les premières garantissent une
meilleure reproductibilité et une meilleure quantification du niveau
Limites inhérentes au type d’approche d’expression des gènes.
Outre le type de sondes, les micro-arrays se différencient également Les techniques d’étude haut débit du transcriptome analysent le
selon le nombre de sondes présentes. De plus en plus, les puces niveau d’expression relatif des gènes à un moment donné. Pourtant,
d’expression permettent l’analyse de l’expression de l’ensemble du l’augmentation ou la diminution d’expression des gènes n’est pas
tougénome (puces pangénomiques). Parallèlement, des puces dédiées à jours impliquée dans la physiopathologie de la maladie étudiée. Cette
l’étude de familles de gènes (activation lymphocytaire, inflammation, modulation d’expression peut être simplement réactionnelle à
cancer, gènes viraux…) permettent d’étudier un nombre plus limité de l’inflammation qui caractérise de nombreuses situations
pathologigènes d’intérêt et de faciliter l’interprétation statistique des résultats.ques. De plus, l’augmentation d’expression de l’ARN messager d’une
À l’avenir, les puces permettront également d’analyser les différents molécule impliquée dans une cascade de transduction du signal d’une
transcrits par épissage alternatif d’un même gène. Des puces à ADN cytokine, comme STAT1 dans la voie des interférons, n’a pas les
spécifiques d’exons sont déjà disponibles.mêmes conséquences que l’augmentation du taux de la protéine
phospho-STAT1, qui est la forme phosphorylée, biologiquement active, de
ce facteur de transcription. Inversement, de nombreuses modulations Analyse statistique
pathologiques de l’activité des gènes, souvent associées à des polymor- La principale force des approches à haut débit, à savoir la génération
phismes génétiques, ne passent pas par une modulation de leur expres- de milliers, voire de dizaines de milliers de données dans des
condision mais de leur fonction, et ces anomalies ne seront pas révélées par tions expérimentales spécifiques ou dans un échantillon clinique,
l’étude du transcriptome. s’avère aussi être son talon d’Achille. En effet, cette énorme quantité
de résultats générés peut s’avérer soit une source fantastique de
résulChoix et qualité des prélèvements analysés tats, soit un abîme incompréhensible et indéchiffrable. La possibilité
de créer de nombreuses données faussement positives est un problème Comme pour les techniques d’analyse classique, le choix et la qualité
clef dans la génération de milliers de données consécutivement à l’uti-des prélèvements biologiques sont fondamentaux. L’analyse de cellules
lisation de méthodes à haut débit, que ce soit d’expression de gènes ou homogènes, cultivées in vitro, est d’interprétation plus aisée que celle
de protéines ou encore de polymorphismes génétiques. Ce problème d’un tissu, dont l’expression génique reflète l’expression de nombreux
s’explique en partie par le manque de méthodes biostatistiques adap-types cellulaires différents. Cependant, la pertinence des résultats sera
tées à l’analyse d’un si grand nombre de données. Cependant, de nou-sans doute supérieure dans ce dernier cas (le modèle tissulaire étant
veaux procédés très sophistiqués et adaptés à l’analyse haut débit, plus physiologique comparativement à l’acquisition de phénotypes
apparus ces deux dernières années, ont permis d’apporter une première nouveaux par les cellules en culture). Le stade évolutif de la maladie
standardisation à l’analyse biostatistique.détermine également le profil d’expression génique, potentiellement
différent dans une biopsie synoviale de polyarthrite rhumatoïde
précoce par rapport au tissu synovial prélevé lors de la mise en place d’une Apports des micro-arrays en cancérologie
prothèse. Le choix des prélèvements tissulaires des sujets témoins est Les pathologies cancéreuses sont celles qui ont le plus bénéficié de
également capital, en l’absence de sujets réellement « sains », pour des l’apport des micro-arrays, tant pour la classification moléculaire que
raisons éthiques. pour la mise en évidence de nouveaux facteurs pronostiques. Cela est
Il est indispensable de mettre en place les conditions d’un recueil en partie lié au nombre important de patients inclus dans ces études et
d’excellente qualité des prélèvements, notamment pour l’analyse de à l’analyse de populations cellulaires tumorales homogènes.
l’ARN (prélèvement dans une solution stabilisant les ARN), car sa
dégradation, même minime, est responsable d’une modulation de Profil d’expression génique
l’expression des ARN, indépendante de la maladie étudiée, qui induit
donc un biais. Plusieurs techniques permettant l’utilisation de maté- comme outil de classification
riels (ARN ou ADN) partiellement dégradés sont actuellement propo- en sous-groupes de patients
sées ou en cours de développement. Pourtant, l’utilisation de ces
techniques devrait être évitée car elles ne permettront jamais d’atteindre le Dès 1999, Golub et al. [17] ont identifié, par une technique
stanniveau de qualité et de fiabilité nécessaires à une approche à haut dardisée de puces à ADN, des profils d’expression spécifiques des
leudébit. cémies aiguës lymphoblastiques ou myéloïdes. Ces résultats sont les
premiers qui ont permis d’envisager la validation des puces à ADN en
Choix des micro-arrays utilisées tant qu’outil diagnostique. Par la suite, Alizadeh et al. [1] ont défini,
Nous n’entrerons pas dans les considérations techniques des spécifi- au sein de l’entité des lymphomes B diffus à grandes cellules, deux
cités des différentes méthodes de production des puces. Sous l’impul- types moléculaires différents (les lignées de type B germinal et celle de
sion des industriels et du monde académique, une standardisation des type activé). Des résultats proches ont été obtenus concernant les
leucontrôles qualité des puces est en cours. Plusieurs études ont essayé de cémies lymphoïdes chroniques [23, 28]. Dans les leucémies aiguës
comparer les résultats de l’hybridation des mêmes prélèvements sur lymphoblastiques [2], un sous-type appelé MLL (mixed lineage
leukedifférents supports de micro-arrays. La dernière et l’une des plus con- mia) constitue une entité nosologique dont le diagnostic peut être
vaincante a comparé les résultats de l’hybridation des mêmes prélève- établi précocement grâce au profil d’expression. Par ailleurs, dans les
ments obtenus à partir de l’utilisation des deux plateformes industriel- cancers du sein, Sorlie et al. [34] ont mis en évidence une classification 58 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
différente en fonction de l’origine basale ou luminale des cellules épi- Micro-array et maladies
théliales mammaires et ont identifié deux sous-groupes différents au
sein des cancers œstrogéno-dépendants. systémiques
Les maladies systémiques sont d’étiologie multifactorielle. La phy-Profils d’expression génique
siopathologie de ces maladies fait intervenir des facteurs génétiques et
comme outil pronostique environnementaux. Les questions clefs dans ces pathologies sont les
mécanismes de l’induction de l’inflammation, du passage à la
chroniL’intérêt majeur est d’associer à ces nouvelles classifications une cité de la maladie et de la guérison. Parmi les principaux défis cliniques
valeur pronostique de la maladie. Ainsi, dans l’étude d’Alizadeh et al. posés par ces pathologies, deux sont particulièrement cruciaux : la
dif[1], les lymphomes B avec un profil de type « cellule B activée » ont- ficulté d’établir un diagnostic rapide et fiable ; le besoin de nouvelles
ils un pronostic plus sombre que ceux de type « cellule B de centre cibles thérapeutiques. Afin d’améliorer la compréhension des
mécanisgerminatif ». Bien que les résultats soient encore à valider, la portée mes impliqués dans ces maladies et d’identifier de nouvelles cibles
théde ces travaux est très importante. À l’avenir, il faudra aussi homogé- rapeutiques, il est capital de pouvoir analyser avec précision les gènes
néiser les résultats obtenus par les différents laboratoires. Par exem- exprimés et leur niveau d’expression dans le tissu. La plupart des
rhuple, dans les approches citées, plusieurs équipes ont actuellement matismes inflammatoires se manifeste de façon très variable et chaque
rapporté des sets de gènes différents pour une même pathologie. Il entité (polyarthrite rhumatoïde, spondylarthrite ankylosante, lupus,
faudra aussi comparer les résultats obtenus à des techniques classi- maladies auto-inflammatoires…) comporte un spectre phénotypique
ques de classification. Récemment, Shipp et al. [32] et Pomeroy et al. [27] clinique allant des formes très inflammatoires à des formes peu
inflamont décrit la prévision d’évolution de tumeurs embryonnaires du sys- matoires et/ou des formes très systémiques à des formes peu
systémitème nerveux central et de lymphomes à grandes cellules B, sur la ques. La sensibilité des analyses transcriptomiques est un véritable
base des profils d’expression de gènes et d’une technique d’apprentis- atout pour démembrer les différentes pathologies d’un point de vue
sage supervisée. Dans le domaine des lymphomes à grandes moléculaire et mieux définir les contours de chaque pathologie.
cellules B, Shipp et al. [32] proposent une sélection de treize gènes Les techniques à haut débit peuvent justement permettre de donner
dont le suivi d’expression serait un meilleur index pronostique de une vision globale, génomique de la physiopathologie de ces maladies.
survie que l’index international. Cependant, seul un nombre très limité d’études à haut débit a, jusqu’à
Au sein des leucémies aiguës lymphoblastiques de l’enfant, des ano- présent, concerné les maladies systémiques, en raison de la rareté de
malies chromosomiques spécifiques telles que E2A-PBX1, BCR-ABL, certaines de ces maladies et de la difficulté d’avoir accès au tissu cible à
TEL-AML1, des réarrangements MLL et des hyperdiploïdies sont un stade évolutif précoce de la maladie.
associées à une signature moléculaire qui détermine des sous-groupes Pourtant, la technologie des micro-arrays a déjà permis de mieux
de pronostic différent [40]. À partir des signatures moléculaires éta- comprendre la physiopathologie de certaines maladies systémiques
blies par micro-array, il est également possible de mettre en évidence comme la polyarthrite rhumatoïde, le lupus érythémateux systémique,
de nouvelles voies physiopathologiques et potentiellement thérapeuti- le syndrome de Gougerot-Sjögren primitif, les entérocolopathies
ques d’intérêt. Ainsi Magrangeas et al. [26] ont-ils montré, lors de inflammatoires, la sclérose en plaques et la dermatomyosite.
l’étude d’expression génique dans les myélomes multiples, que
plusieurs gènes dont les produits sont connus pour stimuler le remodelage Polyarthrite rhumatoïdeosseux permettaient de discriminer les myélomes multiples à chaîne κ
des myélomes à chaîne λ. De plus, ils ont établi une très forte associa- L’analyse de l’expression des gènes au sein d’un tissu permet de
tion entre le sous-groupe κ exprimant un fort niveau de la chimiokine mieux caractériser les profils moléculaires des pathologies et d’éclaircir
MIP-1α et une maladie osseuse active. certains mécanismes physiopathologiques Dans les travaux d’Heller et
Van de Vijver et al. [36] ont identifié 70 gènes, parmi les 20 000 al. [21], la comparaison de l’expression génique des synoviocytes de
dont l’expression a été étudiée, qui séparent les cancers du sein en deux polyarthrite rhumatoïde au tissu intestinal de patients atteints de la
groupes de mauvais et bon pronostics. Un groupe français [6] a mon- maladie de Crohn a mis en évidence l’utilisation de voies métaboliques
tré, toujours pour le cancer du sein, que le profil d’expression génique spécifiques dans la polyarthrite rhumatoïde, notamment la voie des
peut permettre de prédire le devenir clinique et conduire à une classi- inhibiteurs des métalloprotéases. Depuis, plusieurs auteurs ont
fication plus précise de ces cancers. démontré l’existence de profils d’expression spécifiques de la
polyarthIl est évident que les approches qui viennent d’être décrites nécessi- rite rhumatoïde en comparant le plus souvent cette pathologie à
l’arthtent l’analyse d’un grand nombre d’échantillons, plus de quarante, rose. L’équipe d’Ungethum [35], en couplant l’hybridation
soustracmême pour une maladie très homogène, et un accès aux échantillons tive aux puces, retrouve de nombreux gènes réprimés dans la
très tôt au cours de la maladie, avant tout traitement. Ces principales polyarthrite rhumatoïde versus l’arthrose ou les sujets sains, tels que
conditions représentent toutes des difficultés majeures lors de l’étude BMP4 ou MSF. Brahn et al. [7], en comparant le tissu synovial de huit
de maladies systémiques. polyarthrite rhumatoïde contre six arthroses, ont mis en évidence, au
L’utilisation de l’approche par micro-array d’expression de gènes sein des polyarthrite rhumatoïde, deux groupes dont le profil
d’exprespour la découverte d’un nouveau marqueur de diagnostic/pronostic sion génique est différent.
peut fortement accélérer le passage de la recherche à l’application cli- Les travaux de van der Pouw Kraan et al. [37, 38] sont le résultat
nique. Le résultat le plus impressionnant obtenu dans ce domaine est d’une comparaison du tissu synovial de polyarthrites rhumatoïdes
la détection de l’expression de Zap70 comme marqueur supplémen- versus arthroses et de polyarthrites rhumatoïdes entre elles. Les profils
taire, voire substitutif, aux mutations de régions variables d’immuno- d’expression diffèrent entre la PR et l’arthrose avec, notamment, une
globulines dans la leucémie lymphoïde chronique. Ce nouveau mar- augmentation d’expression des gènes de l’inflammation, de Stat1 et
queur a été découvert en 2001 à l’aide des puces à ADN [23, 28] et a galectine, dans la polyarthrite rhumatoïde. Parmi les patients atteints,
été validé en 2003 [11]. les auteurs identifient trois sous-groupes de patients, dont l’un a un NOUVEAUX OUTILS BIOLOGIQUES : LA GÉNOMIQUE 59
profil d’expression de gènes très proche de celui du groupe de patients la maladie lupique. D’une part, Baechler et al. [3] ont mis en évidence
atteints d’arthrose. un profil d’expression génique des cellules mononucléées du sang
permettant de différencier les patients lupiques (n = 48) et les témoins Dans un autre travail, van der Pouw Kraan et al. ont comparé les
sains (n = 42). Dans ce profil d’expression génique, les auteurs ont transcriptomes des cellules mononucléées du sang périphérique
établi l’existence d’une signature de l’activation des voies des interfé-(PBMC) de 35 patients atteints de polyarthrite rhumatoïde et ceux de
rons au cours du LES. D’autre part, les travaux de Bennett et al. [5] 15 sujets sains [39]. L’analyse des transcriptomes permettait non
seulement de différencier les sujets sains et les sujets atteints mais aussi de corroborent ces résultats en démontrant que 29 des 30 patients
distinguer au sein des patients atteints deux catégories de malades. La atteints d’un lupus pédiatrique présentent une surexpression de
nommoitié d’entre eux avait une signature interféron et exprimait des gènes breux gènes régulés par les interférons. Cette « signature interféron »
impliqués dans l’immunité innée, l’activation du complément, la coa- est donc fortement évocatrice d’un rôle majeur de la cytokine dans la
gulation et le métabolisme des acides gras. L’autre moitié des patients physiopathologie de la maladie lupique. Des stratégies d’inhibition des
avait un profil d’expression génique qui se rapprochait davantage des voies des interférons sont actuellement en cours d’évaluation.
Certaiindividus sains. Cette étude démontre le caractère systémique de la nes chimiokines, induites par l’interféron de type I (CXCL10, CCL2
polyarthrite rhumatoïde et la possibilité d’identifier des sous-groupes et CCL19), pourraient être utilisées prochainement comme
biomarde patients à partir de l’analyse des transcriptomes des PBMC plus queurs d’activité.
accessibles que le tissu synovial en pratique quotidienne.
Dans nos études, nous avons démontré la possibilité d’obtenir une Syndrome de Gougerot-Sjögren
signature moléculaire de la polyarthrite rhumatoïde comparativement
à l’arthrose [8, 15]. Dans ce travail, nous avons pu mettre en évidence primitif
un panel de 63 gènes permettant de classer correctement les
prélèveNous avons comparé le profil d’expression génique des glandes sali-ments de nouveaux patients et de démontrer une différence
d’expresvaires accessoires, organe cible principal au cours du syndrome de sion hautement significative de nombreux gènes de la voie du GTP
Gougerot-Sjögren primitif, de 9 patients, à celui de 9 sujets ayant une entre les patients atteints d’arthrose et les patients ayant une
polyarthsécheresse subjective sans aucun signe d’auto-immunité (absence rite rhumatoïde. Ces résultats démontrent aussi qu’à partir de ce type
d’auto-anticorps, absence d’infiltrat salivaire). Une signature d’expres-d’approche à haut débit, il est possible d’envisager la stratification des
sion génique de la maladie a ainsi pu être mise en évidence [18, 19]. patients grâce à des critères moléculaires.
Vingt-trois gènes induits par les interférons comptaient parmi les Par ailleurs, l’analyse des transcriptomes des synoviocytes en culture
gènes de cette signature, dont 21 sur 23 avaient une expression aug-a permis de démembrer trois phénotypes moléculaires distincts de
mentée au cours du syndrome de Gougerot-Sjögren primitif. Nous polyarthrite rhumatoïde. En effet, les synoviocytes issus d’une synovite
avons vérifié que l’expression de certains de ces gènes était réellement très inflammatoire avaient un profil d’expression (signature TGF-β)
inductible dans les cellules cibles de l’auto-immunité, les cellules épi-caractéristique des myofibroblastes fortement impliqués dans les
prothéliales salivaires et oculaires. Nous avons ensuite démontré que cessus de réparation et de cicatrisation [22]. À l’inverse, les
synoviocyl’activation de la voie des interférons dans les glandes salivaires acces-tes issus d’une synovite peu inflammatoire avaient une signature de
soires, également rapportée dans une autre étude, était liée à la pré-gènes impliqués dans la prolifération et la survie des fibroblastes,
l’actisence de cellules dendritiques plasmacytoïdes, les principales cellules vation de la voie alternative du complément et le stress oxydatif. Cette
productrices d’interféron, détectées par immunohistochimie dans tous étude souligne l’hétérogénéité moléculaire de la polyarthrite
rhumatoïde et suggère l’implication de processus physiopathologiques diffé- les prélèvements de malades étudiés mais chez aucun témoin. Cette
rents d’un malade à l’autre et la nécessité d’un traitement personnalisé. étude montre l’importance de l’immunité innée dans la
physiopathologie du syndrome de Gougerot-Sjögren primitif. L’activation de la
voie des interférons et la présence de cellules dendritiques plasmacytoï-Arthrite juvénile idiopathique
des sont deux nouveaux points communs à la physiopathologie du
LES et du syndrome de Gougerot-Sjögren primitif, que l’on pourrait La mise en évidence de l’hétérogénéité des patients par la détection
s’aventurer à dénommer « lupus des muqueuses ». Une signature inter-d’une hétérogénéité moléculaire est aussi illustrée dans l’arthrite
juvéféron a également été démontrée dans les cellules mononucléées du nile idiopathique [20]. Ce travail qui portait sur l’analyse des
transsang circulant. Ces résultats suggèrent une interaction forte entre criptomes des PBMC a démontré la possibilité d’identifier deux à trois
l’immunité innée et l’immunité spécifique qui résulte d’une interac-catégories de patients en fonction des signatures moléculaires. Cette
tion entre l’environnement et le terrain génétique.étude souligne encore l’importance des conditions pré-analytiques de
prélèvements (méthode de recueil, conditionnement, transport,
température…) et la grande sensibilité des analyses transcriptomiques. Entérocolopathies inflammatoires
Les premiers travaux, qui remontent à 1997, ont étudié les profils Lupus érythémateux systémique
d’expression de différents tissus inflammatoires, dont le tissu intestinal
de patients atteints de la maladie de Crohn et la synoviale de patients Le lupus érythémateux systémique (LES) est le meilleur exemple de
atteints de polyarthrite rhumatoïde. Cette étude a permis de valider la l’apport des techniques à haut débit dans la compréhension des
malacapacité des puces à mettre en évidence des profils dits dies systémiques.
« inflammatoires ».En 2001, les travaux de Rus et al. sur les cellules mononucléées du
L’analyse de l’expression de gènes de la muqueuse digestive dans les sang ont mis en évidence certains gènes d’intérêt dont la surexpression
rectocolites ulcérohémorragiques et la maladie de Crohn [16] chez un au cours du LES a été confirmée par des techniques de RT-PCR [29].
Depuis, les résultats les plus marquants concernent l’interféron puis- petit nombre de sujets (7 malades et 8 témoins sains) a permis
d’idenque deux travaux ont montré une augmentation coordonnée de tifier des groupes de gènes pouvant avoir un rôle physiopathologique
l’expression des gènes induits par les interférons, corrélée à l’activité de dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.60 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
des d’association génétique, des applications médicales importantes en Sclérose en plaques
ont déjà résulté avec la découverte de nombreux gènes prédisposant
aux maladies communes, notamment rhumatologiques. L’application Chabas et al. [9] ont réalisé un travail très intéressant concernant la
de ces mêmes méthodes permet désormais d’espérer l’identification de sclérose en plaques (SEP). Cette équipe est, en effet, partie du profil
biomarqueurs, qu’il s’agisse de diagnostic précoce ou de prédiction de d’expression génique de la maladie chez l’homme pour en extraire un
réponse thérapeutique, dans la perspective d’une médecine personnali-gène d’intérêt, l’ostéopontine, et réaliser une étude fonctionnelle
sée. Des précautions méthodologiques doivent être cependant prises minutieuse de la protéine codée par ce gène. L’analyse d’expression
pour accroître les chances de succès de ces nouvelles recherches. Bien génique de 517 gènes réalisée à partir de prélèvements cérébraux de
sûr, ces nouvelles possibilités changent pour une bonne part l’organi-souris atteintes d’encéphalomyélite allergique expérimentale aiguë
sation classique de certains laboratoires et imposent une collaboration (EAE – l’un des modèles animaux de la SEP) a montré une
augmentaétroite bio-informaticiens, statisticiens, biologistes et médecins.tion significative du taux d’ARN de l’ostéopontine chez les souris
Il sera passionnant de combiner l’étude d’expression des gènes à malades. L’augmentation de la protéine a aussi été démontrée par
celle de leur polymorphisme, ce qui permettra, par exemple, de déter-immunohistochimie dans les tissus malades. Enfin, les souris
invaliminer si la signature interféron au cours du lupus érythémateux systé-dées pour le gène de l’ostéopontine présentaient une maladie
beaumiques est d’origine génétique ou liée à des facteurs environnemen-coup moins sévère. Dans une étude chez l’homme toujours très
diffitaux.cile à réaliser dans cette pathologie, Lock et al. ont comparé le profil
Les approches à haut débit permettront peut-être de préciser le d’expression de gènes dans des biopsies de quatre patients atteints de
cadre nosologique de certaines maladies systémiques. Elles seront éga-SEP en différenciant les profils d’expression en fonction de l’état
lement d’excellents outils pour les études de pharmacogénétique et de inflammatoire des lésions et le profil de deux témoins, les biopsies
pharmacogénomique.étant effectuées lors d’autopsies de patients très rapidement après le
décès [25]. Ces données montrent une augmentation très importante
de l’expression de gènes de l’inflammation, en particulier l’IL-6,
l’ILBIBLIOGRAPHIE17 et l’IFN-γ, ainsi que l’activation de leurs voies de signalisation. De
plus, la comparaison du profil de lésions aiguës (avec inflammation)
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pour certaines, déjà intégrées à la pratique médicale quotidienne 16 : 289-292.
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proinflammatory cytokine, osteopontin, on autoimmune demyelina-phoïdes chroniques). Dans le domaine de l’auto-immunité, les
résulting disease. Science, 2001, 294 : 1731-1735.tats, plus modestes, sont inattendus et édifiants : l’activation d’une
10. CLAYTON DG, WALKER NM, SMYTH DJ et al. Population structure,
même voie, celle des interférons, conduit au développement de
maladifferential bias and genomic control in a large-scale, case-control
dies dont le phénotype clinique est très différent (dermatomyosite, association study. Nat Genet, 2005, 37 : 1243-1246.
lupus érythémateux systémiques, syndrome de Gougerot-Sjögren pri- 11. CRESPO M, BOSCH F, VILLAMOR N et al. ZAP-70 expression as a
mitif), et certains patients ayant la même maladie systémique (poly- surrogate for immunoglobulin-variable-region mutations in chronic
lymphocytic leukemia. N Engl J Med, 2003, 348 : 1764-1775.arthrite rhumatoïde, par exemple) ont un profil d’expression génique
12. DEVAUCHELLE-PENSEC V, CAGNARD N, PERS JO et al. Gene expres-différent. Nous possédons à présent les outils pour étudier non
seulesion profile in the salivary gland of primary Sjogren syndrome ment les ARNm mais aussi appréhender les différents épissages de ces
patients, before and after treatment with Rituximab. Arthritis
ARNm et les quantifier. Le lien avec le séquençage des génomes et
Rheum, 2010, 62 : 2262-2271.
l’expression des ARN « régulateurs » nous ouvre un tout nouveau 13. DEVAUCHELLE V, CHIOCCHIA G. Quel place pour les puces à ADN
champ de compréhension de l’expression et de la régulation d’expres- dans les maladies inflammatoires ? Rev Méd Interne, 2004, 25 :
732sion des gènes. Grâce à la technologie des puces à ADN et aux métho- 739.NOUVEAUX OUTILS BIOLOGIQUES : LA GÉNOMIQUE 61
14. DEVAUCHELLE V, FALGARONE G, SLIMANI A et al. Apport du profil 30. SCHENA M, SHALON D, DAVIS RW, BROWN PO. Quantitative
monid’expression des gènes par puce à ADN dans la polyarthrite rhuma- toring of gene expression patterns with a complementary DNA
toïde. Rev Rhum, 2005, 72 : 281-286. microarray. Science, 1995, 270 : 467-470.
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PROTÉOMIQUE
DANS LES MALADIES
SYSTÉMIQUES
Pascal COSETTE, Olivier VITTECOQ, Vincent GOEB,
Philippe GAUDIN et Athan BAILLET
Les maladies systémiques résultent, le plus souvent, de l’action Tableau 5-I Principales modifications post-traductionnelles des
protéines dans la cellule eucaryote.conjointe de facteurs génétiques, immunologiques et
environnementaux. La compréhension des mécanismes physiopathologiques
Modification Site de la modification Exemple de protéine responsables de ces maladies et la génération de nouveaux
marmodifiée
queurs biologiques reposent sur l’identification des molécules
impliquées dans leur déclenchement, leur progression et leur Acétylation Acide aminé N-terminal Histones
pérennisation au sein de l’organisme. Cette identification peut se ou lysine
faire au niveau du gène, mais plus encore au niveau des protéines ADP-ribosylation Arginine, sérine, asparagine, Lamine B, protéines G
cystéinedont l’extrême complexité fonctionnelle résulte essentiellement
d’événements post-génomiques, transcriptionnels et traduction- Amidation Acide aminé C-terminal Neuropeptides
nels, faisant du dogme « un gène = une protéine », un concept Biotinylation Lysine Carboxylase
suranné. Les analyses globales de l’expression des ARN messagers Carboxylation Acide aspartique, glutamique Prothrombine
(transcriptome) et des protéines (protéome), qui ont été rendues ou lysine
possibles au cours des dernières années grâce au développement de Citrullination Arginine Filaggrine
nouveaux outils, ouvrent des perspectives nouvelles dans l’étude Glycosylation Sérine, thréonine, asparagine Protéines de groupes
des maladies systémiques. sanguins
Glycation Acide aminé N-terminal, Albumine, hémoglobine
asparagine, thréonine, lysine
Protéome Hydroxylation Proline, lysine, aspartique, Collagène
tyrosine
Le protéome, terme proposé par Marc Wilkins en 1994, définit Méthylation Lysine, histidine, arginine, Actine, calmoduline
l’ensemble des différentes protéines exprimées par une cellule à un ins- aspartique, glutamique
tant donné [59]. Il comprend les protéines, initialement codées dans le Phosphorylation Sérine, thréonine, tyrosine Protéines de signalisation
génome, mais aussi et surtout modifiées co- et post-traductionnelle- Sulfatation Sérine, thréonine Héparine
ment (Tableau 5-I). Aux modifications qui surviennent au cours de la
Ubiquitination Acide aminé N-terminal Histones, NF-κB
synthèse protéique, il faut ajouter celles qui résultent des processus cel- ou lysine
lulaires, comme la prolifération, le stress oxydatif ou l’apoptose, et qui
peuvent comporter des clivages protéiques, générant ainsi de nouvelles
molécules fonctionnellement actives dont l’existence restait
insouptéome correspond donc à l’ultime potentiel de production généti-çonnée sur la base des études génomiques.
que d’un individu et des modifications qu’il peut lui apporter, à un Ces modifications peuvent :
instant donné et dans des circonstances physiologiques ou patholo-– réguler l’activité des protéines ;
giques particulières. Ce domaine de la post-génomique est appelé – les intégrer à une cascade de signalisation ;
protéomique, et ses modalités d’analyse sont en plein essor grâce – les diriger vers un compartiment cellulaire ;
aux progrès réalisés notamment en spectrométrie de masse (MS) et – les ancrer dans une membrane ;
en bio-informatique.– les étiqueter afin qu’elles soient reconnues lors des processus de
dégradation. Dans ce chapitre, nous présenterons la technique princeps
d’anaLa protéine modifiée peut donc adopter une structure et des pro- lyse protéomique fondée sur l’électrophorèse bidimensionnelle,
priétés physicochimiques très différentes de celles de la molécule puis les nouvelles techniques dédiées à l’application clinique de la
initiale et lui conférer une identité immunologique comme nous le protéomique pour, enfin, illustrer cette approche par la description
montre l’exemple des groupes sanguins du système ABO dont la des données récentes obtenues au cours des maladies articulaires
spécificité est associée à la présence de résidus glycosylés. Le pro- inflammatoires.INTÉRÊT DE L’ANALYSE PROTÉOMIQUE DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 63
protéines dont les propriétés physicochimiques sont extrêmement varia-Séparation et visualisation
bles en termes de taille, de point iso-électrique et de solubilité, et dont
l’échelle de concentration ne permet pas leur détection simultanée par des protéines
une analyse globale [28]. Une carte protéomique permettant l’analyse
par électrophorèse d’environ 2 000 protéines, l’étude approfondie d’un échantillon donné
ne peut aboutir sans la réalisation de plusieurs « sous-protéomes » met-bidimensionnelle tant en œuvre des stratégies spécifiques. Différentes approches peuvent
être utilisées pour obtenir de tels « sous-protéomes » ; elles consistent,
L’analyse protéomique globale a pour but de visualiser, comparer et
par exemple, à effectuer la séparation préalable des organites cellulaires
caractériser l’ensemble des protéines contenues dans un échantillon
ou l’extraction différentielle des protéines qui permet l’enrichissement en
biologique, qui peut être un fluide tel que le plasma, le liquide
protéines cytoplasmiques, nucléaires ou membranaires, ces dernières
céphalorachidien ou le liquide synovial, des cellules ou un tissu dont il
nécessitant l’utilisation de réactifs spécifiques en raison de leur caractère
faudra extraire les protéines. L’étape initiale consiste à séparer les
prohydrophobe [32]. L’étude des partenaires protéiques d’une protéine
téines et fait encore souvent appel à l’électrophorèse bidimensionnelle
impliquée dans une voie de signalisation cellulaire peut être abordée par
(E-2D). Il s’agit d’une technique séparative à haut pouvoir de
résoluune méthode de purification par affinité en tandem (TAP) [41].
Celletion, décrite en 1975 [27, 36, 47], et fondée sur des critères
indépenci consiste à faire exprimer par une cellule la protéine d’intérêt sous
dants de séparation, le point iso-électrique (pI) et la masse moléculaire.
forme recombinante et couplée à une étiquette appelée « TAP tag », cette
C’est une méthode de séparation fiable et reproductible, notamment
dernière permettant la purification, par chromatographie d’affinité, des
depuis la commercialisation de gradients de pH préformés [42] et de
complexes protéiques associés à la protéine recombinante qui pourront
gradients de porosité, respectivement utilisés pour la première
dimenalors être caractérisés par analyse protéomique (Figure 5-2). On peut
sion, c’est-à-dire la focalisation iso-électrique (IEF), et pour la
aussi immunopurifier des protéines qui comportent, par exemple, des
deuxième dimension, l’électrophorèse en gel de polyacrylamide en
prémotifs communs tels que des résidus phosphorylés, grâce à l’utilisation
sence de dodécyl sulfate de sodium (SDS-PAGE).
d’anticorps dirigés contre ces résidus. Ainsi, l’utilisation d’anticorps
antiLes protéines, une fois séparées, peuvent être visualisées directement phosphotyrosine, antiphosphosérine ou antiphosphothréonine
permetdans le gel par des colorants classiques comme le bleu de Coomassie col- elle l’immunocapture des protéines (ou peptides) phosphorylées et leur
loïdal [35] (Figure 5-1) et le nitrate d’argent [14], qui détectent des analyse protéomique, appelée « phosphoprotéome » [26], qui trouve de
quantités de protéines de l’ordre de 10 à 100 ng, ou par des fluorochro- nombreuses applications dans l’étude des voies de signalisation cellulaire.
mes (sypro orange, sypro rubis…) dont la sensibilité de détection est de
Un autre objectif peut être de déterminer quelles sont les protéines
l’ordre du nanogramme et qui offre l’avantage d’une gamme dynamique
cibles d’une réponse anticorps. Dans ce cas, on utilise des membranes
très supérieure [51]. Les protéines peuvent être aussi visualisées et
analysur lesquelles les protéines ont été transférées pour les incuber avec les
sées par autoradiographie après marquage radio-isotopique de
l’échansérums d’intérêt, et la carte protéique sert alors de substrat antigénique
tillon biologique étudié [30] ou après transfert du gel sur des membranes
(Figure 5-3). Après détection immunologique, l’immuno-empreinte
de nitrocellulose ou de polyvinylidène difluorure (PVDF), par révélation
est comparée à un gel coloré ayant migré dans les mêmes conditions et
immunochimique à l’aide d’anticorps spécifiques. Le choix de la
révélales taches révélées par les anticorps sont identifiées. On parlera alors de
tion dépend de l’utilisation finale de la carte protéique. Cependant,
« protéome ciblé » ou d’immunoprotéome.
aucune coloration, aussi sensible soit-elle, ne permet de visualiser
Si la technique d’E-2D est décrite depuis 1975, ce sont les
développel’ensemble des protéines d’un échantillon biologique. En effet, on estime
ments technologiques des années 1990 et 2000 qui lui ont donné ses
letqu’une cellule humaine possède un peu plus de 20 000 gènes qui
peutres de noblesse et ont permis les avancées récentes. Des progrès
considévent vraisemblablement coder jusqu’à quelques centaines de milliers de
rables ont notamment été réalisés dans l’analyse et le traitement de
l’image (avec la détection et la digitalisation à l’aide de caméra CCD
[charge-coupled device], d’Imager ou de densitomètre laser), dans la mise 200
au point de logiciels performants permettant de détecter les taches
protéiques et de caractériser leur forme, leur surface et leur densité optique
et, enfin, dans les techniques portant sur l’identification des protéines.
Analyse protéomique
comparative sur gel
À côté de la caractérisation systématique du contenu protéique d’un
échantillon, l’objectif peut être de comparer deux états d’un échantillon
biologique (liquide, cellules, tissu) de façon à identifier les protéines
spéci20 fiques d’un état donné. Il peut s’agir de cellules cultivées in vitro dans
dif34 5 6 7 8 10
férentes conditions [21] ou d’un même échantillon biologique prélevé in
Gradient de pH
vivo chez des individus sains [10] ou malades [48]. Plusieurs techniques
d’analyse comparative de cartes protéomiques peuvent être utilisées. La Figure 5-1 Carte protéomique de la lignée cellulaire HL-60 obtenue par
DIGE (difference gel electrophoresis), décrite en 1997 [55], permet de com-E-2D et colorée au bleu de Coomassie colloïdal. Les protéines sont
clasparer le contenu protéique de deux échantillons séparés dans un seul et sées dans l’ordre croissant de leur point iso-électrique (de gauche à
même gel, grâce à l’utilisation de colorants fluorescents présentant des droite) et de leur masse moléculaire (de bas en haut). La taille et
l’intencaractéristiques spectrales spécifiques, les esters de cyanine Cy2, Cy3 ou sité des taches (spots protéiques) reflètent leur concentration relative
dans l’extrait protéique. Cy5. Le contenu protéique de chacun des échantillons est couplé à l’un
Masse moléculaire (kDa)64 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
CBP
Protéine
cible
Site de clivage Protéine A
par la TEV
eProtéine recombinante équipée du motif TAP 2 colonne d’affinité :
billes revêtues de calmoduline
Partenaire B 2+CaPartenaire B
Protéine Partenaire A Protéine Partenaire Acible cible
Partenaire C Partenaire C
Complexe protéique
re1 colonne d’affinité :
billes revêtues d’IgG
Partenaire B
Identification Protéine Partenaire A
des partenaires cible
protéiquesSéparation
Partenaire C
des protéines en E-1D
Figure 5-2 Principe de la méthode TAP (purification par affinité en tandem). La protéine recombinante « TAP tag » exprimée dans une cellule permet
d’isoler l’ensemble du complexe protéique dont elle fait partie par deux chromatographies d’affinité successives : fixation de la protéine A sur des
billes d’IgG, coupure enzymatique par la protéase TEV (tobacco etch virus), puis fixation du peptide CBP (calmodulin-binding peptide) à la calmoduline
2+en présence de Ca . Le complexe est élué en conditions douces pour éviter sa dissociation. Les deux étapes de purification successives permettent
d’éliminer les interactions non spécifiques.
pI
Immuno-empreinte
Éch.
Éch. 1 Éch. 2correspondante 1 + 2
Mw
Cy5 Cy2Cy3 Éch. 2 : Cy5
Éch. 1 : Cy3
Gel 2D coloré au
bleu de Coomassie Standard : Cy2
colloïdal
E-2D
Figure 5-3 Immunocriblage d’une carte protéomique de la lignée HL-60
à l’aide d’un sérum de patient atteint de polyarthrite rhumatoïde. Deux
gels sont réalisés simultanément, l’un est transféré sur nitrocellulose de
façon à obtenir une empreinte du gel, l’autre est coloré au bleu de
Coomassie colloïdal. L’empreinte est incubée avec le sérum d’intérêt, et les
anticorps fixés sur les protéines sont révélés par réaction
immuno-enzymatique. La superposition des deux images permet le repérage des
spots protéiques à identifier.
Figure 5-4 Principe de l’analyse comparative des cartes protéiques par la
technique DIGE (differential in-gel electrophoresis). Les protéines extraites des fluorochromes et les échantillons sont introduits simultanément dans
de deux échantillons à comparer sont marquées à l’aide de deux fluorochro-le gel (Figure 5-4). Cette technique a pour avantage de réduire le risque
mes distincts de la famille des cyanines, la Cy3 et la Cy5, et un mélange des d’erreur inhérent aux légères distorsions de migration observées lors des
deux échantillons, qui constitue un standard, est marqué à l’aide de la Cy2.
expériences d’électrophorèse et facilite ainsi l’étude comparative à l’aide des
L’ensemble des échantillons est séparé par E-2D sur un seul et même gel.
outils de traitement d’images. Le principal inconvénient est que la solubi- L’excitation à des longueurs d’onde spécifiques de chaque fluorophore
lité des protéines peut être modifiée par le couplage covalent des fluoro- permet de visualiser de manière indépendante chaque échantillon et le
chromes au niveau de leurs résidus lysine [52]. Néanmoins, la DIGE standard. L’analyse quantitative ultérieure permet de comparer la variation
permet des études comparatives sensibles, car elle met en évidence des dif- de l’abondance relative de chaque spot et, par conséquent, de chaque
proférences portant sur des protéines présentes en faible quantité. Elle est aussi téine contenue dans les échantillons.INTÉRÊT DE L’ANALYSE PROTÉOMIQUE DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 65
une technique fiable car l’une des cyanines disponibles, la Cy2, peut être mettant de confronter les données expérimentales aux données
théori utilisée pour marquer l’ensemble des protéines contenues dans les diffé- ques issues des séquençages génomiques (Mascot , SEQUEST …).
rents échantillons et standardiser ainsi la méthode quand plusieurs gels La spectrométrie de masse s’est largement introduite dans les
laboraDIGE sont nécessaires. Des logiciels d’analyse comme DeCyder [15] ou toires d’analyse protéomique au cours des dernières années grâce aux
SameSpots [49]) permettent non seulement la détection et la quantifica- développements instrumentaux et dans les approches de traitements des
tion des protéines, mais comportent également des modules statistiques données. Une des clefs de ce succès a été l’introduction de méthodes
performants dédiés à l’analyse différentielle des profils d’expression. d’ionisation douce qui permettent aux protéines et aux peptides d’être
analysés sans subir de dégradation majeure : l’ionisation MALDI (matrix
assisted laser desorption ionisation ou ionisation par désorption laser assis-Identification des protéines tée par une matrice) [22] et l’ionisation ESI (electrospray ionization) [12].
Généralement, les protéines à identifier sont soumises à une étape Il est clair que l’objectif final de tout investigateur qui tente de
de protéolyse afin d’obtenir les fragments peptidiques associés. Les découvrir de nouveaux marqueurs est non seulement d’établir des
prospectromètres de masse modernes déterminent la masse de ces peptides fils protéiques caractéristiques d’un échantillon biologique, mais
égalede manière très précise et très sensible, et ce avec une excellente réso-ment d’en identifier les différents éléments. L’analyse protéomique
lution. De façon générique, ils sont formés d’une source d’ionisation, n’aurait pas la place qu’elle occupe actuellement sans les progrès
cond’un analyseur et d’un détecteur qui sont schématisés à la figure 5-5 à sidérables réalisés ces dernières années dans l’identification des
protéitravers l’exemple de l’identification de protéines par la méthode de nes par spectrométrie de masse. Cette étape a bénéficié de trois
avanl’empreinte peptidique. L’analyseur est la partie du spectromètre res-cées importantes que sont, d’abord, l’adaptation de la spectrométrie de
ponsable de la séparation des ions gazeux formés dans la source d’ioni-masse à l’analyse des molécules biologiques [4, 22, 53], ensuite le
dévesation, sur la base du rapport de leur masse sur leur charge (m/z).loppement des bases de données protéiques grâce, notamment, au
séquençage des génomes (près de 1 150 génomes séquencés [source Un spectromètre de masse peut comporter un seul ou plusieurs
anaNCBI, octobre 2011]), enfin l’essor des outils bio-informatiques per- lyseurs séparés par une chambre de collision ; on parle alors de
combiLaser

Analyseur temps de vol
(TOF) Détection des ions
Séparation des ions
en fonction du m/z
ΔV
Voyager Spec #1=>BC=>NR(2.00)[BP = 1342.7, 7727]
1342.7532 7726.6
100
90
Spectre de masse :
8080
Liste de masse :empreinte peptidique
7070
m
1
60
m2273.21221691.8834 2
50
1434.7505 2124.1510 …1646.849440
2229.0875 m30 n – 1
842.5403
20 1093.6008 m
2063.35712063.3571 n
1631.23611631.2361
940.5100940.5100
2287.23502287.2350
1010 1802.95641802.95641044.60041044.6004
1324.75331324.7533824.3533824.3533 2277.2332 2615.4140 m1825.01661075.5650 3058.66971602.8280 2059.2010 n + 11385.4409 2311.96862529.5442 2775.3410 3439.53813653.4999
0 0
819.0 1455.4 2091.8 2728.2 3364.6 4001.0 …
Masse (m/z)
Figure 5-5 Spectrométrie de masse MALDI-TOF et identification de protéines par la méthode de l’empreinte peptidique. L’appareil est composé d’une
source d’ionisation dans laquelle est placée une plaque sur laquelle sont co-cristallisés les peptides issus de la protéolyse de la protéine d’intérêt et
une matrice absorbant les photons du faisceau laser incident. Cela entraîne la transformation des peptides en ions gazeux majoritairement
monochargés qui sont propulsés hors de la plaque, accélérés grâce à un champ électrique intense et dirigés vers un tube (analyseur) permettant d’établir le
temps de vol (TOF pour time of flight) de chaque ion peptidique. Chaque échantillon est donc caractérisé par une liste de masses d’ions peptidiques
qui le composent. Ce spectre de masse constitue une carte d’identité de la protéine et la comparaison ultérieure de cette empreinte peptidique aux
bases de données permet son identification.
p. 100 d’intensité66 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Chambre
de collision
Source d’ionisation er e1 analyseur 2 analyseur
ESI Quadrupole TOF
ΔV
Détecteur
Aiguille
de l ’électrospray Accélérateur
MS MSMS
Réflecteur
m/z m/z
Figure 5-6 Principe de la spectrométrie en tandem MS-MS de type Q-TOF. La source d’ionisation ESI (electrospray ionization) permet la transformation
des peptides en ions gazeux et le premier analyseur quadrupôle (Q) les sépare selon leur masse (MS). Un peptide peut alors être sélectionné et
fragmenté dans la chambre de collision. Un deuxième analyseur de type TOF permettra d’obtenir des spectres de ces fragments qui donneront accès à sa
séquence en acides aminés (AA) (MSMS).
naison en tandem (MSMS). Ces analyseurs peuvent être identiques ou De nouvelles alternatives
de types différents comme, par exemple, l’association Q-TOF (time of
flight ou temps de vol) (Figure 5-6). Ce type d’instrument réalise une pour l’analyse protéomique
mesure de masse sur les ions peptidiques parents (balayage MS) ou sur
différentielle : les approches les fragments générés à l’intérieur de la cellule de collision (balayage
MSMS). Ainsi ce balayage MSMS permet-il d’obtenir des spectres de « hors gel »
fragmentation qui mènent à la séquence primaire du peptide étudié et,
par là-même, à la protéine correspondante.
Un objectif majeur en pathologie humaine est de déterminer des
À l’heure actuelle, la stratégie d’identification de spots protéiques la plus profils d’expression des protéines contenues dans un échantillon
biololargement utilisée consiste à annoter les spectres de fragmentation de pep- gique pour caractériser un état pathologique donné et de valider la
tides après protéolyse in gel, le plus souvent à l’aide de la trypsine. Ces récurrence de ces profils sur un grand nombre d’échantillons. Les
difinformations conduisant à la séquence des fragments peptidiques caracté- férentes approches évoquées précédemment et fondées sur la
sépararisés, elles représentent des signatures très spécifiques de la protéine dont ils tion des protéines en E-2D restent peu automatisables et ne
permetproviennent (par exemple, une séquence de 8 résidus propose une combi- tent pas d’analyser un grand nombre d’échantillons.
natoire de plus de 25 milliards de possibilités). C’est à ce stade que les Des techniques alternatives à l’électrophorèse bidimensionnelle se
outils bio-informatiques prennent toute leur importance car ils permettent sont donc mises en place au cours de la dernière décennie.
de confronter les données expérimentales produites à l’ensemble de spec- L’une des plus mises en avant au début des années 2000 a été la
tres virtuels théoriques issues des protéines humaines rassemblées dans les technologie SELDI-TOF (surface enhanced laser
desorption/ionisationbases de données comme Uniprot (www.uniprot.org). Cette comparaison time of flight), développée par Ciphergen [33] et fondée sur l’analyse
 se fait à l’aide d’outils tels que, par exemple, Mascot [38] ou SEQUEST en spectrométrie de masse des protéines d’échantillons biologiques
[9]. Afin de valider l’identification, un score est établi pour qualifier le retenues sur des supports de chromatographie (Figure 5-7). De cette
recouvrement entre les données expérimentales et théoriques. façon, différents ensembles de protéines seront analysés en fonction de
Ce séquençage peptidique par spectrométrie de masse permet égale- leur capacité de rétention sur les supports sélectionnés par
l’expériment de déterminer la présence et la localisation au niveau des acides mentateur, générant ainsi plusieurs profils pour un échantillon donné.
aminés des modifications post-traductionnelles [60] ou de caractériser Cela permet de choisir le profil et, donc, le support le plus
représentades nouvelles protéines non répertoriées dans les bases de données : cas tif pour cribler un grand nombre d’échantillons et valider ainsi un
du séquençage « de novo » pour l’identification de protéines provenant « profil » spécifique de la pathologie étudiée par rapport à celui des
d’organismes dont le génome n’est pas séquencé [25]. échantillons issus d’individus normaux ou présentant un état
patholoIntensité
Intensité
AA
1
AA
2
AA
3
AA
4
AA
5Détecteur
INTÉRÊT DE L’ANALYSE PROTÉOMIQUE DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 67
gique différent [5, 16, 58]. L’avantage de cette technologie réside dans Dépôt des échantillons
sa simplicité et sa rapidité. Son application en pathologie ouvre un Laser
large champ d’investigation, aussi bien dans le domaine du diagnostic
et du pronostic des maladies inflammatoires et cancéreuses que pour le
Surface de chromatographie monitoring des essais thérapeutiques [8, 40].
Les technologies les plus récentes sont fondées sur l’utilisation du
couplage chromatographie liquide-spectrométrie de masse en tandem
(LC-MSMS). Lors de ces expériences, la quantification des protéines Lavages
est réalisée à partir des données obtenues en spectrométrie de masse.
L’abondance de la littérature dans le domaine témoigne des récents
succès de ces méthodologies. Certaines d’entre elles introduisent un
marquage isotopique stable pour assurer la quantification : SILAC
(stable isotope labeling by amino acids in cell culture) [37], ICAT (isotope
coded affinity tags) [20] ou ITRAQ (isotope tagged relative and absolute
quantitation) [43]. Plus récemment encore, les approches d’analyse
protéomique sans marquage dites label free ont émergé et se sont très
rapidement répandues.Figure 5-7 Principe de la technique SELDI-TOF (surface enhanced laser
desorption/ionisation-time of flight). Cette technique permet de retenir les Les approches incluant un marquage isotopique peuvent être
utiliprotéines d’un échantillon de façon sélective sur des surfaces chimiques sées dans différents contextes d’études. Par exemple, l’approche
variées (surfaces échangeuses d’ions, surfaces hydrophiles, hydrophobes ou ITRAQ tire profit de la conception de balises peptidiques pour la
recouvertes de métaux et surfaces de chromatographie d’affinité). Cette quantification relative de protéines contenues dans les échantillons
fixation sélective, combinée à une modulation de l’astringence des lavages,
étudiés, reflétant les différents états biologiques d’intérêt. Cette donne ainsi la possibilité de détecter et d’analyser des protéines
minoritaiméthodologie repose sur un étiquetage covalent des peptides issus res, autrement masquées par les protéines les plus abondantes, présentes
d’une protéolyse globale de l’extrait protéique étudié à l’aide de plu-dans l’extrait. Le spectromètre de masse de type MALDI-TOF analyse alors
sieurs versions d’un marqueur différant uniquement par l’incorpora-les protéines fixées sur la plaque en les séparant selon leur masse et permet
d’obtenir un profil protéique caractéristique de l’échantillon étudié. tion d’isotopes stables à certaines positions (Figure 5-8). Ces
marMS
Marquage des peptides issus
de la protéolyse de chaque échantillon
Éch. 1 Éch. 2 Éch. 3 Éch. 4
114 115 116 117
m/z
MSMS
m/z
114 116
Combinaison des échantillons
115 117
m/z
Figure 5-8 Stratégie de quantification ITRAQ (isotopic tag for relative and absolute quantitation). Après collecte des échantillons biologiques, extraction
des protéines et protéolyse globale, les mélanges de peptides issus de chaque échantillon sont marqués avec l’un des marqueurs ITRAQ. Ces échantillons
sont alors mélangés et analysés par spectrométrie de masse couplée à des systèmes de nanochromatographie liquide. Lors de balayages MS, des ions
peptidiques sont sélectionnés pour être fragmentés. Lors de cette étape de fragmentation, un fragment reporter du marqueur utilisé est libéré. La comparaison
des intensités de ces différents ions reporters sur les spectres MSMS permet ensuite l’analyse différentielle entre les échantillons.
Intensité Intensité Intensité
AA
1
AA
2
AA
3
AA
4
AA
568 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Nanochromatographie
liquide couplée
à la spectrométrie de masse
8,008
6,008
4,008
Ensemble Extraction 2,008
des patients des peptides
0,008
15 20 25 30 35 40 45
Temps de rétention (min)
Alignement des profils
6,005
MS MS MS 5,005
4,005
3,005
2,005
1,005
m/z m/z m/z
0,005
22,8 23 23,2 23,4 23,6 23,8 24 24,2 24,4
Suivi de l’évolution de l’intensité du signal Temps de rétention (min)
d’un peptide (extraction des courants d’ions) Quantification relative
Figure 5-9 Principe de l’approche sans marquage label free. Les protéines sont extraites à partir des différents échantillons collectés et soumises à une
étape de protéolyse. Chaque mélange peptidique est analysé individuellement par spectrométrie de masse couplée à un système de chromatographie.
Les profils obtenus sont alors alignés sur l’une des expériences qui sert de référence ou grâce à des étalons internes ajoutés à l’échantillon. Les
intensités des pics peptidiques sur les spectres MS sont alors suivies au long de leur élution. Une fois ces peptides repérés lors de chacune des expériences
de LC-MSMS, les rapports d’intensité sont établis selon l’aire des pics chromatographiques mesurés pour permettre la quantification relative.
queurs isobares (présentant une masse de 145 Da) se fixent sur la Ces nouvelles stratégies proposées ici de façon non exhaustive
perchaîne latérale des résidus lysines et sur l’extrémité N-terminale des mettent d’illustrer tout un potentiel analytique en pleine effervescence.
peptides. Les peptides identiques provenant des différents échantillons Si ces approches sont couplées à des méthodes de fractionnements
préalables des échantillons (à l’état de protéine et/ou de peptide), la portant ces étiquettes sont indiscernables par un balayage MS
classiprofondeur du protéome analysé s’en trouve accrue. Cela permet que, mais peuvent être différenciées lors de balayages MSMS grâce à la
d’envisager dans les années à venir la mise en œuvre d’expériences libération d’un ion reporter spécifique (114,1, 115,1, 116,1 ou
ciblant la quasi-globalité du protéome d’un individu.117,1 Da). Ainsi, l’analyse des spectres de fragmentation (MSMS)
permet simultanément le séquençage et la quantification des peptides
marqués et, donc, des protéines correspondantes. Ce marquage existe
Limites de l’analyse également dans une version où il permet la comparaison simultanée de
8 échantillons. protéomique
L’approche label free permet, elle, la quantification de peptides grâce
à certaines de leurs propriétés physicochimiques caractéristiques : leur Malgré la puissance des outils précédemment décrits et les
perspectemps de rétention sur un système chromatographique extrêmement tives offertes, aucune méthode ne permet aujourd’hui une analyse
reproductible, leur masse mesurée le plus précisément possible et exhaustive de l’ensemble des protéines contenues dans un échantillon
l’intensité associée sur le spectre de masse. Pour réaliser la quantifica- biologique donné. La première limitation est sans nul doute la gamme
tion, une mesure de l’intensité des pics chromatographiques est réalisée dynamique des protéines présentes dans un échantillon ; par exemple,
pour chaque peptide généré à partir d’expériences de LC-MSMS de dans un échantillon sanguin, elle est de l’ordre de 10 log (de 50 mg/ml
chaque échantillon individuellement (Figure 5-9). Ce signal est pro- d’albumine à 5 pg/ml d’une cytokine). Dans les conditions optimales,
portionnel à la concentration du peptide dans l’échantillon analysé si les l’E-2D ne permet d’étudier qu’environ 3 log de variation de
concenéchantillons présentent une complexité similaire. La comparaison de tration et les techniques LC-MSMS, environ 4 à 5 log.
ces mesures au travers des différentes expériences propose ainsi des don- Par ailleurs, comme cela a été évoqué précédemment, les protéines
nées quantitatives pour des milliers de peptides, qui sont parallèlement membranaires particulièrement hydrophobes font partie des protéines
soumis à des expériences de fragmentation pour déterminer leur les plus difficiles à caractériser en raison de leur solubilité très limitée
séquence, ce qui permet de remonter à l’abondance de la protéine cor- dans les milieux conventionnels d’étude. Des développements adaptés
respondante. Pour traiter cette quantité massive d’informations, il est doivent être envisagés quand cette famille de protéines se trouve au
fondamental d’avoir recours à des outils informatiques dédiés capables cœur de l’investigation.
d’extraire les informations pertinentes à partir des données brutes de Une autre limite de l’analyse protéomique est liée au fait qu’un
indispectrométrie de masse. vidu donné est constamment soumis à des agressions diverses (virus…)
Intensité
Intensité
Intensité
Intensité
IntensitéINTÉRÊT DE L’ANALYSE PROTÉOMIQUE DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 69
ou sujet à des variations physiologiques (climatère…) qui peuvent sen- pression de l’hétéro-complexe S100A8 (appelée MRP8 ou
siblement modifier le contenu protéique d’un échantillon biologique calgranuline A)/S100A9 dans le plasma de 23 patients atteints de
donné. Ce paramètre est à prendre en compte dans toute étude com- polyarthrite rhumatoïde [8]. L’étude par chromatographie liquide
parative d’échantillons biologiques prélevés chez un même individu à haute performance (HPLC pour high-performance liquid
chromatogrades moments différents en raison de variations qui pourraient être liées phy) du plasma d’un nombre plus restreint de patients souffrant de PR
à un événement intercurrent plutôt qu’au changement d’état étudié. a confirmé la possibilité d’utiliser les protéines de la famille S100
comme biomarqueurs diagnostiques de la polyarthrite rhumatoïde
[63]. La technique SELDI-TOF, plus adaptée à l’analyse d’un nombre
Applications cliniques important d’échantillons, suggère que la protéine S100A8 donne une
sensibilité de 75 p. 100 et une spécificité de 85 p. 100 concernant le de l’analyse protéomique
diagnostic de polyarthrite rhumatoïde [7]. Dans une autre étude, Liu
et al. montrent qu’un algorithme combinant quatre biomarqueurs Les applications cliniques de l’analyse protéomique ont d’abord
détectés par cette même technique offre une sensibilité de 90 p. 100 et concerné l’oncologie, pour le cancer de l’ovaire [39] et le cancer
coloune spécificité de 92 p. 100 pour le diagnostic de polyarthrite rhuma-rectal [50], puis l’hématologie pour les lymphomes malins non
hodgtoïde [31].kiniens [62]. Les études concernant les maladies systémiques et les
rhumatismes inflammatoires chroniques sont nombreuses depuis
quelAnalyse protéomique du liquide synovial ques années. La comparaison des empreintes protéomiques de liquides
biologiques, tels que le sérum, le plasma, le liquide synovial ou la et de la salive
salive, est une formidable opportunité pour caractériser de nouveaux Le liquide synovial reflète de manière plus fine l’atteinte du tissu
biomarqueurs utiles au diagnostic de rhumatismes inflammatoires, à synovial dans la polyarthrite rhumatoïde tout comme la salive celle des
l’évaluation de leur pronostic ou de leur réponse aux traitements. glandes salivaires dans le syndrome de Gougerot-Sjögren.
Une étude a comparé en utilisant une approche de type
SELDITOF le protéome du liquide synovial de polyarthrite rhumatoïde à Apport physiopathologique
celui d’arthrose et d’arthrite non rhumatoïde [3]. Parmi les 74 pics
L’une des premières applications de l’analyse protéomique est l’éta- protéiques du liquide synovial dont l’intensité est statistiquement
difblissement de cartes caractéristiques d’un tissu ou d’un type cellulaire férente entre les groupes « polyarthrite rhumatoïde » et arthrose et les
donné et l’identification des protéines qui la composent. Ainsi l’ana- 27 pics dont le signal diffère dans le liquide synovial de polyarthrite
lyse du protéome de synoviocytes de type fibroblastique, isolés à partir rhumatoïde et de synovite non rhumatoïde, les trois biomarqueurs les
du tissu synovial de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde [6], a- plus surexprimés dans le groupe « polyarthrite rhumatoïde » sont les
t-elle permis de mettre en évidence 368 spots protéiques, parmi les- protéines S100A8, S100A12 et S100A9. La protéine S100A8, dont
quels ont été identifiées 192 protéines distinctes. Parmi celles-ci, cer- l’expression est 10 à 15 fois plus importante dans le liquide synovial de
taines sont des antigènes cibles de la réponse auto-immune observée au polyarthrite rhumatoïde, donne une sensibilité de 91 p. 100 et une
cours de la polyarthrite rhumatoïde. C’est le cas de HC gp39, protéine spécificité de 75 p. 100 pour le diagnostic de polyarthrite rhumatoïde
exprimée par les chondrocytes et les macrophages et impliquée dans la devant une situation d’arthrite indifférenciée.
réparation et le remodelage tissulaire, ou de Bip, protéine de stress à Le syndrome de Gougerot-Sjögren, fréquemment associé à la
polyactivité chaperonne, dont le rôle protecteur vis-à-vis de la sévérité de la arthrite rhumatoïde, peut parfois poser des difficultés diagnostiques.
maladie a été démontré dans un modèle animal d’arthrite au collagène. Des études protéomiques de la salive de patients souffrant de cette
D’autres protéines du protéome synovial sont impliquées dans la pathologie ont montré la surexpression de la β -microglobuline et
2réponse inflammatoire, comme la galectine 1, ou dans la prolifération
d’IgG , mais aussi des taux élevés de certaines protéines (α-défensine, κdes fibroblastes, comme la galectine 3. Ces résultats suggèrent
l’implicalmoduline, calgranulines…) reflétant le degré de destruction des
cation des synoviocytes de type fibroblastique dans la pérennisation du
acini glandulaires ou l’importance de l’inflammation locale [23, 45].
pannus synovial de la polyarthrite rhumatoïde. Dans la même optique
Cependant, l’amylase, par exemple, est surexprimée dans la première
ont été identifiées 93 protéines exprimées par des chondrocytes en
culétude et sous-exprimée dans la deuxième. Ces résultats discordants
ture [44], parmi lesquelles on trouve également une surexpression de
peuvent s’expliquer par l’hétérogénéité des populations étudiées.
protéines cibles de la réponse anticorps telles que la vimentine, des
annexines et des Hsp.
Identification de nouvelles populations
d’auto-anticorps par analyse protéomique Aide au diagnostic
de lignées cellulaires
L’importance d’un traitement précoce dans la polyarthrite rhuma- Le criblage des cartes protéomiques à l’aide de sérums issus de
malatoïde n’est plus à démontrer [13]. L’analyse protéomique peut-être des atteints de maladies articulaires inflammatoires peut conduire à
alors extrêmement intéressante car elle parvient à identifier des protéi- identifier de nouvelles populations d’auto-anticorps et, ainsi, à de
nounes spécifiquement exprimées dans des conditions pathologiques et veaux marqueurs de ces affections.
dans différents milieux biologiques permettant une orientation tant Par cette approche d’immunoprotéome, la protéine triose
phosdiagnostique que thérapeutique rapide et ciblée. phate isomérase (TPI) a été identifiée, à partir de cartes protéomiques
de chondrocytes, comme étant la cible antigénique d’auto-anticorps
Analyse protéomique du sérum ou du plasma présents chez 25 p. 100 des patients présentant une arthrose,
permettant de les différencier de ceux atteints de polyarthrite rhumatoïde Après avoir montré par E-2D couplée à la spectrométrie de masse
que la protéine S100A9 (appelée MRP14 ou calgranuline B) est surex- [61]. Ce résultat a été confirmé dans un deuxième temps par des tests
primée dans le liquide synovial, Drynda et al. ont caractérisé la surex- ELISA, en utilisant comme antigène la protéine recombinante et en 70 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
comparant la réactivité des sérums de patients atteints d’arthrose, de modifiée après 12 semaines de traitement. Une diminution significative
polyarthrite rhumatoïde et de lupus érythémateux systémique (LES). chez les répondeurs de plusieurs protéines (CRP, C3, C5, C1Inh,
Apo A , serpines, S100A8) a été notée. Le profil cytokinique sérique Par une approche similaire d’analyse protéomique ciblée couplant 1
peut également nous apporter des renseignements intéressants. La l’E-2D à la spectrométrie de masse de type MALDI-TOF, une étude
concentration de douze cytokines (IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-2, IL-8, IL-4, menée à partir de sérums de patients atteints de PR débutante, recrutés
IL-10, TNF-α, INF-γ, MCP-1 [monocyte chemoattractant protein-1], dans la cohorte VErA, criblés sur un extrait protéique issu de la lignée
EGF [epithelial growth factor], VEGF [vascular endothelial growth fac-HL-60, a permis de mettre en évidence un panel d’auto-antigènes,
tor]) a été dosée dans 33 polyarthrites rhumatoïdes au début, puis après déjà connus (RA33…) ou nouveaux (FUSE-BP), citrullinés ou natifs,
3 mois d’un traitement par étanercept (2 × 25 mg/sem), date à laquelle appartenant à deux familles que sont les molécules chaperonnes (BIP,
il existait 24 répondeurs et 9 non-répondeurs. Un taux initial élevé de HSP 60, calréticuline) et les enzymes de la voie glycolytique telles que
MCP-1, d’EGF et de CRP était associé a une bonne réponse thérapeu-l’aldolase et l’α-énolase [17, 46]. La question se pose de savoir si la
tique avec une sensibilité de 87 p. 100 et une spécificité de 75 p. 100 sensibilité des tests actuellement disponibles pour la détection des
[11]. La même équipe a conduit une étude chez 46 patients traités par anticorps antiprotéine citrulinée (ACPA) est optimale Ainsi cette
rituximab (1 000 mg de J1 à J14). Les répondeurs avaient une concen-sensibilité pourrait-elle être plus élevée grâce à l’incorporation dans
tration de MCP-1 et d’EGF supérieure, à 3 mois, par rapport aux non-les tests de nouveaux déterminants antigéniques citrullinés identifiés
répondeurs, mais aucune cytokine ne permettait initialement de discri-à partir de l’analyse de la réactivité de sérums de polyarthrite
rhumaminer les répondeurs des non-répondeurs. Trocmé et al. [54] ont ana-toïde débutante sur une puce contenant des protéines déiminées
lysé par une technique SELDI-TOF le plasma de 60 patients souffrant dérivées de la synoviale rhumatoïde ou sur une carte protéique
étade polyarthrite rhumatoïde juste avant le traitement par infliximab. blie à partir d’un extrait de cellules HL-60 [17, 24]. Toutefois,
Après 30 semaines, 28 patients étaient non-répondeurs (ACR 20 néga-50 p. 100 des rhumatismes inflammatoires périphériques débutants
tifs), alors que 32 patients avaient une bonne réponse à l’infliximab restent inclassés en raison de l’absence d’ACPA d’où l’intérêt
d’iden(ACR 70 positifs). Les protéines Apo A et PF4 (platelet factor 4) étaient tifier de nouvelles populations d’auto-anticorps. À ce titre, l’équipe 1
surexprimées respectivement dans le groupe avec une bonne et une de J. Roudier a mis en évidence par criblage sur une biopuce à
protéines de nouvelles populations d’auto-anticorps (anti-PAD4,
antiTableau 5-II Biomarqueurs actuellement identifiés par technique
BRAF) qui sont également observées dans les polyarthrites
rhumaprotéomique dans différentes pathologies rhumatologiques.
toïdes sans ACPA [1]
Pathologie Échantillon Biomarqueurs confirmés
Apport pronostique
Polyarthrite Sérum AAT, CRP, SAA, protéines S100
rhumatoïde
L’évolution structurale, prédictive du handicap à moyen et long
termes, est un critère d’évaluation primordial de la polyarthrite rhuma- Plasma Apolipoprotéine, COLT1, SAA, PF4
toïde. Malheureusement, les performances de l’imagerie demeurent
Liquide Aldolase A, annexine, protéine S100 A8 imparfaites [2]. La présence d’auto-anticorps et d’un syndrome
ou membrane (également appelée MRP8),
inflammatoire important sont notoirement corrélés à une évolution
synovial cathepsine D, CRP, ENOA, IgG , MnSOD,
κpéjorative sur le plan structural [57]. L’analyse protéomique du liquide NGAL, PRDX2, PRDX4, SOD2, TPI,
synovial de 15 polyarthrites rhumatoïdes érosives, de 15 non érosives TXNDC5
et de 15 patients sains a suggéré que 6 protéines de la famille S100,
Salive 6-PGDH, protéine 14-3-3, dont S100A8, S100A9 et S100A12, étaient présentes chez les patients
apolipoprotéine A, protéine S100 A8,
ayant des destructions articulaires [29]. Une étude transversale a pu protéine S100 A89 (également appelée
valider ces résultats dans une plus grande cohorte de 145 patients [18] MRP14), E-FABP, GRP78/BiP, PRDX5
au moyen d’un dosage ELISA. De manière encore plus intéressante,
Arthrose Membrane synoviale, ANNX-1, COLL-I and VI, Hsp 27, HtrA1, ROS, une étude prospective incluant 124 polyarthrites rhumatoïdes [19]
cartilage SOD2, TRAP1, vimentine
souligne que le dosage initial de certains de ces biomarqueurs est pré- ou chondrocytes
dictif de l’évolution structurale à 10 ans. en culture
Spondylarthrite Sérum Précurseur de l’haptoglobine
Apport théranostique
Leucocytes SOD
L’analyse du protéome peut être appréhendée de manière différente
Lupus Urine Hepcidine 20 et 25, PGD , rénine, SAP, 2dans le contexte de l’évaluation de la réponse au traitement (aspect
théSOD, protéases totales
ranostique). Certaines études comparent le protéome avant et après le
début d’un traitement afin d’analyser les variations spécifiques associées Syndrome Salive α-Amylase, α-défensines , β-actine,
à la réponse ou non-réponse thérapeutique. D’autres équipes adoptent de Gougerot- protéines S100A8, protéine S100A9,
Sjögren anhydrase carbonique, précurseur une autre approche qui consiste à déterminer des facteurs prédictifs de
de la cystatine, kératineréponse avant le début du traitement chez des patients suivis de manière
prospective. Drynda et al. [8] ont analysé le plasma de 40 polyarthrites Glande salivaire α-Défensines, calmoduline
rhumatoïdes traitées par étanercept (2 × 25 mg/sem). Une association
AAT : α -antitrypsine ; ANNX-1 : annexine 1 ; COLL-I : collagène de type I ; COLT1 : coactosine-like 1 ; entre l’efficacité à 3 mois de l’étanercept et une diminution des protéi- 1
CRP : protéine C réactive ; E-FABP : epidermal fatty-acid binding protein ; ENOA : α-énolase ; GRP78/
nes S100A8/S100A9 était constatée chez les patients répondeurs selon BiP : 78 kDa glucose-regulated protein precursor (également appelée binding immunoglobulin
protein) ; IgG : chaîne κ des immunoglobulines ; MnSOD : superoxyde dismutase à manganèse ; κles critères EULAR. Une étude récente a montré, à partir du sérum de MRP8 : myloid-related protein 8 ; NGAL : neutrophil gelatinase-associated lipocalin ; PF4 : platelet
factor 4 ; 6-PGDH : 6-phosophogluconate déshydrogénase ; PRDX2 : peroxyrédoxine 2 ; SAA : sérum 10 polyarthrites rhumatoïdes traitées par infliximab ayant une bonne
amyloïde A ; SOD : superoxyde dismutase ; TPI : triose phosphate isomérase ; TRAP1 : tumor necrosis
réponse EULAR, la présence de 30 protéines dont l’expression était factor receptor-associated protein 1 ; TXNDC5 : thioredoxin domain-containing protein 5.INTÉRÊT DE L’ANALYSE PROTÉOMIQUE DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 71
5. BOGGS SE. Protein profiling in respiratory disease : techniques and mauvaise réponse. De plus, l’analyse combinée de cinq marqueurs
proimpact. Expert Rev Proteomics, 2004, 1 : 29-36.téiques dont PF4 et Apo A a permis de différencier les patients répon-1
6. DASURI K, ANTONOVICI M, CHEN K et al. The synovial proteome : deurs et non-répondeurs avec une sensibilité et une spécificité de plus de
analysis of fibroblast-like synoviocytes. Arthritis Res Ther, 2004, 6 :
97 p. 100. R161-R168.
Par ailleurs, une étude du profil protéique du sérum de patients 7. DE SENY D, FILLET M, MEUWIS MA et al. Discovery of new
rheumaatteints de la maladie de Still [34] et recevant un traitement convention- toid arthritis biomarkers using the surface-enhanced laser desorption/
nel ou un anticorps monoclonal bloquant le récepteur de l’IL-6, a été réa- ionization time-of-flight mass spectrometry ProteinChip approach.
Arthritis Rheum, 2005, 52 : 3801-3812.lisée par la technique SELDI-TOF. L’intérêt de cette étude, qui ne porte
8. DRYNDA S, RINGEL B, KEKOW M et al. Proteome analysis reveals que sur un petit nombre de patients, est de montrer des variations de
disease-associated marker proteins to differentiate RA patients from profils protéiques chez un même patient avant et après traitement. Il
other inflammatory joint diseases with the potential to monitor
antiserait ainsi possible de définir un profil d’activité de la maladie, voire sur TNFalpha therapy. Pathol Res Pract, 2004, 200 : 165-171.
la présence de quelques pics, de pouvoir prédire la réponse au traitement. 9. DUCRET A, VAN OOSTVEEN I, ENG JK et al. High throughput protein
Le tableau 5-II résume la liste des biomarqueurs identifiés actuelle- characterization by automated reverse-phase
chromatography/electrospray tandem mass spectrometry. Protein Sci, 1998, 7 : 706-719.ment par technique protéomique dans différentes pathologies
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logy for cytokine profiling predicts etanercept responsiveness in
rheumatoid arthritis. Clin Exp Immunol, 2008, 153 : 188-195.
L’analyse protéomique est très prometteuse en rhumatologie ENN JB, MANN M, MENG CK et al. Electrospray ionization for mass 12. F
comme dans de nombreuses pathologies. Elle conduira à une spectrometry of large biomolecules. Science, 1989, 246 : 64-71.
meilleure connaissance des différents mécanismes physiologiques ou 13. FINCKH A, LIANG MH, VAN HERCKENRODE CM, DE PABLO P.
Longterm impact of early treatment on radiographic progression in rheuma-pathologiques en jeu et permettra de nombreuses avancées dans le
toid arthritis : a meta-analysis. Arthritis Rheum, 2006, 55 : 864-872.suivi des patients, en particulier par l’apport de marqueurs prédictifs
14. GHARAHDAGHI F, WEINBERG CR, MEAGHER DA et al. Mass spectro-de sévérité et de réponse aux traitements. La voie de l’automatisation
metric identification of proteins from silver-stained polyacrylamide
de ces technologies est ouverte et devrait permettre aux biomar- gel : a method for the removal of silver ions to enhance sensitivity.
queurs d’apparaître en routine. Electrophoresis, 1999, 20 : 601-605.
15. GHARBI S, GAFFNEY P, YANG A et al. Evaluation of two-dimensional Perspectives Nous sommes à l’ère de la prédiction. La protéomique
differential gel electrophoresis for proteomic expression analysis of a est l’une des approches qui devrait nous permettre d’évoluer vers la
model breast cancer cell system. Mol Cell Proteomics, 2002, 1 : 91-98.médecine personnalisée fondée sur l’administration de traitements
16. GILBERT K, FIGUEREDO S, MENG XY et al. Serum protein-expression
ayant une action ciblée à des patients sélectionnés au moyen de bio- profiling using the ProteinChip biomarker system. Methods Mol
marqueurs. Leur identification devrait être facilitée par le développe- Biol, 2004, 264 : 259-269.
ment des techniques abordées dans ce chapitre et la mise à disposition 17. GOËB V, THOMAS-L’OTELLIER M, DAVEAU R et al. Candidate
autoantigens identified by mass spectrometry in early rheumatoid arthritis de nouvelles technologies telles que les approches de type MALDI-MS
are chaperones and citrullinated glycolytic enzymes. Arthritis Res réalisées directement sur des biopsies tissulaires et d’outils
bio-inforTher, 2009, 11 : R38.matiques et biostatistiques de plus en plus performants, facilitant
18. HAMMER HB, ODEGARD S, FAGERHOL MK et al. Calprotectin (a
l’interprétation de ces données à grande échelle.
major leucocyte protein) is strongly and independently correlated
L’intérêt de l’analyse protéomique ne se limite pas au diagnostic, au with joint inflammation and damage in rheumatoid arthritis. Ann
pronostic et à la prédiction de réponse. Il réside également dans notre Rheum Dis, 2007, 66 : 1093-1097.
19. HAMMER HB, ODEGARD S, SYVERSEN SW et al. Calprotectin (a major capacité à évaluer l’activité de la maladie lorsque les paramètres usuels
S100 leucocyte protein) predicts 10-year radiographic progression in font défaut et à optimiser le monitorage des immunosuppresseurs et
patients with rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis, 2010, 69 : 150-154.des biomédicaments.
20. HANSEN KC, SCHMITT-ULMS G, CHALKLEY RJ et al. Mass
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DANS LES MALADIES
SYSTÉMIQUES
Yves RENAUDINEAU, Sophie HILLION, Alain SARAUX
et Pierre YOUINOU
Les « maladies systémiques » sont disparates par définition, puisque, Anatomie et physiologie du noyau
pour être qualifiées de systémiques, il faut qu’elles essaiment leurs
dommages à partir de l’organe touché le premier. L’efflorescence des Acide désoxyribonucléique
anomalies biologiques et, en particulier, les perturbations immunolo- Le nucléotide élémentaire comprend une base azotée, un pentose
giques reflètent l’hégémonie du système immunitaire dans la genèse de et un ou plusieurs groupements phosphates. Deux chaînes de
ces maladies. nucléotides, où les phosphates alternent avec les désoxyriboses,
Les examens immunologiques n’ont pas cessé de se perfectionner. s’enroulent l’une autour de l’autre de façon antiparallèle. Leurs
Du même coup, les auto-anticorps se sont multipliés. Le fantasme que maillons sont unis par des liaisons covalentes et chaque sucre est
pronous poursuivons est de valider un examen ayant gagné de la spécifi- longé d’une base purique (adénine et guanine) ou d’une base
pyrimicité sans perdre de sensibilité, d’étrenner un mythique « profil dique (cytosine et thymine) dans l’axe de la double hélice où elles se
sérologique » et de garantir l’anomalie qui, à coup sûr, augure une combinent au brin opposé (Figure 6-1). On parle d’ADN de
poussée, annonce une rechute ou prélude à une complication. Soyons forme B quand la double hélice tourne vers la droite et d’ADN de
francs, ce pari est perdu d’avance.Z quand elle tourne vers la gauche. L’ADN des eucaryotes se
La contrepartie de cette pléthore est que les performances des exa- distingue de celui des procaryotes par l’addition d’un groupement
mens biologiques sont inégales, il faut donc privilégier l’examen le plus méthyl sur le motif cytosine précédant une guanine (CpG)
adapté pour éviter une surenchère technologique. Pour faciliter la (Figure 6-2). Le nucléole qui n’a pas de membrane propre contient
décision, envisageons successivement les anticorps antinucléaires et les une boucle d’ADN qui rapproche l’extrémité du bras court des
anticorps antiphospholipides, les facteurs rhumatoïdes, suivis des anti- chromosomes 13, 14, 15, 21 et 22, pour constituer la nucleolar
orgacorps contre les peptides cycliques citrullinés, les anticorps anticyto- nizing region (NOR).
plasme des polynucléaires neutrophiles et un « fourre-tout »
regroupant les anticorps qui reconnaissent un organelle précis, ceux qui
pointent une molécule en particulier et ceux qui frappent une cellule
plutôt qu’une autre. Un texte consacré aux auto-anticorps n’élude pas
Squelette
certaines considérations théoriques. Après ces explications, le praticien pentose-phosphate
A G Ttrouvera, un vade-mecum destiné à l’exercice quotidien de l’immuno- C3’ C CTpathologie.
T AAC AGGG A
TT LiaisonsAnticorps antinucléaires Base
hydrogène5’
Les anticorps antinucléaires (AAN) sont éclectiques puisqu’ils n’ont 1 tour d’hélice ≈ 3,4 nm
en commun que la localisation nucléaire des structures qu’ils
reconnaissent. On leur agrège ceux qui correspondent à des molécules qui se
sont installées dans le cytoplasme, mais qui venaient du noyau. Toute
recherche d’AAN commence par le dépistage et se poursuit par
l’analyse des antigènes en cause. Grosso modo, les antigènes nucléaires se
répartissent entre ceux qui sont insolubles dans un tampon salin et
ceux qui ne le sont pas. La liste des anticorps anti-antigènes nucléaires
insolubles rassemble ceux qui ciblent les acides désoxyribonucléiques
(ADN) et ribonucléiques (ARN), ceux qui visent les protéines de la
chromatine et ceux qui discernent des déterminants constitués par
l’union de l’ADN et de protéines sur les désoxyribonucléoprotéines Petit sillon Grand sillon
(DNP). Les techniques de biologie moléculaire ont enrichi la liste des
anticorps contre les antigènes nucléaires solubles. Figure 6-1 Structure de la molécule d’acide désoxyribonucléique.74 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
NHNH 22
U1 U2Exon A Exon B
CH
3H N DNMT N Intron
Pré-ARNm
HH U6O U4O
NN
H U4 U1U5H
Figure 6-2 Structure de la cytosine et de la S-méthylcytosine. La
Sméthylcytosine ADN méthyl transférase (DNMT) est responsable de la
U2 Exon BExon A U6ation de l’ADN dans les cellules eucaryotes.
U5
U2Acides ribonucléiques U6
L’ARN des eucaryotes ne possède qu’une seule chaîne où l’uracile U5
remplace la thymine et qui se replie en épingle à cheveux. Il se forme
dans le noyau puis gagne le cytoplasme. Il en existe plusieurs variétés :
IntronARN messager (ARNm), ARN de transfert (ARNt) et ARN
ribosomique (ARNr) dont la maturation dépend d’un complexe
ribonucléoExon A Exon Bprotéique (Tableau 6-I).
L’ARN polymérase II transcrit l’ADN en pré-ARNm (ou
heterogeARNmneous nuclear [hn] ARN) : c’est la variété de sa taille qui le distingue
des autres. Ce précurseur sera modifié, l’extrémité 5’ est coiffée par
Figure 6-3 L’excision-épissage des pré-ARNm dans le splicéosome est
une séquence de tête et la polyA polymérase accroche 100 à assuré par les small nuclear ribonucloprotéines (snRNP) U1, U2, U4/U6
200 résidus d’acide adénylique à l’extrémité 3’. Le pré-ARNm marie et U5.
des régions codantes et non codantes, désignées respectivement introns
et exons. Les premiers sont excisés et les seconds épissées. Le produit
final est l’ARNm. L’ARN polymérase I agit dans le nucléole, appareil La maturation des différents ARN est assurée par des small nuclear
de production des ribosomes, le pré-ARNr est transcrit à partir de la ribonucloprotéines (snRNP) au sein d’un complexe de grande taille, le
NOR et totalise 13 000 nucléotides. Ce pré-ARNr est ensuite clivé en spliceosome. On compte 22 snRNP qui sont désignés par le préfixe U
trois segments (Figures 6-3 et 6-4). Le premier (de 18 unités Svedberg car l’ARN qui les compose est riche en uracil. Les snRNP se fixent
[S]) forme l’extrémité 40S des ribosomes. Celui de 5,8S et celui de 28S tous dans le nucléoplasme, à l’exception des U3, U8 et U13 qui
émis’attachent à un ARNr de 5S dont la transcription s’effectue dans le grent dans le nucléole. Dans le noyau, les snRNP sont au nombre de
cytoplasme par l’ARN polymérase III pour constituer la sous- quatre : U1, U2, U5 et U4/U6, U4 étant complémentaire de la
unité 60S des ribosomes. Enfin, transcrites par l’ARN polymérase III, séquence de U6 (Figure 6-5). Notons qu’U1, mais aussi U2 et U4/U6,
les molécules d’ARNt, sont originales, puisque chacune reconnaît un jouent un rôle important dans l’excision-épissage des pré-ARNm. De
acide aminé unique, alors que celui-ci s’adapte à plusieurs ARNt. plus, U4/U6 concourt à leur polyadénylation. Le splicéosome
comTableau 6-I Caractéristiques des différents acides ribonucléiques.
Appellation Abréviation Polymérase assurant sa transcription Localisation Pourcentage du total de l’ARN
ARN messager Pré-ARNm II Noyau 7
ARNm II Cytoplasme 3
ARN de transfert ARNt III Cytoplasme 12
ARN ribosomique ARNr I Nucléole 71
Pré-ARNr I Nucléole 4
18S I Sous-unité 40S
5,8S I Sous-unité 60S
28S I Sous-unité 60S
5S III Sous-unité 60S 1
Ribonucléoprotéines RNP III 2
– nucléaires snRNP Noyau
– nucléolaires snoRNP Nucléole
– cytoplasmiques scRNP CytoplasmeAUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 75
Boucle de l’organisation
nucléolaire (ADN)
Gène ARNr
Transcription Précurseur
de l’ARNr 45S
Protéines
Granderibosomiques
particulefabriquées
ribonucléoprotéiquedans le Recyclage de l’ARN
cytoplasme et des protéines
RNAse P/MRPimpliquées dans
ARNr 5S la maturation
fabriqué NUCLÉOLE
en dehors
18 5,8S 28Sdu nucléole
ARNr
Grosse sous-unité M ¥
non matureNOYAU Exosome
(PM/Scl)Grosse Boîte C/D Boîte HACAsous-unité snoRNP snoRNP
Petite CYTOPLASME
sous-unité Figure 6-5 Acide ribonucléique ribosomique transcrit à partir de la
nucleolar organizing region et coupé en trois morceaux dans le
nucléole.Le transport et l’activation
produisent des ribosomes
fonctionnels
5,8SARNr ARNr5S condensation de la chromatine est renforcée par le recrutement de 18S 28S
l’histone internucléosomique H1 par les histones du core.
Sous-unité Sous-unité Enzymes L’ADN mobilise une pléiade d’enzymes : entre autres, les
40S 60S
ADN polymérases qui dirigent la réplication de l’ADN, les ARN
polymérases qui règlent la transcription des différents ARN, les ADN
topo-isomérases qui coupent les brins d’ADN et les poly[adénosine
Figure 6-4 Formation des acides ribonucléiques ribosomiques. diphosphate (ADP)-ribose] polymérases qui contrôlent les rapports
entre ADN et protéines nucléaires.
Autres protéines Au moment de la métaphase, les deux nouvelles
molécules d’ADN évoluent sous forme de chromatides filles unies par prend également des protéines chargées de recruter les snRNP, telles
leur centromère. Celui-ci abrite au moins six peptides, les centromere
que Sc35, SF2 et U2AF. D’autres petits ARN ont été affectés du
préproteins (CENP), classés de A à F. De plus, la cycline est une protéine
fixe hY dans le cytoplasme (h pour human et Y pour cytoplasmic) et
de 36 kDa secondant l’une des ADN polymérases et assimilable aux
numérotés d’hY1 à hY5. Enfin, les petits ARN du nucléole sont
appeproliferating cell nuclear antigens (PCNA). La topo-isomérase (ou
lés small nucleolar (snoARN).
Scl70) est chargée de l’organisation spatiale de l’ADN, cette dernière
est présente dans le noyau et les nucléoles. Les protéines Ki, Ku, PL9 Protéines
ou p70/p80 et les protéines Mi1 et Mi2 en sont d’autres [53].
PROTÉINES LIÉES À L’ADN • Histones La quasi-totalité de
PROTÉINES LIÉES À L’ARN • hnRNP Les pré-ARN sont associés l’ADN eucaryote est conjugué à des protéines. L’ADN étant acide et
à une trentaine de peptides, constituant autant d’hnRNP. Une lettre positif à cause de ses groupements phosphates, les protéines – et en
(et quelquefois un numéro) a été attribuée à chacune de ces protéines particulier les histones – sont basiques et négatives en raison de leur
dans l’ordre de leur description. Le peptide de 34 kDa A1 et le peptide richesse en arginine et en lysine. Leur nomenclature (H1, H2A, H2B,
de 36 kDa A2 (RA33) en sont des exemples.H3 et H4) suit l’ordre dans lequel elles ont été extraites. L’ADN
s’enroule autour de H2A, H2B, H3 et H4 pour forger le core particle snRNP Les snARN recrutent différentes protéines pour former les
de la chromatine. La double hélice d’ADN tourne presque deux fois snRNP, certaines sont constantes (Tableau 6-II), comme les
autour des huit molécules d’histones ; les deux copies d’H3 et d’H4 protéines Sm, alors que d’autres sont spécifiques comme la protéine
plongent à l’intérieur de l’octamère ; et les deux copies d’H2A et 68kDa et les protéines A et C d’U1 snRNP (Figure 6-6). Les
d’H2B regardent vers l’extérieur pour former le nucléosome. Les protéines Sm s’organisent sous la forme d’un anneau heptamérique de
modifications post-traductionnelles des histones (acétylation, méthyla- 20 nm de diamètre dans lequel s’enfile l’ARN. La taille de B, D1, D2,
tion…) contrôlent l’ouverture et la fermeture de la chromatine et donc D3, E, F et G oscille de 13 à 28 kDa. Le B possède trois variants : B,
l’accès à l’ADN des protéines régulatrices et des polymérases [8]. La B’ et N.76 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Tableau 6-II Protéines des ribonucléoprotéines du noyau.
snRNP 68 kD A A’ BB’ B’’ C DD’ E F G
U1 Oui Oui Non Oui Non Oui Oui Oui Oui Oui
U2 Non Non Oui Oui Oui Non Oui Oui Oui Oui
U4-U6 Non Non Non Oui Non Oui Oui Oui Oui Oui
U5 Non Non Non Oui Non Non Oui Oui Oui Oui
On distingue différentes formes de protéines SS-A (Ro) selon le type U1 ARN
cellulaire considéré. Ainsi, deux autres peptides, l’un de 60 kDa et
l’autre de 54 kDa, ont été extraits des globules rouges et leurs
antigé68 kDa nicités bien que proches diffèrent. Quant aux sérums anti-La (ou SS-B
[sicca syndrome B]), ils réagissent avec une protéine de 46 à 48 kDa
ainsi qu’avec ses produits de dégradation. D’autres peptides sont
antigéniques, notamment les phosphoprotéines (PP) P0, P1 et P2, qui
s’arriment à la sous-unité 60S des ribosomes.
Les amino-acyl-ARNt synthétases scellent l’acide aminé
correspondant à l’anticodon de l’ARNt dont elles sont elles-mêmes solidaires,
A constituant autant de scRNP. Il s’agit des synthétases de l’histidine
(Jo-1), de la thréonine (PL-7) ou de l’alanine (PL-12).C
D3B Autres RNP Ce sont la protéine de 54 kDa complexée à l’ARN de la
D1 signal recognition particle (SRP), la séquence répétitive coupée par G
l’enzyme de restriction Alu sur l’ADN et l’Alu-RNP, la cupule proti-D2
dique de 68 kDa d’un autre RNP.EF
PROTÉINES INDÉPENDANTES DES ACIDES NUCLÉIQUES •
Protéines de structure Le nucléoplasme est isolé du cytoplasme par
une double membrane lipidique. Un lacis protéique, dont le
constituant principal est la laminine, en tapisse la face nucléoplasmique.
Figure 6-6 U1-snRNP. Neuf peptides appendus à une molécule d’acide
Protéines du nucléole L’exosome (PML/ScL) du nucléole com-ribonucléique riche en uridine.
prend onze sous-unités [11]. Le complexe U3 snoRNP qui comporte
pas moins de six protéines, dont la fibrillarine, a été découverte ensuite
et le système Th-To, plus tard encore.
scRNP Les scARN (sc pour small cytoplasmic) arborent également des Protéines de la membrane nucléaire Cette membrane inclut au
peptides (Figure 6-7). Dans les lymphocytes, une protéine de 60 kDa moins trois structures : les isoformes A, B et C de la lamine, les
laminaporte l’essentiel de l’immunogénicité de la particule Ro (ou SS-A [sicca associated peptides (LAP) 1 et 2 et deux glycoprotéines (gp), la gp210 et la
syndrome A]). Le poids moléculaire de la deuxième est de 52 kDa [19]. gp58, qui sont les éléments majeurs des pores membranaires (Figure 6-8).
hY1 ARN Cytoplasme
Pore nucléaire
Membrane
externe
Ro 52 (SS-A) Ro 60 (SS-A) Membrane gp210interne
LAP2LAP1 p58
La (SS-B)
Lamine A
Lamine B
Nucléoplasme
Chromatine
Figure 6-7 hY1 scRNP (human cytoplasm small cytoplasmic
ribonucleoprotein). Il contient les protéines cibles des anticorps anti-SS-A (Ro) Figure 6-8 Architecture de la membrane nucléaire avec les deux types
(sicca syndrome A) et anti-SS-B (La) (sicca syndrome B). de lamine et les lamina-associated peptides (LAP).AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 77
Tableau 6-III Différents aspects des anticorps antinucléaires retrouvés
sur cellules HEp-2 [64].
Membrane nucléaire
– homogène (lamine) ou ponctuée (gp210)
Noyau
– homogène
– moucheté : large (U1-snRNP), rugueux (Sm), fin (SS-A, SS-B, Mi-2, ku…) et
finement granuleux (Scl-70)
– pléiomorphique (PCNA)
– centromérique (CENP-A à CENP-H)
– taches nucléaires (dots), multiples (sp100, PM2) ou isolés (p80-coïline)
Nucléole
– homogène ou ponctué
Fuseau mitotique
– centriole (centrosome)
– extrémité du fuseau (NuMA, MSA-1)
– jonctions intracellulaires ou midbody (MSA-2, CENP-E)
– granulations périchromatiniennes (MSA-3, CENP-F)
Cytoplasme
– diffus, moucheté, organites (mitochondries, lysosomes, ribosome, appareil de
Golgi), protéines de contact et cytosquelette (actine, vimentine)Figure 6-9 Cellule de Hargraves. C’est un polynucléaire neutrophile
(PNN) ayant phagocyté le noyau, préalablement reconnu par les
anticorps antinucléosomes d’un lymphocyte ou d’un autre PNN.
SITUATION FUTURE • Afin de palier les difficultés de lecture des
AAN par IFI sur cellules HEp-2, plusieurs alternatives ont été
proposées : celles fondées sur la lecture assistée par ordinateur, peu dis-Dépistage des anticorps antinucléaires criminant, celles qui utilisent un broyat cellulaire de cellules HEp-2
fixé sur des plaques ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), pas Techniques
assez spécifique, et celles qui contiennent plusieurs centaines de
protéines déposées sur des « puces », trop onéreux. Bref, la recherche des HISTORIQUE • Hargraves en 1948 a découvert la cellule qui porte
AAN sur cellules HEp-2 n’est pas prête d’être détrônée.son nom (Figure 6-9) sur le frottis de moelle osseuse d’un malade
atteint de lupus érythémateux systémique (LES). Deux ans plus tard,
Hazerick démontrait que le responsable était un facteur présent dans le Résultats
sérum pathologique et que son effet pouvait être reproduit sur des
celRÉSULTATS QUANTITATIFS • La fréquence des AAN (Tableau 6-IV)
lules normales baignées dans le sérum d’un malade. Pendant 10 ans,
correspond à la moyenne des résultats de la littérature [68]. Il existe
les examens immunologiques se sont bornés à rechercher les cellules de
des AAN dans 90 à 100 p. 100 des cas de LES, 100 p. 100 des cas de
Hargraves et à reproduire le phénomène de Hazerick [10].
connectivite mixte (CM), 32 à 72 p. 100 des cas de polyarthrite
rhuLa cellule peccamineuse est un polynucléaire neutrophile (PNN) ayant
matoïde (PR), 13 à 96 p. 100 des cas de sclérodermie systémique
phagocyté le noyau, préalablement altéré et parfaitement homogénéisé,
(ScS), 13 à 100 p. 100 des cas de syndrome de Gougerot-Sjögren
d’un monocyte ou d’un autre PNN. Comme elle avait été retrouvée chez
(SGS) primaire, 5 à 74 p. 100 des cas de dermato-polymyosite
(DM394 des 520 patients lupiques de Dubois [15], elle figurait dans la liste des
PM), et chez 0 à 31 p. 100 des témoins normaux.
quatorze critères initiaux de LES. Il a fallu attendre 1957 pour apprendre e Le seuil de positivité des AAN a été fixé au 1/160 ; au-dessous, la
que ce que reconnaissait le « facteur lupique », c’était le nucléosome.
réactivité des AAN présente peu d’intérêt à moins de débusquer un
En appliquant la technique d’immunofluorescence indirecte (IFI) mise
au point par Coons, Friou a démontré que ce facteur était un
auto-antiTableau 6-IV Moyennes des fréquences des anticorps antinucléaires corps. Les anticorps anti-ADN ont été validés par fixation du complément
dans les maladies systémiques.(FDC), hémagglutination passive (HP) et immunoprécipitation (IP).
Nombre de positifs/nombre de testés SITUATION ACTUELLE • La détection des AAN continue à se faire
(pourcentage de positifs)par IFI [64], et divers substrats ont été éprouvés : empreintes de thymus de
Affection
veau, cellules buccales, coupes de thyroïde humaine, PNN ou globules Dépistage sur coupe Dépistage sur lignée
rouges de poulet. Finalement, les coupes de foie ou de rein de rat ou de de tissus cellulaire
souris l’ont emporté. On ajoute, le plus souvent, une
anti-immunoglobuLupus érythémateux systémique 762/845 (90) 217/229 (95)line (Ig) marquée à la fluorescéine, mais d’autres astuces ont amélioré le
Polyarthrite rhumatoïde 489/1105 (44) 110/245 (45)procédé (FDC ou marquage de l’anti-immunoglobuline par une enzyme,
Sclérodermie systémique 131/260 (50) 168/223 (75)par exemple). Actuellement, les frottis de cellules de lignées continues ont
supplanté les coupes de tissus. Le premier provenait de cellules Wil 2 infec- Syndrome de Gougerot-Sjögren 307/544 (56) 12/23 (52)
tées par le virus d’Epstein-Barr (EBV). Les cellules HEp-2 sont utilisées Dermato-polymyosite 22/90 (24) 17/23 (74)
plus couramment et ont comme avantages la reproductibilité d’une série à Connectivite mixte 41/41 (100) 13/14 (93)
l’autre, la grande taille du noyau et l’échantillonnage de cellules à différents Lupus induit 52/52 (100) 29/29 (100)
stades du cycle, ce qui offre plus de trente aspects nucléaires et
cytoplasmiTémoin normal 56/560 (10) 28/2618 (1)
ques et correspond à plus de 100 auto-anticorps (Tableau 6-III).78 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
aspect caractéristique. Il est inutile de poursuivre les dilutions au-delà et, aux premières dilutions du sérum, l’homogène masque le moucheté
edu 1/1280 [21]. (Figure 6-11). La tradition assigne un type de fluorescence à chacun des
AAN : une forme homogène à des anticorps anti-ADN, antihistones
RÉSULTATS QUALITATIFS • La fluorescence adopte quatre aspects (AAH) ou anti-DNP ; une image mouchetée à des AAN anti-antigènes
principaux : homogène, homogène à renforcement périphérique, mou- nucléaires solubles ; un aspect nucléolaire à des anti-snoRNP ou
anti-précheté et nucléolaire (Figure 6-10). On en décrit beaucoup d’autres : annu- ARNr ; une répartition homogène à renforcement périphérique à des
antilaire, diffus, réticulé et moucheté-réticulé… Deux AAN peuvent coexister corps anti-ADN. Ce paradigme souffre de nombreuses exceptions.
a b
Figure 6-10 Les quatre aspects historiques
de fluorescence. a) Homogène. b)
Homogène à renforcement périphérique. c)
Moucheté. d) Nucléolaire. c d
a b c
Figure 6-11 Variation de l’aspect des anticorps antinucléaires en fonction de la dilution des sérums. a) 1/160 : aspect homogène. b) 1/320 : aspect
homogène/moucheté. c) 1/640 : aspect moucheté.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 79
CAS PARTICULIERS • Le premier cas particulier est celui de la con- principalement les AAN à localisation cytoplasmique comme les
antinectivite mixte puisque, par définition, il existe des AAN dans le corps anti-SS-A et anti-Jo-1 ce qui peut imposer de recourir à une
sérum de tous ces malades ; le deuxième celui du lupus induit par un autre technique pour les débusquer. Dans d’autres cas, le LES est
médicament. Leur nombre croît avec celui des médicaments, et un apparemment séronégatif. C’est le cas d’AAN séquestrés au sein des
authentique lupus induit ressemble à un LES révélé par ce traitement. complexes immuns circulants (CIC), masqués par des facteurs
rhumaLe troisième cas particulier est celui du lupus séronégatif toïdes (FR) ou secrétés exclusivement dans les séreuses. De plus, leur
(Tableau 6-V). Dans certains cas, ce LES est faussement séronégatif. synthèse peut être retardée ou jugulée par les traitements
immunosupOn peut se tromper de tube ou le substrat peut être inadapté parce que presseurs. Dans les derniers exemples, le LES est réellement
séronégales AAN ne reconnaissent que le noyau des PNN ou que celui des cel- tif. L’AAN correspond à un antigène absent dans le noyau des
hépatolules humaines. L’anti-immunoglobuline peut être en cause, parce que cytes de rat, comme certains antigènes solubles ou le PCNA, ou à des
certains AAN d’une classe donnée échappent à une anti-immunoglo- épitopes inaccessibles comme ceux de l’ADN monocaténaire. Enfin, il
buline spécifique d’une autre classe d’immunoglobuline. Il peut s’agir peut s’agir également d’un syndrome primaire des anticorps
antiphoseencore d’une erreur de dilution : la réaction est négative au 1/10 , mais
pholipides (SAPL), d’un malade âgé, d’un LES secondaire à un déficit epositive au 1/100 (ce que l’on appelle le « phénomène de prozone »).
en fraction C2 du complément ou d’un lupus discoïde.
Cela est imparable quand on ne teste pas le sérum à plusieurs dilutions
au moment du dépistage (Figure 6-12). La température est inadéquate
Commentairesquand un AAN ne se fixe qu’à froid alors que l’examen est réalisé à la
température du laboratoire. Restent enfin les erreurs de manipulation, DIFFICILE AMALGAME DES RÉSULTATS • Toutes les séries ne
où l’antigène est élué par le tampon salin qui sert à laver les coupes et sont pas comparables. Dans certains cas, les LES sont certains, dans
détruit par le méthanol qui sert à les fixer. Cet inconvénient concerne d’autres cas, ils sont probables. Au fur et à mesure que se
perfectionnaient les techniques, les critères ont évolué dans le LES, la PR, le SGS
et la CM. De plus, les frontières entre LES et CM, LES et SGS, DM Tableau 6-V Causes de « séronégativité » dans le lupus érythémateux
systémique. et PM ne sont pas toujours franches et les associations entre SGS et
une autre maladie systémique, ou ScS et DM-PM, ne sont pas
touFaussement jours indiquées.
Erreur de substrat : anticorps antinucléaires (AAN) antinoyau de polynucléaire
Même en admettant que plusieurs études adoptent les mêmes
critèneutrophile
res, il reste à estimer ce qui s’explique par le recrutement néphrologi-Erreur d’antiglobuline : anti-IgG sur une IgM ou anti-IgM sur une IgG
que d’une série ou le recrutement rhumatologique d’une autre, ou ce Erreur de dilution : prozone
Erreur de température : AAN se fixant à froid qui revient aux formes actives et ce qui revient aux formes inactives.
Erreur de manipulation : antigène détruit ou élué (SS-A et Jo-1) Certains auteurs calculent en nombre de sérums et d’autres en nombre
Erreur d’étiquetage du tube de malades, ce qui ajoute à la confusion. Même le recrutement des
Apparemment
témoins normaux n’est pas standardisé : étudiants, membres de
AAN séquestrés dans des complexes immuns
l’équipe médicale, donneurs de sang ou sujets âgés.
AAN masqués par des facteurs rhumatoïdes
AAN produits dans une séreuse
MULTIPLICITÉ DES SITUATIONS AVEC AAN • Des AAN ont été
Sécrétion retardée
signalés dans les situations les plus inattendues : cancer, leucémie, Sécrétion réduite par la thérapeutique
uvéite antérieure, état de choc, hépatopathie aiguë ou chronique, Vraiment
Antigène absent : proliferating cell nuclear antigen insuffisance rénale, mononucléose infectieuse (MNI), déficit
immuniAntigène inaccessible : ADN monocaténaire taire et sclérodermie localisée de l’enfant. Ils apparaissent même
penSyndrome primaire des antiphospholipides dant la grossesse et pendant le vieillissement [67]. Le plus souvent,
Lupus discoïde
dans ces conditions le titre est faible, associé à une fluorescence fine et
Affection secondaire à un déficit en C2
mouchetée aspécifique ce qui permet d’orienter le résultat [29].
a b c
Figure 6-12 Phénomène de prozone. a) 1/80 : négatif. b) 1/320 : douteux. c) 1/280 : positif.80 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
DIFFÉRENCES ENTRE LES TECHNIQUES • Nombre d’auteurs ont snRNP), soit rugueux (Sm), soit fin (SS-A [Ro], SS-B [La]), voire très fin
remarqué que les résultats qu’ils obtenaient sur des coupes différaient de (Scl-70) ce qui peut amener une confusion avec un aspect homogène.
ceux qu’ils retrouvaient sur des frottis [39]. La qualité des images n’est pas Les fluorescences nucléolaires ont, elles aussi, été démembrées depuis
la même. On voit des aspects homogènes à renforcement périphérique sur l’avènement des frottis cellulaires. On décrit [11] des fluorescences
un tissu, mais cette observation est exceptionnelle sur des cellules en cul- homogènes, cerclées, homogènes à renforcement périphérique et
noduture. En revanche, les formes mouchetées sont bien plus diversifiées sur laires. Beaucoup d’entre elles apparaissent sur des cellules HEp-2
humaicellules que sur tissus. On distingue plusieurs sous-types de mouchetures nes, mais pas sur des fibroblastes murins, ni sur des coupes de foie de rat.
[64]. L’aspect des anticorps anticentromère est caractéristique (CENP-A à
CENP-H) puisqu’ils présentent de multiples taches fines qui se regrou- Anticorps anti-antigènes nucléaires
pent lors de la mitose au niveau de la plaque équatoriale (Figure 6-13).
insolublesLes mouchetures des anti-CENP sont à distinguer des taches ou dots qui
peuvent être multiples (sp100, PML) ou isolés (p80-coiline) orientant le
Anticorps anti-acides nucléiquesdiagnostic vers une cirrhose biliaire primitive (CBP) (Figure 6-14).
Il existe trois types d’anticorps anti-ADN.L’aspect des granulations est informatif quand il est soit large
(U1Ceux du premier type se fixent exclusivement sur l’ADN bicaténaire.
C’est l’exception et ils sont rarement isolés puisqu’ils représentent 5 à
10 p. 100 des sérums de LES. L’épitope, probablement dû à la
conformation de la molécule, est présent sur l’ADN de forme B et sur celui de
forme Z.
Ceux du deuxième type captent aussi bien l’ADN bicaténaire que
l’ADN monocaténaire. L’antigène est présent dans ces deux sortes
d’ADN puisque c’est le squelette de phosphodésoxyribose. Il existe
une certaine analogie entre cette structure et les doubles liaisons
phosphodiesters des phospholipides (PL).
Les anticorps du troisième type ne reconnaissent que l’ADN
monocaténaire. Ils sont si fréquents que, parmi 25 anticorps monoclonaux
antiADN, 17 appartenaient à cette catégorie [51]. Ils ciblent les bases
puriques et/ou pyrimidiques. Beaucoup réagissent avec une seule d’entre
elles, d’autres avec un seul polynucléotide, d’autres encore avec un
nucléoside, mais pas avec le nucléotide correspondant. Cela entraîne des
erreurs : quelques anticorps, considérés comme spécifiques de l’ADN
monocaténaire, se fixent sur cet ADN, mais également sur des segments
appariés pour reconstituer de l’ADN bicaténaire. L’appellation
d’anticorps « anti-ADN natif » (ADNn) regroupe donc les anticorps du
premier type et ceux du deuxième, alors que celle d’anticorps « anti-ADN
Figure 6-13 Mise en évidence d’un anticorps anticentromère par immu- dénaturé » (ADNd) est réservée à ceux du troisième type [12].
nofluorescence indirecte sur cellules HEp-2. L’aspect est moucheté et les
noyaux en mitose sont reconnus (flèche). Le sérum est celui d’un ANTICORPS ANTI-ADN NATIF • Techniques Certaines
méthomalade souffrant d’une sclérodermie de type CREST. des ont fait long feu parce qu’elles manquaient de sensibilité et/ou de
spécificité. Ce sont l’IP, la FDC, l’agglutination de particules de
bentonite ou de globules rouges, l’immunodiffusion radiale (IDR), avec
ou sans champ électrique, et l’IFI sur des fragments d’ADN ou sur des
chromosomes bloqués en métaphase.
Deux catégories de techniques ont résisté au temps (Tableau 6-VI) :
les tests en phase solide (EPS) et les tests en phase liquide (EPL). Les
Tableau 6-VI Techniques de dosage des anticorps anti-ADN natif.
En phase solide (RIA)
Tamisage sur filtre
Précipitation par
– sulfate d’ammonium (test de Farr)
– polyéthylène glycol (PEG)
– antiglobuline
En phase liquide
Sur billes (LBIA)
Sur plaques (ELISA)
Sur membrane (IE)
Sur cellules (IFI)
– polynucléaires neutrophiles
– Crithidia luciliæFigure 6-14 Dépistage par immunofluorescence indirecte d’un
pseudoanticorps anticentromère. Aspect en dots au cours d’une cirrhose
ELISA : enzyme-linked immunosorbent assay ; IE : immuno-empreinte ; IFI : immunofluorescence biliaire primitive. indirecte ; LBIA : laser bead immuno-assay ; RIA : radio immuno-assay.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 81
Noyau
Kinétoplaste
Corps basal
Flagelle
a b
Figure 6-15 Mise en évidence d’un anticorps anti-ADN sur Crithidia luciliæ.
tests EPS sont tous des radio-immuno-assays (RIA) où l’ADNn marqué Tableau 6-VII Fréquences des anticorps anti-ADN natif dans les
maladies systémiques.par un isotope retient les anticorps anti-ADNn. Les complexes ADN/
anti-ADN sont récupérés par précipitation ou par tamisage. La
préciNombre de positifs/nombre de testés pitation est souvent provoquée par du sulfate d’ammonium voire une
(pourcentage de positifs)anti-immunoglobuline ou du polyéthylène glycol (PEG). Cette tech- Affection
nique a été conçue par Farr, adaptée par Wold et al., popularisée par Test de Farr Crithidia luciliæ ELISA
Pincus et al., puis récemment revisitée pour donner un test EPL de
Lupus érythémateux 1 310/17 53 (75) 772/1 441 (54) 346/444 (79)haute affinité [18].
systémique
Dans les tests EPL, le premier support a été Trypanosoma gambiense,
Polyarthrite rhumatoïde 42/637 (7) 14/344 (4) 25/194 (13)le second Crithidia luciliæ (CL). En effet, ces parasites, comme tous les
Sclérodermie systémique 8/93 (9) 1/45 (2) 1/10 (10)procaryotes, sont dotés d’une mitochondrie géante qui contient de
Syndrome de Gougerot- 8/115 (7) 2/64 (3) 9/27 (33)l’ADN bicaténaire. La fixation de l’anticorps sur ce kinétoplaste est
Sjögrenrévélée (Figure 6-15) par IFI. Le deuxième support est une bille de
celDermato-polymyosite 5/25 (20) 0/12 (0) 2/10 (20)lulose, le dernier une plaque de plastique. Ce test pose trois problèmes.
Connectivite mixte 7/30 (23) 19/80 (24)D’abord, l’ADNn n’adhère pas au puits, contrairement à l’ADNd : on
Lupus induit 34/161 (21) 6/147 (4)enduit donc la plaque de poly-L-lysine, par exemple. Ensuite, les
antiTémoin normal 0/469 (0) 0/2 860 (0) 20/590 (3)corps se fixent non seulement à l’ADN, mais également au plastique :
on dilue donc le sérum et l’anti-immunoglobuline dans un tampon
contenant des gammaglobulines et de l’albumine bovine. Enfin, tous
+ –les matériaux ne sont pas équivalents : on remplace donc le polystyrène Farr et CL [48]. Dans les sérums Farr /CL , il s’agit de faux positifs en
par de l’acrylonitrile-butadiènestyrène. Ces tests étaient d’abord des Farr plutôt que de faux négatifs sur CL. Le premier problème du Farr est
14 3 125RIA, où l’ADN était marqué au C, au H, ou à l’ I. Les tests ELISA celui des seuils de normalité qui varient de 10 à 30 p. 100 d’un
laboraleur ont succédé. De nouvelles techniques sont disponibles : toire à l’autre, d’où la définition d’unités internationales. Le deuxième
l’immuno-empreinte (IE) par dépôt d’ADN sur une bande de nitro- problème est celui de l’ADNd contaminant la préparation d’ADNn, des
cellulose, le micro-array à l’aide de puces à ADN et l’analyse par la molécules entières ou des segments d’une molécule majoritairement
cytofluorométrie grâce à des billes couvertes d’ADN. bicaténaire, d’où l’inclusion d’un témoin négatif anticorps anti-ADNd
Résultats quantitatifs On calcule la fréquence des anticorps anti- ou le recours à l’ADN circulaire de bactériophage, à l’ADN synthétique
ADNn (Tableau 6-VII) en regroupant les résultats disponibles [68].
Des anticorps anti-ADN sont retrouvés dans 54 à 79 p. 100 des cas de
Tableau 6-VIII Disparités entre les résultats du test de Farr et ceux du LES, 4 à 13 p. 100 des cas de PR, 2 à 10 p. 100 des cas de ScS, 3 à
test sur Crithidia luciliæ dans le lupus érythémateux systémique [68].33 p. 100 des cas de SGS, 0 à 25 p. 100 des cas de DM-PM, 23 à
24 p. 100 des cas de CM, 4 à 21 p. 100 des cas de LI et chez 0 à
Test de Farr Crithidia luciliæ Nombre Pourcentage13 p. 100 des témoins normaux. Les variations sont tellement
considérables qu’il faut tenir compte des techniques pour interpréter les
résul+ + 321 24,2
tats.
+ – 136 10,3
Du reste, d’autres différences apparaissent quand sont comparés les
– + 71 5,3
résultats issus des mêmes sérums mais obtenus avec des techniques
diffé– – 798 60,2
rentes, confirmant la co-existence de plusieurs sous-populations
d’antiTotal 1 326 100,0
corps anti-ADN. Ainsi trouve-t-on des disparités (Tableau 6-VIII) entre 82 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Tableau 6-IX Disparités entre les résultats du test de Farr et ceux de Donc, ces anticorps affichent une grande valeur prédictive quand ils
l’ELISA dans le lupus érythémateux systémique. sont détectés avant le LES.
Même l’importance de la fixation du complément est sujette à
disTest de Farr ELISA Nombre Pourcentage cussion. Parmi les maladies systémiques, cette caractéristique est
l’apanage des anticorps du LES. Ils sont sans doute fréquents en cas
+ + 198 36,2
d’atteinte rénale et lors d’une poussée. En fait, l’aptitude à fixer le
+ – 7 1,2
complément peut simplement dépendre du titre des anticorps ou
–+ 76 13,9
varier d’un AAN à l’autre dans un seul et même sérum.
– – 266 46,6
Total 547 100,0 ANTICORPS ANTI-ADN DÉNATURÉ • Techniques Les anticorps
anti-ADNd ont initialement été dépistés par IDR,
contre-immunoélectrophorèse (CIE) ou HP. L’ELISA et le RIA ont rendu ces
techniques caduques. La problématique de l’ADNd est antithétique de celle Tableau 6-X Disparités entre les résultats de l’ELISA et ceux du test sur
de l’ADNn, puisqu’il s’agit là d’éliminer les reliquats d’ADN bicaté-Crithidia luciliæ dans le lupus érythémateux systémique.
naire. En attestant leur absence, le marquage par le bromure
d’éthidium homologue la préparation d’ADNd.ELISA Crithidia luciliæ Nombre Pourcentage
Résultats des recherches d’anticorps anti-ADN dénaturé On trouve + + 58 46,8
des anticorps anti-ADNd dans le LES, la PR, la ScS, le SGS, la CM et
+ – 42 33,9
l’hépatite auto-immune (HAI) de type I [44]. Ils sont liés au lupus
–+ 3 2,4
induit, mais ne sont pas spécifiques du LES, ni détectables en IFI.
– – 21 16,9
Total 124 100,0 ANTICORPS ANTI-ARN • Anticorps anti-ARN monocaténaire
Ce sont les nucléoles et les ribosomes qui contiennent le plus d’ARN.
Les anticorps antinucléolaires reconnus par IFI et les anticorps
antiribosomes dépistés par IDR ont longtemps été assimilés à des anti-ou à l’ADN purifié sur une colonne de chromatographie ou mieux à
corps anti-ARN. En fait, ce n’est pas toujours le cas. Il peut s’agir l’élimination de l’ADNd par la nucléase S1. Le troisième problème est
d’anticorps anti-ARNr, d’anticorps anti-snARN ou d’anticorps anti-celui de la précipitation de l’ADNn par des molécules autres que les
antiARNt. L’un d’entre eux reconnaît un épitope conformationnel partagé corps, le C1q, certaines γ-globulines, le lysozyme, ou la protéine C
réacpar tous les ARNt. Exceptionnellement, la fluorescence des anticorps tive (CRP), imposant la prévention par des détergents. Le quatrième
antiribosomes se limite au nucléole.problème, enfin, est celui de la disparité des préparations d’ADN,
puisque les résultats dépendent de leur poids moléculaire et varient d’un Plusieurs techniques ont permis de découvrir les anticorps
anti« kit » à l’autre, rendant nécessaire la quantification des réactifs. Les rares ribosomes : l’IDR, l’IFI et les tests EPS. Leur fréquence oscille de 15 à
faux négatifs sur CL sont dus à des erreurs techniques, comme le séchage 25 p. 100 dans le LES [27]. Par RIA, les anticorps anti-ARN ont été
des lames qui augmente la force ionique du milieu et décroche les anti- décelés dans 76 p. 100 des cas de poussée et dans 25 p. 100 des cas de
corps de faible affinité. rémission du LES.
– +En revanche, dans les sérums Farr /CL , il y a des faux négatifs en
Anticorps anti-ARN bicaténaire Certains virus contiennent de
Farr et des faux positifs sur CL. Les premiers surviennent parce que
l’ARN bicaténaire. Une cellule infectée en est donc bondée, à un
l’ADN libéré au moment de la coagulation affecte plus les tests EPL
moment donné du cycle de la réplication virale. Il est possible qu’ils
que les tests EPS, et surtout parce que les anticorps de faible affinité se
suscitent la production des anticorps correspondants.
décrochent quand la force ionique du milieu est trop élevée. Les faux
positifs sur CL sont le fait des AAH. Leur fréquence n’est pas négligea- Anticorps antiprotéines insolubles– +ble puisque 10 sur 14 sérums Farr /CL perdaient toute réactivité avec
le kinétoplaste quand celui-ci avait été traité par de l’HCl. La réaction PROTÉINES HISTONIQUES ET ANTICORPS ANTIHISTONES •
de précipitation des CIC par le polyéthylène glycol dépiste également Les AAH s’avèrent être un cas particulier au sein des AAN. Ils étaient
les anticorps anti-ADN de faible affinité. considérés comme exceptionnels, et leurs titres restaient modestes
Des discordances (Tableaux 6-IX et 6-X) existent aussi entre les quand on les dépistait par FDC (probablement parce que les histones
résultats du Farr et ceux de l’ELISA, d’une part, et les résultats de ont un pouvoir anticomplémentaire). Il a donc fallu recourir à
l’extracl’ELISA et ceux du CL de l’autre. La contrepartie de la grande sensibi- tion suivie de la reconstitution et de la révélation par IFI sur coupes de
lité de l’ELISA est évidemment sa piètre spécificité. tissus, à des RIA, à des techniques fluorimétriques et, surtout, à des
ELISA.Résultats qualitatifs L’isotype de l’anticorps, son avidité pour
l’antigène et son aptitude à fixer le complément sont autant d’informa- La fréquence des AAH par IFI, RIA et ELISA [22] dans le LES, le
LI et la PR est indiquée au tableau 6-XI. Elle est de 41 à 51 p. 100, 64 tions qualitatives que donnent les tests EPS. Les anticorps anti-ADN
à 80 p. 100, 5 à 8 p. 100 et 2 à 4 p. 100, respectivement. Trois remar-de classe IgG appartiennent aux sous-classes IgG et IgG , quand ce 1 3
sont ceux d’un sujet lupique. ques s’imposent : d’abord, les AAH de classe IgG sont plus spécifiques
du LES que ceux de classe IgM ; ensuite, il n’y a d’AAH de classe IgG Les variables qui reflètent l’activité des anticorps sont discutées.
que dans le LI clinique ; enfin, il existe des AAH dans le cancer, le Ceux qui accompagnent l’atteinte rénale du LES ont une affinité faible
pemphigus, la ScS, la CM, la CBP et en cas d’immunoglobuline pour certains, forte pour d’autres et indifférenciée pour les derniers.
monoclonale.Toutefois, il ne faut pas confondre affinité et titre. À cet effet,
rappe– +lons que parmi 106 sérums Farr /CL [52], 73 provenaient de malades Le clinicien pourrait espérer que la classe des histones reconnues par
répondant à moins de quatre critères du LES, mais que, quelques les AAH permettrait de distinguer le LES du LI, mais en vain. Notons
années plus tard, 85 p. 100 d’entre eux en avaient plus de quatre. cependant que les AAH du LI par la procaïnamide reconnaissent AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 83
Tableau 6-XI Fréquence des anticorps antihistones dans quelques maladies systémiques.
Nombre de positifs/nombre de testés (pourcentage de positifs)
Technique
Lupus érythémateux systémique Lupus induit Polyarthrite rhumatoïde Témoin normal
IFI 65/158 (41) 81/127 (64) 11/132 (8) 1/64 (2)
ELISA/RIA 187/366 (51) 33/47 (80) 27/251 (5) 6/138 (4)
ELISA : enzyme-linked immunosorbent assay ; IFI : immunofluorescence indirecte ; RIA : radio-immuno-assay.
a b
Figure 6-16 Auto-anticorps dirigés contre la membrane du noyau des hépatocytes sur une coupe à congélation de foie de rat.
(Agrandissement × 12.)
H2A, H2B et H2A/H2B, alors que ceux induits par l’hydralazine
préfèrent H3 et H4 [40].
Prise individuellement, chaque classe d’histone est immunogène,
mais c’est aussi le cas des dimères H2A/H2B ou H1/H2B négligés
dans les tests EPS. Enfin, Dieker et Muller [14] soutiennent que ce
sont les modifications post-traductionnelles liées à l’apoptose des
histones (acétylation, méthylation) qui sont les plus immunogènes.
PROTÉINES NON HISTONIQUES ET ANTICORPS
CORRESPONDANTS • Matrice nucléaire Certaines protéines de la matrice
résistent au traitement, ce qui n’est pas le cas de l’ADN, ni des
peptides des DNP et des RNP. Les anticorps en rapport ont souvent été
associés à des anticorps anti-RNP dans la CM, la PR et le LES.
Membrane du noyau Les auto-anticorps antimembrane nucléaire
en question sont suspectés par IFI (Figure 6-16), étudiés par IE et
identifiés par ELISA. Des anticorps anti-lamine A surviennent dans la
ScS, le LES et l’hépatite chronique A (HCA), des anticorps anti-LAP
dans la plupart des maladies systémiques, mais les anticorps
antigp210 sont l’apanage de la CBP.
Figure 6-17 Variation de l’expression de la cible de cet anticorps
antimidbody (flèche) en fonction du stade du cycle cellulaire auquel se Cas particuliers
trouve le noyau.
ANTICORPS ET CYCLE CELLULAIRE • L’anticorps affecté aux pôles
du fuseau mitotique a été assigné au LES. Les protéines solubles du nuclear
ANTICORPS ANTINUCLÉOSOMES • Certains anticorps ne recon-mitotic apparatus servent d’antigène. Cet anticorps est sans doute différent
naissant l’ADNn et les histones qu’à la condition que les deux soient de celui qui reconnaît une structure dispersée dans la chromatine pendant
associés dans les nucléosomes, ils ont été décrits chez la souris, puis la métaphase, cantonnée à la plaque équatoriale pendant la télophase,
invisible pendant l’interphase et baptisée midbody (Figure 6-17). chez l’homme [34]. Les nucléosomes de l’ELISA en rapport sont puri-84 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
fiés ou reconstitués. Cet examen peut être utile, car on a montré que [23] ont découvert que l’un des composants reconnu par le sérum
3 sérums lupiques sur 40 contenaient des anticorps antinucléosomes, diffusait dans le tampon. Tan [54] et Kunkel ont rapidement
assoalors qu’ils étaient dénués d’anticorps anti-ADNn et d’AAH. L’obser- cié ces antigènes aux anticorps du LES. Initialement, on pensait
vation est intéressante à deux titres : cet auto-anticorps est celui des qu’il s’agissait d’une « poignée » de structures cytoplasmiques ou
cellules de Hargraves et il y a des nucléosomes qui circulent dans le extractable nuclear antigens. Il s’est avéré qu’un système précipitant
sérum lupique. La fréquence de ces anticorps au cours du LES et leur l’emportait sur les autres, que son antigène était d’origine nucléaire
l’apparition avant celle des anti-ADNn chez la souris MRL/Mp-lpr/lpr et que le LES en avait le monopole. Baptisé anti-Sm (d’après les
suggèrent que le nucléosome est décisif dans la genèse du LES. deux premières lettres du nom de la première malade à posséder cet
Toutefois, pour que le résultat de ce test ait un sens, il faut éli- anticorps), il était surtout dépisté quand la fluorescence était
miner les anticorps contre les constituants du nucléosome pris rugueuse.
séparément : l’ADN sous forme A, C ou Z, les histones et les
autres protéines. Ces anticorps sont donc source d’erreurs, car c’est PRINCIPAUX ANTIGÈNES ET ANTICORPS • Anticorps anti-Sm
et anti-U1-snRNP Depuis, les sérologistes ont amélioré leurs techni-à cause d’eux que l’on a supposé l’existence d’anticorps
antinucléosomes dans le ScS : il s’agissait d’anticorps contre la protéine ques. Un deuxième antigène a été démasqué et l’antigène en cause
Scl70 résiduelle, ou d’anticorps contre les histones dénaturées, appelé Mo (également d’après les deux premières lettres du nom
voire d’authentiques anticorps anti-nucléosomes mais dont le titre du premier malade). Il était obtenu, non plus à partir de rates
était négligeable [28]. nécropsiques comme le Sm, mais à partir de tissu frais. C’était un
RNP, puisqu’il était sensible à la RNAse et à la trypsine.
ANTICORPS ANTI-ACTININE ET ANTI-ANNEXINE A • 2 Les anticorps anti-Sm et anti-snRNP (Mo) n’étaient pas aussi
Certains anticorps monoclonaux murins anti-ADN [45] se fixent par antinomiques qu’il n’y paraissait. En fractionnant l’extrait par
cenréaction croisée à l’α-actinine des cellules mésangiales du glomérule trifugation sur gradient de sucrose, on n’arrivait pas à dissocier le
rénal. Cinquante pour cent des anticorps anti-ADN humains recon- Sm du RNP, puisque tous les aliquots qui contenaient du snRNP
naissent également l’α-actinine, plus souvent en cas d’atteinte rénale renfermaient également du Sm, alors que l’inverse n’était pas vrai.
qu’en son absence. Une seconde cible croisée des anticorps anti- Par ailleurs, la plupart des sérums positifs pour les anti-Sm l’étaient
ADN vient d’être décrite sur les cellules mésangiales humaines,
aussi pour les anti-snRNP, et l’activité snRNP pouvait être
partiell’annexine A [69].2 lement consommée par un sérum exclusivement anti-Sm.
L’étude des cibles des auto-anticorps a résolu ce problème [31]. AUTRES ANTICORPS CONTRE LES ACIDES NUCLÉIQUES •
En effet, les anti-Sm, spécifiques du LES, reconnaissent surtout les Un anticorps spécifique de l’ADN du NOR a été découvert dans la
peptides communs B/B’, D et D et moins le peptide D de ScS. Les peptides appendus à cet ADN aussi sont immunogènes. Dans 1 3 2
l’anneau heptamérique des snRNP U1, U2, U4 et U5. L’épitope le sérum du LES ou de la PR, il existe des anticorps contre l’ADN de
dominant du peptide B est la séquence PPPGMRPP, répétée trois forme Z, ce qui est intéressant car certains segments de l’A
fois. Elle ressemble à l’une de celles de l’antigène 1 de l’EBV. Ces forme B sont susceptibles d’adopter cette forme et que plusieurs
droauto-anticorps surviennent précocement. Par ailleurs, les anticorps gues la favorisent. Les anticorps anti-poly-ADP-ribose existent dans le
anti-U1-snRNP des CM reconnaissent une protéine de 68 kDa et LES, mais également dans le LI.
les peptides A et C.
ANTICORPS ANTIMEMBRANE CELLULAIRE • Certains AAN sont
Anticorps anti-SS-A (Ro), anti-SS-B (La) et anti-SS-C Jones a, le
dirigés contre la membrane cellulaire Rekvig et Hannestad [42]
premier, remarqué que le sérum des sujets atteints de SGS précipitait ont, les premiers, repéré des AAN adhérant à la membrane des cellules
face à un extrait soluble de glandes exocrines [19]. On l’a remplacé par
nucléées.
un extrait de thyroïde humaine pour décrire des anticorps anti-SjD et
La membrane cellulaire exprime nombre d’antigènes La membrane anti-SjT. Quelques années plus tard, trois antigènes nucléaires et/ou
d’une cellule, un lymphocyte par exemple, renferme des phospholipi- cytoplasmiques étaient découverts : le premier sous le nom de SS-A ou
des et une myriade de peptides, où l’on trouve des récepteurs pour le Ro, le deuxième sous le nom de SS-B, La ou Ha, le troisième sous le
fragment cristallisable de certaines immunoglobulines et d’autres nom de SS-C ou rheumatoid arthritis precipitin et rheumatoid associated
récepteurs pour le complément. Mais elle recèle également de la lacto- nuclear antigen. Il s’agissait des mêmes antigènes, et donc des mêmes
ferrine, des histones et même des acides nucléiques. anticorps, et un échange de sérums entre les laboratoires a permis d’en
Il existe au moins trois sortes d’AAN antimembrane plasmique Les élaguer la liste.
x-AAN antimembrane de la première catégorie reconnaissent les histo- Les antigènes des anti-SS-A (Ro) et des anti-SS-B (La) sont
égalenes, peut-être l’extrémité N-terminale de H2B pour certains d’entre ment insérés dans des RNP qui, cette fois, sont des scRNP. La cible
eux. Les AAN antimembrane de la deuxième catégorie concernent des anti-SS-A (Ro) est constituée par deux peptides, l’un de 60 kDa,
l’ADN de la membrane des lymphocytes B et celui de la membrane l’autre de 52 kDa (TRIM21), et celle des anti-SS-B (La) par une
phosdes monocytes. Les AAN antimembrane de la troisième catégorie croi- phoprotéine de 45 à 50 kDa. Les protéines Ro/SS-A 60 kDa et La/
sent avec les peptides constitutifs de la paroi. SSB s’attachent aux hY1-hY5 scRNP, mais également aux petits ARN
4,5S ou 7S du noyau, à l’ARN 7,5S du nucléole, à l’ARN-Th, et à
l’ARN des virus, en particulier à celui de l’EBV. Pour Ro/SS-A Anticorps anti-antigènes nucléaires
52 kDa, l’interaction avec les scRNP est indirecte puisqu’elle dépend
solubles de Ro/SS-A 60 kDa.
Une multitude d’anticorps anti-antigènes nucléaires solubles a été Systèmes antigène-anticorps
décrite, mais sur la réelle complexité des faits s’est greffée une
ambiEXTRACTABLE NUCLEAR ANTIGENS • En recueillant le produit guïté terminologique (Tableau 6-XII), puisque de nombreuses
appeld’extraction cellulaire dans un milieu salin, Holman et Kunkel lations se font concurrence.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 85
Tableau 6-XII Synonymes de certains antigènes nucléaires solubles. Tableau 6-XIII Proportion de sérums positifs pour les anticorps anti-Sm
et anti-U1-snRNP.
Sm, snRNP, système C, protéine Me
RNP, Mo, U1-snRNP Affection Anti-Sm Anti-U1-snRNP
SS-A, Ro, SjD
Lupus érythémateux systémique 5-30 25-47SS-B, La, SjT, Ha
PM1, PM/Scl, système A, PL6 Polyarthrite rhumatoïde 0 3
Th, To Sclérodermie systémique 2 12
Jo1, PL1
Syndrome de Gougerot-Sjögren 0 3
Ki, Ku, p70/p80, PL9
Connectivite mixte 1 93
Témoin normal 0 0
Techniques Par les anticorps anti-SS-A (Ro) et anti-SS-B (La) Les résultats de
Initialement, le dépistage des anticorps se faisait par HP ou par IDR la littérature [68] sont regroupés au tableau 6-XIV. Les anticorps
antiet leur identification par traitement enzymatique des antigènes. Les SS-A (Ro52/Ro60) sont retrouvés dans le SGS, mais également dans
certaines formes précoces de LES [5], alors que l’anticorps anti-SS-B SS-A (Ro) et SS-B (La) étaient sensibles à la trypsine, mais pas à la
(La) est assez spécifique du SGS. Malheureusement, ce distinguo reste RNAse, les U1-snRNP étaient sensibles et les Sm résistants aux deux
approximatif car les résultats dépendent encore de la technique. Le enzymes. Dans un deuxième temps, la CIE a permis de comparer les
pourcentage de positifs bondit de 6 à 94 p. 100 dans le SGS quand on anticorps des sérums de référence (Figure 6-18) par la technique
substitue l’ELISA contre une molécule recombinante de SS-B (La) à d’Ouchterlony. Actuellement, on préfère l’IE à
l’électro-isofocalisal’IDR contre un extrait de thymus de veau. De plus, les critères requis tion, mais les RIA et les ELISA sont privilégiés, quelquefois en se
serpour le diagnostic ne sont pas les mêmes dans toutes les séries. Surtout, vant d’antigènes recombinants.
il existe une association entre les anticorps anti-SS-A (Ro) et des allèles
HLA au cours du SGS et du LES (DQA1 et DQB1 chez les sujets cau-Résultats
casiens, mais DR7 chez les sujets noirs), de même qu’entre les
antiCONFIRMATION SÉROLOGIQUE D’ENTITÉS CLINIQUEMENT corps anti-SS-B (La) et les allèles DR2 et DR3 au cours du SGS. La
SOUPÇONNÉES • Par les anticorps anti-snRNP La spécificité des biologie moléculaire a déterminé plus précisément par le groupage
sérologique quels allèles étaient associés aux auto-anticorps ; ainsi a-t-anticorps anti-Sm pour le LES a été validée par plusieurs séries, et
elle révélée que DQA1*0101 et DQB1*0201 étaient les plus fréquents l’autonomie de la CM a été consacrée par l’émergence des anticorps
des allèles de DQA1 et de DQB1. Le séquençage a même confirmé anti-U1-snRNP. Les résultats figurent au tableau 6-XIII.
que tous les patients avec des anticorps anti-SS-A (Ro) avaient un Bien entendu, ils varient selon les techniques. Prenons l’exemple des
résidu glutamine en position 34 du domaine le plus externe de leur anticorps anti-Sm du LES : la proportion de sérums positifs est de
chaîne DQA1 et/ou un résidu leucine en position 26 de celui de leur 20 p. 100 par IDR, 25 p. 100 par CIE, 28 p. 100 par HP, 60 p. 100
chaîne DQB1.par IP et 84 p. 100 par IE. Chez les sujets lupiques américains, la
senSoulignons que les dosages EPS sont devenus tellement sensibles sibilité est de 34 p. 100 et la spécificité de 88 p. 100. Quand ces
antiqu’ils réagissent en présence de taux négligeables d’auto-anticorps chez Sm sont associés aux anti-U1-snRNP, la spécificité tombe à 24 p. 100
15 p. 100 des témoins normaux. Il n’empêche que l’on obtient des
dans le LES, mais la sensibilité grimpe à 94 p. 100. Des variations
ethvaleurs plus élevées chez les patients souffrant d’un SGS assorti de
purniques sont rapportées avec une prévalence plus importante chez les
pura, de leucopénie, de lymphopénie et d’hypergammaglobulinémie
patients noirs.
polyclonale que chez les autres. S’il s’agit d’un LES, il est volontiers
cutané et subaigu, sans AAN, mais avec un déficit en C2 ou en C4.
Notons que les anticorps anti-SS-A (Ro) du SGS ne reconnaissent pas
les mêmes épitopes que ceux du LES. L’idée d’une association entre
activité anti-SS-A (Ro) et troubles de la conduction intracardiaque
chez les patients lupiques adultes a également été avancée, par analogie
avec le lupus néonatal. La présence d’anticorps anti-SS-A (Ro) dans
85 p. 100 des sérums de mères de nouveau-nés atteints de lupus
néoTableau 6-XIV Proportion de sérums positifs pour les anticorps
anti-SSA (Ro) et anti-SS-B (La).
Affection Anti-SS-A (Ro) Anti-SS-B (La)
Lupus érythémateux systémique 40-50 10
Syndrome de Gougerot-Sjögren 60-70 40
Rhumatisme articulaire 3-15 < 5
Sclérodermie systémique 3-11 <5
Figure 6-18 Comparaison des anticorps anti-antigènes nucléaires solu- Dermato-polymyosite 5-15 <5
bles des sérums de malades et des anticorps des sérums de référence.
Témoin normal < 1 < 1
(Collection R.L. Humbel.)86 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
12 3 4 PM
(kDa)
– 66
– 46
RA33 – 30
– 21,5
– 14,3
Figure 6-20 Mise en évidence par immunofluorescence indirecte sur
fibroblastes de gerbille d’un anticorps anti-PCNA dans un sérum
lupique. Les différences entre la fluorescence des grains d’un noyau et celle Figure 6-19 Mise en évidence d’anticorps anti-RA33 par
immunodes grains d’un autre noyau sont caractéristiques.empreinte à partir d’un extrait de cellules HeLa.
RECLASSEMENT DE CERTAINES ENTITÉS • Sclérodermie Les AANnatal a inspiré bien des travaux. En ne retenant que des antigènes
biochimiquement définis, il s’avère que ces patients produisent tous des de la ScS rentrent dans trois catégories [11]. La première se limite à
anticorps contre un épitope situé entre les acides aminés 200 et 239 de l’anticorps anti-Scl70, ou anti-topo-isomérase I. La deuxième
catégola protéine Ro52. rie englobe tous les anticorps contre ses protéines CENP-A à
CENFLa distinction entre les anticorps anti-Ro52/TRIM21 et les anti- H [64]. La dernière rassemble tous ceux qui se fixent sur un autre
Ro60 présente peu d’intérêt si ce n’est dans le cadre d’un lupus néona- constituant du nucléole : l’ARN polymérase I, la fibrillarine, certaines
tal pour évaluer le risque cardiaque ou pour évoquer une DM-PM RNAses, la protéine NOR 90 et la nucléoline.
lorsque les anti-Ro52 sont isolés. Les anticorps anti-Scl70 sont spécifiques de la ScS généralisée où
leur fréquence s’en tient à 26 p. 100 si les malades sont caucasiens, Par les anticorps anti-RA33 Un anticorps dirigé contre une
proalors qu’elle monte à 70 p. 100 s’ils sont thaïlandais. En revanche, téine de 33 kDa a été mis en évidence dans 30 à 40 p. 100 des cas de
les anticorps anticentromère sont réservés aux patients présentant PR et deux tiers des arthrites juvéniles idiopathiques [56]. On sait
le syndrome CREST (pour calcinose, phénomène de Raynaud, maintenant que sa cible est la protéine A des pré-ARNm. Il est révélé 2
dysfonctionnement œsophagien, sclérodactylie et télangiectasie). par IE sur extraits de cellules HeLa (Figure 6-19) et la mise à
disposition de protéines recombinantes a permis de développer un ELISA. Ils existent dans 60 p. 100 des cas de CREST et dans 8 p. 100 des
L’anomalie n’est pas spécifique, puisqu’on la retrouve dans 42 p. 100 cas de ScS généralisées (Tableau 6-XV). On les retrouve dans
des cas de CM et dans 23 p. 100 des cas de LES. Elle disparaît quel- l’hypertension artérielle pulmonaire et, surtout, la CBP. Si celle-ci
quefois au cours des rémissions. accompagne un CREST, on obtient un syndrome de Reynolds. Les
anticorps sont beaucoup plus rares dans la CM (1 fois sur 10), le Par des auto-anticorps plus rares La cible de l’anticorps
antiSGS primaire (1 fois sur 50), le LES (2 fois sur 200) et la PR PCNA est la cycline. Son gène a été cloné, la protéine synthétisée et les
(2 fois sur 225). La moitié de ces sérums qui reconnaissent tous la deux épitopes distingués l’un de l’autre ; le premier relie les acides
protéine CENP-B est positive pour la protéine CENP-C et aminés 111 à 125, le second les acides aminés 181 à 195. Cet
anti43 p. 100 d’entre eux se fixent sur la protéine CENP-E. Ils sont corps existe dans 7 sérums de LES sur 3 000, mais ni dans la ScS, ni
dépistés par IFI sur des cellules en mitose (voir Figure 6-13), mais, dans la CM. Il est sensible aux immunosuppresseurs et souvent
dissimulé par un autre AAN : aussi, dans le sérum où l’anticorps a été
décrit, il fallait que son titre soit particulièrement fort. De plus, sa
Tableau 6-XV Fréquence des anticorps anticentromère et anti-Scl70 fluorescence, dont l’intensité varie d’une cellule à l’autre (Figure 6-20),
dans la sclérodermie systémique.n’attire pas toujours l’attention du technicien.
L’anticorps anti-Ki est le même que l’anticorps anti-Ku, que
l’antiNombre de positifs/nombre de testés corps anti-p70/p80 et que l’anticorps anti-PL9. Il y a deux peptides
(pourcentage de positifs)
Forme cliniquedans l’antigène, l’un de 66 kDa, l’autre de 86 kDa, ce qui donne trois
+ + + – – +combinaisons : 66 86 , 66 86 et 66 86 . Ces anticorps existent dans Anticentromère Anti-Scl70
les syndromes de chevauchement entre DM et PM, mais également
Syndrome CREST 260/442 (60) 49/182 (27)dans le LES et dans la CM. Les autres sont encore plus rares.
L’antiSclérodermie généralisée 33/391 (8) 71/183 (39)corps anti-Me, ou système C, se voit plutôt dans certaines maladies
systémiques indifférenciées que dans le LES. Quant aux anticorps
antiCREST : calcinose, phénomène de Raynaud, dysfonctionnement œsophagien, sclérodactylie,
Su et anti-HaT-1 de la PR, ils sont exceptionnels. télangiectasie.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 87
pour les analyser, il faut recourir à l’ELISA. Bref, les anticorps anti- Anticorps antiphospholipides
Scl70 et anti-centromère sont antithétiques (voir Tableau 6-XV).
La ScS a donc été divisée en deux entités principales, la forme Les anticorps antiphospholipides (APL) constituent une famille
généralisée et la forme CREST. Cette dichotomie clinique a été d’auto-anticorps plus hétérogènes qu’on ne le pensait à l’origine,
entérinée par l’étude des AAN. puisqu’ils n’ont en commun que de reconnaître un ou plusieurs
phosLe groupe d’anticorps le plus composite est celui des anticorps pholipides, et ils continuent à poser des problèmes. Longtemps
assimicontre les protéines du nucléole : les anticorps anti-ARN polymérase lés aux anticoagulants circulants (ACC) et aux anticorps de la réaction
se voient dans 8 à 20 p. 100 des cas de ScS généralisée, ce qui signifie de Bordet-Wassermann, ils en sont maintenant dissociés.
que le rein et/ou le cœur est atteint ; les anticorps antifibrillarine sont
observés dans la ScS (4 à 13 p. 100), mais aussi dans le LES, la PR et
Aspects immunologiquesla DM-PM ; les anti-RNAse sont présents dans 10 p. 100 des cas de
CREST, plus rarement dans la ScS généralisée, le syndrome de
RayÉvolution des idéesnaud (SR) et le LES ; les anticorps anti-NOR 90 sont davantage notés
C’est une histoire à épisodes [20]. En 1907, Bordet en Belgique et dans le SGS que dans la ScS ; enfin les anticorps antinucléophosmine
Wasserman en Allemagne inventent la première réaction biologique de sont retrouvés dans le LES et dans la ScS [11].
la syphilis, en prenant comme substrat le foie d’un fœtus mort de
Dermato-polymyosite D’autres AAN ont été retrouvés dans la syphilis congénitale. Trente-quatre ans plus tard, Panghorn, lui
substiDM-PM. Dans la DM, la fréquence de l’anticorps anti-Mi2 qui tuant un extrait de cœur de bœuf, ébauche ce qui deviendra le VDRL.
reconnaît une hélicase dépendante de l’ATP oscille de 5 à 10 p. 100 Puis, à l’occasion d’examens systématiques, on réalise que certains
selon les techniques utilisées. Ces auto-anticorps sont associés à l’allèle sujets positifs ne souffrent pas de syphilis, mais d’une maladie
infecHLA-DR7. La FDC dépiste l’anticorps anti-Mi1 dans 3 sérums de tieuse ou d’une affection auto-immune. Étonnamment, plusieurs
PM sur 6 et dans 7 sérums de DM sur 10. d’entre eux accusent des troubles de la coagulation. Bien plus tard, un
Le système nucléolaire PM/Scl, ou exosome, est une cible d’auto- RIA est mis au point, rapidement remplacé par l’ELISA qui a permis
anticorps dans 24 à 31 p. 100 des cas de chevauchement entre PM et la description du SAPL. Ce fut une révolution quand, simultanément,
ScS. Enfin, il existe des anticorps contre les enzymes du cytosol. Ces trois équipes découvrirent l’importance de la β -glycoprotéine I (β -
2 2
auto-anticorps se sont multipliés à l’envie. Le premier de la série est GPI), ou apolipoprotéine H, comme co-facteur.
l’anti-Jo-1, ou PL1, dépisté chez 25 à 35 p. 100 des malades atteints Manifestement, la réaction de Bordet-Wassermann de certains
malade DM-PM. Peut-être s’agit-il des PM compliquées de pneumopa- des est particulière, puisque le test d’immobilisation des tréponèmes est
thie interstitielle. L’antigène est l’amino-acyl transférase qui accroche négatif, ce qui élimine la syphilis. Or, plusieurs de ces patients souffrent
l’histidine à l’ARNt. L’anti-PL7 (3 p. 100), l’anti-PL12 (3 p. 100), d’un curieux trouble de la coagulation, que l’addition de plasma normal
l’anti-EJ (1 p. 100), l’anti-OJ (1 p. 100) et l’anti-TS (1 p. 100) sont ne corrige pas (il ne s’agit pas d’une carence). Il existe donc forcément un
dirigés contre les ARNt respectivement spécifiques de la thréonine, lien entre ces deux anomalies, constitué par les APL. Ce sont les
phosde l’alanine, de la glycine, de l’isoleucine et de l’asparagine. Notons pholipides du VDRL pour la réaction de Bordet-Wassermann et ceux
que, le plus souvent, cette réactivité est spécifique d’une amino- des plaquettes ou de la céphaline pour les ACC.
acétyl transférase.
LES particuliers Reprenons l’exemple des anticorps anti-Sm, pour Réaction standard
rappeler que l’atteinte articulaire est plus fréquente et l’atteinte rénale C’est un ELISA dont les variables ont été standardisées au fil des
plus rare quand ils sont présents que lorsqu’ils sont absents. Les LES ateliers internationaux. Les antigènes sont des phospholipides, le plus
associés à un déficit héréditaire en l’une des fractions du complément souvent des cardiolipines (CL), associés à un agent saturant,
sont singuliers. On relève, en particulier, que 50 à 70 p. 100 des LES u sérum fœtal de veau (SFV). La plupart des auto-anticorps
avec un déficit homozygote en C2 ou en C4 s’accompagnent d’anti- sont des IgG ou des IgM. En dépit de sa simplicité, ce test appelle
plucorps anti-SS-A (Ro). sieurs questions [32], les unes quantitatives : quel est le seuil à ne pas
dépasser par les témoins… la moyenne +1, +2 ou +3 écarts types, un
AUTRES ENTITÉS • Lupus néonatals La parturiente souffre d’un
pourcentage d’un étalon 100 p. 100 ou plusieurs percentiles ?
ComLES, d’un SGS ou d’une maladie de système inclassable, mais elle peut
ment exprimer les résultats, en densité optique, de façon
semi-quantiaussi être asymptomatique. Le nouveau-né présente une éruption
cutatative ou sous forme d’UGPL, c’est-à-dire d’unités IgG PL, pour les
née et/ou souffre d’un bloc auriculoventriculaire. La présence quasi
anticorps de classe IgG, et sous forme d’UMPL, c’est-à-dire d’unités
constante des anticorps anti-SS-A (Ro) chez la mère et chez l’enfant
IgM PL, pour ceux de classe IgM ? Les autres questions sont
permet de confirmer l’authenticité de ce syndrome. Signalons la
possiqualitatives : les IgG sont plus péjoratives et spécifiques que les IgM. Il
bilité de dépister chez la mère et chez l’enfant des anticorps dirigés
s’agit d’IgG et d’IgG au cours des affections auto-immunes, mais 2 4contre la protéine 68 kDa ou contre les peptides A et C du complexe
d’IgG et d’IgG au cours des maladies infectieuses. Seule la persis-1 3U1-snRNP.
tance de ces anticorps pendant plus de douze semaines confère à cet
Association entre psoriasis et syndrome de Raynaud L’autono- examen une quelconque signification dans les maladies systémiques.
mie d’un syndrome associant psoriasis et SR a été revendiquée après la
mise en évidence d’anticorps contre les peptides A, C et A’ des U1- et Combinaisons d’auto-anticorps
U2-snRNP.
On rencontre plusieurs combinaisons d’anticorps : les anticorps
Syndromes de chevauchement L’association déjà remarquée entre anticardiolipine (ACL) avec les anticorps anti-ADNd, les ACC avec
ScS et PM a été certifiée par la découverte d’anticorps contre les les anticorps de la réaction de Bordet-Wassermann. D’autres leur sont
peptides B et D à G de tous les snRNP et contre les peptides A’ et B’’ régulièrement associés : anticorps antiplaquettes, antiglobules rouges,
de l’U2-snRNP. Cette construction a été parachevée quand on a com- anticellules endothéliales, antimyéline et antimitochondries (AAM) de
pris qu’un LES pouvait s’agréger à la ScS et/ou à la PM. type 5.88 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
sent tous les phospholipides anioniques, même si pour certains, ils le Fondements biochimiques
font plus ou moins bien, pas les anticorps de la réaction de
BordetWassermann. Les ACL s’accompagnent volontiers d’ACC, ce qui n’est Structure des phospholipides
pas le cas dans la syphilis. L’action des ACL est entravée par la phos-N’importe quelle molécule de phospholipide s’articule autour du
phatidyl choline (PC), alors que celle des anticorps de la réaction de glycérol (Figure 6-21). Son premier carbone porte un acide gras saturé,
Bordet-Wassermann n’est possible qu’en sa présence. En fait, le com-le deuxième un acide gras insaturé. Le troisième carbone s’unit à un
plexe VDRL réunit trois ingrédients : des CL, de la phosphatidyl cho-acide phosphorique pour former un phosphatidyl, lui-même associé à
line et du cholestérol.une base azotée, à l’inositol ou à un autre glycérol, ce qui donne deux
En revanche, les ACL et les ACC se ressemblent. L’effet des ACC sortes de phospholipides (Tableau 6-XVI) : les phospholipides
anioniest neutralisé par des phospholipides. Pourtant, 60 p. 100 des ACC se ques, notamment le diphosphatidyl glycérol, ou les CL, et les
phosfixent sur la phosphatidyl sérine (PS) ; la proportion grimpe à pholipides zwitterioniques, notamment le phosphatidyl éthanolamine
74 p. 100 quand les malades présentent des thromboses, mais chute à (PE). Les CL sont ceux qui, parmi les phospholipides, proviennent du
54 p. 100 lorsqu’ils n’en ont pas. Il est même possible de séparer les cœur de bœuf et entrent dans la composition du substrat de la réaction
ACL des ACC dans le plasma d’un patient.de Bordet-Wassermann. Cette molécule particulière comporte deux
Quant au rapprochement entre ACL et anticorps anti-ADNd, il radicaux phosphatidyl, donc deux doubles acides gras et deux liaisons
repose sur l’apparition d’anticorps anti-ADNd chez des lapins phosphodiesters.
immunisés par des phospholipides, mais n’a plus aucun intérêt car
on sait qu’un ELISA ne fait pas la distinction entre les anticorps Confrontation entre les anticorps
anti-ADNd dont l’affinité était forte et ceux dont l’affinité était Les ACL et les anticorps de la réaction de Bordet-Wassermann
faible.s’opposent point par point (Tableau 6-XVII). Les premiers
reconnaisAu total, il existe trois cibles : celle de la CL des anticorps de la
réaction de Bordet-Wassermann, à la condition qu’ils soient associés à de
la phosphatidyl choline et à du cholestérol ; celle des ACC dont les
Bases azotées épitopes deviennent accessibles quand la phosphatidyl sérine et la
GlycérolAcide phosphorique phosphatidyl éthanolamine s’organisent en hexagone ; celle des ACL Inositol
où des protéines sont agrafées à des CL.
Entremise d’un co-facteur
Le sujet a été renouvelé par l’irruption des cofacteurs protéiques.
Glycérol Une colonne échangeuse de cations permet de purifier des ACL
par un moyen biochimique. Ils se fixent sur les CL dans un ELISA
classique où l’agent saturant est le SFV. Mais si on le remplace par
de la gélatine, ils ignorent leur antigène, ce qui signifie que le SFV
apporte quelque chose d’indispensable à la réaction, une protéine
Acide Acide présente dans le SFV, mais également dans le sérum humain
norgras gras
mal, la β -GPI [38]. C’est un cation qui adhère à tous les anions, saturé insaturé 2
aux phospholipides par exemple. Ainsi existe-t-il différents
antigènes possibles : le premier est un épitope de la β -GPI démasqué par 2
Figure 6-21 Structure d’une molécule de phospholipides. (Les cardioli- sa liaison aux phospholipides ou par irradiation des plaques
pines sont des diphosphatidyl-glycérol.) d’ELISA, ce qui suggère que la β -GPI doit être fixée sur des
phos2
pholipides ou sur une surface appropriée de façon à exposer un
antigène cryptique ; le deuxième déborde sur la β -GPI et sur les
2Tableau 6-XVI Deux catégories de phospholipides. phospholipides ; le troisième siège sur la molécule de
phospholipide mais n’apparaît qu’une fois le co-facteur capté ou si la densité
Phospholipides anioniques
du complexe est suffisante. Enfin, l’oxydation des groupements Phosphatidyl choline
cystéines de la β -GPI accroît la reconnaissance de la molécule. Ptidyl sérine 2
D’ailleurs le complexe β -GPI/LDL oxydé est pro-athérogène. Phosphatidyl inositol 2
e
Ptidyl glycérol Quand le sérum est dilué au 1/400 , la quantité de β -GPI qu’il 2
Diphosphatidyl glycérol contient devient négligeable.
Acide phosphatidique D’autres co-facteurs de fixation aux phospholipides, comme la
Phospholipides zwitterioniques prothrombine, le kininogène, l’annexine II ou V sont également
Phosphatidyl éthanolamine
reconnus par des auto-anticorps.
Tableau 6-XVII Les caractéristiques des deux grandes catégories d’anticorps antiphospholipides (APL) s’opposent point par point.
Catégories d’APL Classes prédominantes Sous-classes prédominantes Co-facteur Anticoagulant circulant Croisement avec d’autres Taux
phospholipides anioniques
Auto-immun IgG > IgM IgG , IgG Oui Fréquent Oui Élevé2 4
Post-infectieux IgG = IgM IgG , IgG Non Exceptionnel Non Modéré1 3AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 89
APL anioniques associés. C’est le kininogène, un autre co-facteur, qui Résultats cliniques
est associé à la PE.
Anticoagulants circulants
Anticorps antiphosphatidyl sérine Les ACC ne sont pas spécifiques de l’un des facteurs de la
coagulation puisque la prothrombinase contre laquelle ils sont dirigés empile et autres antiphospholipides anioniques
du facteur X activé, du facteur V et des ions calcium dans une micelle Il est admis que les anticorps reconnaissent tous les phopholipides
de phospholipides. Au laboratoire, la céphaline remplace la membrane anioniques. Il est toutefois conseillé de chercher un sous-groupe d’APL
plaquettaire en fournissant des phospholipides proches des phosphati- qui se fixerait sur la phosphatidyl sérine, mais pas sur les CL.
Diffédyl sérines. En y adhérant, les ACC maintiennent le facteur V à dis- rents cofacteurs peuvent s’associer à la phosphatidyl sérine (β -GPI, 2
tance et empêchent la prothrombinase de se constituer. Le fait que prothrombine, protéines S et C…), et c’est l’association phosphatidyl
l’apport du plasma d’un témoin ne corrige pas l’anomalie de celui du sérine/prothrombine qui est à privilégier puisqu’elle peut servir de test
malade confirme le diagnostic. Les ACC sont transitoires au cours des de confirmation pour les ACC et les ACL [7]. Enfin, certains ACL
maladies infectieuses, mais surviennent dans près de 40 p. 100 des cas reconnaissent les phospholipides et des lipoprotéines de faible densité,
de LES et chez plus de la moitié des patients traités par la chlorproma- à la condition qu’elles aient été oxydées ; ils se compliqueraient plus
zine. En cas d’association avec des anticorps anti-β -GPI le risque obs- souvent de thromboses artérielles que de thromboses veineuses.2
tétrical et thrombotique des ACC est multiplié par 5 [20].
Facteurs rhumatoïdesAnticorps anticardiolipine
Les ACL ont surtout été étudiés dans le LES, au cours de la syphilis
C’est Meyer qui, le premier, a remarqué que certains sérums aggluti-et devant des avortements à répétition. Ils sont extraordinairement
naient les globules rouges de mouton à la condition qu’ils aient été hétérogènes : ceux des maladies auto-immunes, y compris le SAPL, ne
bardés d’hétéro-anticorps [25]. Ce phénomène étrange persistait jusqu’à sont détectables qu’en présence de β -GPI, mais pas ceux des maladies
2
un titre beaucoup plus élevé quand les sérums provenaient de malades infectieuses, en particulier ceux de la syphilis (voir Tableau 6-XVII).
plutôt que de témoins normaux. Waaler a progressé en constatant que Le contexte permet de les ranger dans trois catégories. La première est
ces agrégats étaient fréquents quand les malades souffraient de PR, et celle des ACL auto-immuns, présents dans 44 p. 100 des cas de LES
Rose en a tiré argument pour en assurer le diagnostic. La locution en moyenne, dans 23 p. 100 des cas de PR, dans 41 p. 100 des cas de
« facteur rhumatoïde » (FR) date de cette époque. Allait ensuite être mis maladie de Horton (MH), dans 19 p. 100 des cas de ScS et de
au point le test dit « du latex » puisqu’il agglutinait non plus des globules l’arthrite chronique juvénile. On rencontre les ACL de la deuxième
rouges de mouton sensibilisés par des anticorps de lapin antiglobules catégorie dans les maladies infectieuses : le paludisme 21 fois sur 28, la
rouges de mouton, mais des particules de latex coiffées d’IgG humaines.syphilis 36 fois sur 48, les viroses aiguës 44 fois sur 149, le rhumatisme
articulaire aigu (RAA) 28 fois sur 35 et, surtout, le SIDA 26 fois sur
28. La troisième et dernière catégorie d’ACL regroupe des situations Antigènes et anticorps
disparates, comme les avortements à répétition, le syndrome de
Guillain-Barré, le purpura thrombopénique idiopathique, la prise de Antigènes
chlorpromazine et l’épuration extrarénale. Déplorons l’ampleur des
IMMUNOGLOBULINES G • Les FR sont des auto-anticorps dirigés désaccords entre les auteurs puisque le taux de positivité chez les
contre le fragment cristallisable (Fc) des IgG (Figure 6-22). Sur ce Fc, témoins normaux varie de 0 à 20 p. 100. Au-delà de 67 ans, on les
créils distinguent plusieurs antigènes, en particulier le déterminant Ga, dite d’une fréquence de 52 p. 100 pour les ACL de classe IgG, mais
baptisé des deux premières lettres du nom du premier malade. Celui-cette opinion n’est pas partagée par tous les auteurs.
ci avait à la fois des FR et des IgG anti-Rhésus. L’épitope Ga est un
caractère isotypique présent sur le deuxième domaine constant des Anticorps anti- β -glycoprotéine I2 IgG , des IgG et des IgG de l’homme, mais pas sur celui des IgG1 2 4 3
Les anticorps anti-β -GPI [6] sont pathogènes. Ils reconnaissent leur
2 [46]. En toute logique, ce motif est à la jonction du deuxième et du
cible en l’absence de phospholipides, sauf exception ils n’existent pas troisième domaine constant des deux chaînes lourdes du Fc, puisque la
dans les maladies infectieuses, et ils sont fréquents au cours du LES et du fixation d’un FR ne peut être gênée ni par le Facb tout seul (qui
conSAPL. Il semble que, dans un cas comme dans l’autre, les complications tient le deuxième domaine constant), ni par le pFc’ tout seul (qui
corthrombo-emboliques accompagnent une élévation du taux sérique de ce respond au troisième), alors qu’elle est inhibée quand ces deux
pepticofacteur de la coagulation. Il faut distinguer les APL contre les phos- des sont associés. Les sérologistes ont longtemps prétendu que le
pholipides, des APL contre la β -GPI en parallèle ou en complément des
2 substratum de cette antigénicité était la lysine et la tyrosine. En fait,
APL. Il est donc judicieux de doser les anticorps anti-β -GPI puisqu’ils
2 même au sein de la famille Ga, les FR sont hétérogènes. Certains sont
s’accompagnent plus souvent de thromboses que les APL. Pour 3 à spécifiques de l’histidine en position 435 s’il y a une phénylalanine en
10 p. 100 des patients SAPL, la recherche des anticorps anti-β -GPI sera 2 436 ; d’autres reconnaissent cette même histidine du CH3 des IgG ,
1
le seul examen positif. Notons que la possible interférence des facteurs IgG et IgG , à la condition que le CH2 ne soit pas celui d’une IgG ;
2 4 3
rhumatoïdes et des cryoglobulines avec les IgM anti-β -GPI doit inviter 2 d’autres encore se fixent sur toutes les sous-classes d’IgG. Il semble que
à la prudence. Enfin, l’intérêt des IgA anti-β -GPI semble discutable.2 cet épitope diffère d’un FR à l’autre et que son substrat soit
discontinu. Bref, l’antigène est conformationnel et non linéaire.
Anticorps antiphosphatidyl éthanolamine Les FR de classe IgM ont une avidité beaucoup plus faible pour les
Les premiers anticorps antiphosphatidyl éthanolamine (anti-PE) IgG libres que pour les IgG agrégées entre elles ou enfermées dans des
ont été reconnus en présence et même en l’absence d’ACC ce qui en CIC, ce qui s’explique de deux manières : soit l’appariement entre
fait un test de deuxième intention. Dans la série de Sanmarco et al. antigène et anticorps libère de nouveaux épitopes, soit cette
organisa[49] 40 malades sur 270 avaient des anticorps anti-PE dont 25 sans tion permet aux IgM de capter plusieurs IgG à la fois. C’est la VL
VH
CL
CH1
90 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
couvertes d’IgG. Les IgM sont polyclonales dans certaines conditions,
mais oligoclonales dans d’autres, il existe même des IgM monoclonales
dotées d’activité FR dans les cryoglobulines mixtes.
FACTEURS RHUMATOÏDES « NON AGGLUTINANTS » • Des FR
non agglutinants ont été découverts en retenant les FR d’un sérum
dénué de FR agglutinants sur des IgG agrégées, en les éluant et en les
caractérisant par IDR. Il s’agit de FR de classe IgG qui ont tendance à
s’agréger entre eux plutôt qu’à capter des IgG sans activité FR, aussi
bien dans la synoviale que dans le sérum. Des FR de classe IgA ont
ensuite été identifiés, puis des FR de classe IgG et des FR de classe
IgM, non plus pentamériques, mais monomériques, enfin des FR de
classe IgE. L’ELISA s’avère évidemment la technique idéale pour les
mettre en évidence.
Réactions antigènes-anticorps
L’AVIDITÉ DES FACTEURS RHUMATOÏDES CIRCULANTS EST
FAIBLE • L’avidité des FR circulants semble plus faible quand la
cible des FR est l’IgG de l’homme que quand c’est l’IgG d’un animal.
Pour certains auteurs, les FR de la PR sont plus avides que ceux du
LES ou de la ScS, mais pour d’autres, c’est le contraire. Il n’est pas
étonnant que cette liaison soit faible, puisque plusieurs anticorps
monoclonaux pourvus de la même activité FR ne partagent que les Figure 6-22 Structure d’une molécule d’IgG. Chacune des deux chaînes
deuxièmes et troisièmes frameworks, alors qu’il n’y a aucun rapport lourdes (V ) et chacune des deux chaînes légères (V ) comportent une H L
entre les complementary determining regions de la partie variable de partie constante et une partie variable. La molécule oppose un fragment
leurs chaînes κ.cristallisable (Fc) et deux antigen binding fragments (Fab).
LA LIAISON ANTICORPS-ANTIGÈNE N’EST PAS LE SEUL PONT
ENTRE LES FACTEURS RHUMATOÏDES ET LES IgG • À la diffé-deuxième interprétation qui est correcte, puisque l’avidité de
monorence des constituants du cytosol et à l’instar de beaucoup des protéi-mères d’IgM n’est pas plus forte pour les IgG isolées que pour les IgG
agrégées. Néanmoins, certains FR réagissent avec des motifs antigéni- nes du plasma ou de la membrane des cellules, les IgG sont
glycosylées. En moyenne, il y a 2,8 oligosaccharides par molécule d’IgG. ques démasqués (ou créés s’il s’agit d’épitopes conformationnels) sur le
Fc quand l’IgG est ajustée à son antigène. Des auto-anticorps contre le Deux d’entre eux se trouvent sur le Fc (Figure 6-23).
F(ab’) des IgG ont également été mis en évidence, mais ce ne sont pas Ceux-là émanent de l’asparagine 297 des chaînes H, comportent un 2
de vrais FR. Tout se passe comme si le sérum des malades souffrant de tronc commun, formé de deux N-acétylglucosamines (Gluc) et d’un
PR contenait trois populations de FR : la première n’accepte que les mannose (Man), puis divergent en deux antennes, la première liée au
IgG humaines, la deuxième ne se fixe que sur les IgG animales (il s’agit carbone 6 du Man (bras 1-6), la seconde au carbone 3 (bras 1-3). Le
de cobayes, de chevaux et, surtout, de lapins) et la troisième admet les bras 1-6 est formé d’un Man, d’un Gluc, d’un galactose (Gal) et,
parIgG humaines et les IgG animales. fois, d’un acide sialique. Il s’insère dans une poche d’acide aminé
située en aval sur la chaîne H. Le bras 1-3 est formé d’un Man et d’un
AUTRES IMMUNOGLOBULINES • Des anticorps anti-IgE et anti- Gluc qui se fixe sur le segment Gluc-Man du tronc commun de
l’oliIgA ont été signalés dans les allergies et au cours des déficits en IgA,
gosaccharide issu de l’autre chaîne H. Son bras 1-6 se glisse aussi dans
mais leur intérêt est anecdotique. L’existence d’anticorps dirigés contre
la poche d’acide aminé, tandis que son bras 1-3, formé d’un Gluc,
le Fc des IgD reste à démontrer.
ANTIGÈNES CROISÉS • Il existe un rapport entre certains FR
polyclonaux et plusieurs AAN. Les antigènes nucléaires dont la structure
copie celle du Fc comprennent des histones liées à l’ADN, des histones
GlucAsn AsnGlucisolées, des peptides constitutifs d’histones, de l’ADN monocaténaire
GlucGluc
ou des peptides enchâssés dans des particules SSA. Une telle curiosité
Mans’explique, dans certains cas, non par une analogie de structure entre
un antigène du Fc et un antigène du noyau, mais par la juxtaposition Man Man
Mande deux sites de reconnaissance sur le FR, le premier pour le Fc des
IgG, le second pour une histone, par exemple. D’autres croisements, Man ManGluc
avec une protéine du streptocoque ou avec la β -microglobuline, ont
2 Gal Gluc GalGlucété décrits, de même que la fixation de certains FR sur les molécules
HLA de classe I.
Sial
Anticorps
Figure 6-23 Branchement d’oligosaccharides sur les deux chaînes lourdes
FACTEURS RHUMATOÏDES « AGGLUTINANTS » • Ces FR doi- d’une IgG. Asn : asparagine ; Gal : galactose ; Gluc : N-acétylglucosamine ;
Man : mannose ; Sial : acide sialique.vent être des IgM puisqu’ils agglutinent des particules ou des cellules
Fab
CH1 CH1
s
Fcs
CH1 CH1
Fab
CH1
CL
Gluc
ss
FR1
FR2
FR3
FR4
CDR1
CDR2
CDR3
ssAUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 91
d’un Gal et parfois d’un acide sialique, flotte entre les deux chaînes H comme sains, mais émanant de la population générale, que chez les
du Fc de la molécule d’IgG. Les IgG des malades sont appauvries en donneurs de sang sélectionnés en raison de leur âge et de leur bonne
Gal et en acide sialique, ce qui déstabilise le CH2 et en modifie la con- santé apparente. Ils font d’ailleurs partie des auto-anticorps naturels.
formation. Cette anomalie s’amende à l’occasion de la grossesse, Les FR de classe IgG, mais pas les FR de classe IgA, ont également été
quand s’apaise l’inflammation, et quelques observations familiales sug- dépistés chez des témoins normaux.
gèrent qu’elle est génétique.
Facteurs rhumatoïdes
Techniques dans la polyarthrite rhumatoïde
DIAGNOSTIC • Des FR agglutinants apparaissent dans 70 p. 100 Dépistage des facteurs rhumatoïdes
des cas de PR de l’adulte, mais ce pourcentage augmente avec de classe IgM
l’ancienneté de la maladie, puisqu’il s’élève de 30 p. 100 dans les
Les réactions d’agglutination servent encore à détecter les FR. six premiers mois à 80 p. 100 après quelques années d’évolution
Dans le test du latex, le support est constitué de particules de (Tableau 6-XVIII). Les patients qui produisent le plus de FR sont
polystyrène enrobées par les IgG humaines. Le seuil de positivité volontiers HLA-DR4 et ont beaucoup de lymphocytes B CD5
eest fixé au 1/80 . Le substrat de la réaction de Waaler-Rose classi- positifs.
que est formé de globules rouges de mouton sensibilisés par une
L’intérêt des FR pour prévoir une PR est illustré par les résultats de
dose subagglutinante d’IgG de lapin antiglobules rouges de
moul’étude épidémiologique des Finlandais [1]. De 1974 à 1983,
ton. Comme le sérum humain normal contient parfois des
anti13 858 volontaires sains ont été testés à la recherche de FR. Après
corps hétérophiles dirigés contre l’antigène Forssman de la surface
13 ans d’évolution, 33 des 173 sujets chez lesquels des FR avaient été
des globules rouges de mouton, il faut les absorber sur des globules
dépistés développaient une PR, ce qui n’arriva jamais en l’absence de
rouges de mouton non sensibilisés avant de tester le sérum du
FR au départ. Ces FR précèdent donc le développement d’une PR.
malade. Aussi cette réaction de Waaler-Rose a-t-elle été améliorée
Dans la PR, la sensibilité du test est de 28 p. 100 et sa spécificité de
en remplaçant les globules rouges ovins par des globules rouges
87 p. 100. Cependant, si le recrutement est rhumatologique, la
sensihumains O Rhésus négatif nantis d’IgG de lapin antiglobules
bilité du test du latex grimpe à 78 p. 100 et sa spécificité à 97 p. 100.
rouges humains. Généralement, le seuil de positivité de la réaction
Les FR non agglutinants accompagnent volontiers les vascularites ede Waaler-Rose est le 1/32 . En France, on préfère la réaction
utiquand ils sont de classe IgG et le SGS secondaire à la PR quand ils
lisant des globules rouges humains, mais les Anglo-Saxons sont
sont de classe IgA.restés fidèles aux globules rouges de mouton. Cette distinction est
obsolète car la majorité des laboratoires s’est ralliée à la
néphélométrie pour les FR contre les IgG de l’homme et à l’ELISA pour les Tableau 6-XVIII Fréquence des facteurs rhumatoïdes dans les maladies
FR contre les IgG animales. systémiques.
Quelle que soit la technique, il est prudent d’en valider les résultats
Maladie Pourcentages de cas positifspar des sérums de référence [4]. Les résultats que l’on obtient par le
latex et ceux que l’on obtient par la néphélométrie n’en sont pas moins
Polyarthrite rhumatoïde 70-90
équivalents.
Syndrome de Gougerot-Sjögren primitif 75-95
Sclérodermie systémique 20-30Dépistage des autres facteurs rhumatoïdes
Dermato-polymoyosite 5-10
La néphélométrie pour FR présente l’intérêt d’être indépendante de
Cryoglobulinémie 40-100
l’isotype des FR.
Connectivite mixte 50-60C’est également le cas des RIA et des ELISA réalisés EPS ou
Lupus érythémateux systémique 15-35EPL. Le principe de la RIA rappelle celui du test de Farr, puisque
qu’il consiste à retenir les FR sur des IgG radiomarquées, à
précipiter les CIC par une anti-immunoglobuline et à mesurer la
PRONOSTIC • L’évolution du titre des FR n’épouse pas toutes les radioactivité refoulée dans le culot. Même sensibilisée par
l’addivicissitudes de l’inflammation de la PR. Cependant, quand ce sont tion du polyéthylène glycol qui facilite la sédimentation des
comdes IgA, la maladie est plus érosive, et son évolution est plus grave plexes immuns, cette méthode est tombée en désuétude. D’autres
quand il s’agit d’IgE. En fait, quel que soit leur isotype, on attribue techniques, celles-là EPS, ont été lancées, mais dans tous ces tests,
une certaine valeur pronostique aux FR (Tableau 6-XIX). Les en particulier dans les ELISA, les FR mesurés sont ceux qui
recondégâts radiologiques sont plus sévères en présence de FR qu’en leur naissent les IgG du lapin.
absence.
Résultats
Tableau 6-XIX Relations entre la présence de facteurs rhumatoïdes et la Facteurs rhumatoïdes gravité des érosions osseuses au cours de la polyarthrite rhumatoïde et
dans la population générale de l’arthrite chronique juvénile.
Malgré des variations d’une technique à l’autre, la fréquence des FR
Sélection des malades Odds-ratioreste modique chez les témoins normaux. On estime que la réaction de
Waaler-Rose est positive chez 0 à 6 p. 100 et le test du latex chez 2 à
Polyarthrite rhumatoïde évoluée 3,0-35,0
25 p. 100 d’entre eux. La prévalence augmente avec l’âge, mais
dimiPolyarthrite rhumatoïde débutante 1,7-15,5
nue à nouveau après 70 ans. On a calculé que la fréquence des FR,
Arthrite chronique juvénile 1,4-4,0
quel qu’en soit l’isotype, était plus élevée chez les individus considérés 92 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Facteurs rhumatoïdes en dehors Filaments intermédiaires
Le diamètre moyen des filaments intermédiaires atteint 11 nm et de la polyarthrite rhumatoïde
leur composition dépend de l’embryogenèse du tissu examiné. Les FR sont aussi retrouvés dans des contextes autres que la PR, au
Comme les cellules néoplasiques synthétisent les mêmes protéines que premier chef dans le SGS. Dans 75 à 95 p. 100 des cas, ils sont plutôt
celles dont elles dérivent, leur identification étaye le diagnostic histolo-de classe IgA et, comme ils se polymérisent volontiers, on pense qu’ils
gique d’une tumeur. On connaît des homopolymères et des hétéropo-viennent des muqueuses. Des FR existent également dans 40 à
lymères.100 p. 100 des cas de cryoglobulinémie, 50 à 60 p. 100 des cas de CM
et 30 à 50 p. 100 des cas de LES. Ironiquement, l’indication donnée
HOMOPOLYMÈRES • Dans les cellules mésodermiques, il s’agit de par les FR est plus intéressante quand le test est négatif que quand il
la vimentine (fibroblastes ou muscles lisses), dans les cellules myogéni-est positif.
ques, de la desmine (muscles striés et muscles lisses) et, dans les
astroLes infections sont également concernées. On trouve des FR
agglucytes du système nerveux central, du filament glial.
tinants dans 8 p. 100 des cas de tuberculose, 13 p. 100 des cas de
syphilis, 50 p. 100 des cas d’endocardite bactérienne subaiguë et HÉTÉROPOLYMÈRES • Il y a les neurofilaments, formés de triplets
100 p. 100 des cas de leishmaniose. Des FR ont aussi été imputés à peptidiques dans les neurones du système nerveux périphérique, et les
l’asbestose, la maladie de Gaucher, la fibrose pulmonaire idiopathique, kératines dont on dénombre au moins 21 variétés.
la cirrhose hépatique ou les hémopathies lymphoïdes.
Différents auto-anticorps Anticorps anticytosquelette
anticytosqueletteet antiprotéines citrullinées
Anticorps anti-F-actineConnus depuis longtemps, les anticorps anticytosquelette
bénéfiIl est courant de dépister des anticorps anti-F-actine, des anticorps cient d’un regain d’intérêt, depuis qu’ils ont été impliqués dans
diverantitubuline et des anticorps antifilaments intermédiaires dans des sérums ses maladies systémiques et qu’affluent les informations biochimiques,
normaux, mais tous ces auto-anticorps ont leur propre signification. Les cytologiques et immunologiques.
anticorps anti-F-actine, par exemple, apparaissent dans 80 p. 100 des cas
d’HAI de type 1 et dans 50 p. 100 des cas de CBP [37].Structure du cytosquelette
Anticorps antitubulineLa forme et la mobilité de la cellule eucaryote dépendent du réseau
dynamique de réseaux fibreux qu’est le cytosquelette. Trois catégories Des anticorps antitubuline (Figure 6-24) sont retrouvés dans
ont été distinguées en fonction de trois types de critères : les premiers 80 p. 100 des mononucléoses infectieuses, mais aussi 50 p. 100 des
sont morphologiques (le diamètre des fibres, le poids moléculaire de cirrhoses alcooliques ou des thyroïdites d’Hashimoto. Le centriole fait
leurs constituants et leur aspect en IFI), les deuxièmes biochimiques partie du centre organisateur des microtubules et, curieusement, les
(le point iso-électrique des molécules, la nature des acides aminés qui auto-anticorps correspondants ont été dépistés dans le sérum de
les constituent et leur sensibilité à des produits comme la colchicine, la témoins normaux à taux élevé de cortisol, et dans celui de malades avec
vinblastine ou la cytochalasine B) et les troisièmes immunologiques (la une ScS, un SR isolé ou un CREST.
cible des auto-anticorps naturels, la spécificité des anticorps
monoclonaux et leur aptitude éventuelle à fixer le complément). Ainsi distin- Anticorps antifilaments intermédiaires
gue-t-on des microfilaments, des microtubules et des filaments
interANTICORPS ANTIVIMENTINE • Les filaments intermédiaires de médiaires (Fi).
la plupart des lignées cellulaires contiennent de la vimentine. Un
frottis de fibroblastes humains ou murins (voir Figure 6-24) tient Microfilaments
lieu de substrat pour les anticorps antivimentine mais aussi des
celLe diamètre moyen des microfilaments est de 7 nm. Leur actine de
lules HEp-2 contenant de la kératine ou des cellules PtK2 issues de 43 kDa est organisée en filaments (F) et liée à de nombreuses
protéirein de kangourou et pourvues de vimentine et de kératine. Les nes, en particulier la myosine et l’α-actinine. Cinquante pour cent des
données de dix séries [68] figurent au tableau 6-XX. Ces anticorps microfilaments sont polymérisés, donnant un faisceau serré de fibres
existent dans 77 p. 100 des PR, mais également dans 43 p. 100 des parallèles qui tapissent la face interne de la membrane cytoplasmique.
LES et chez 15 p. 100 des témoins normaux. On les a détectés Les microfilaments jouent un rôle important dans le déplacement des
dans 22 ScS sur 35 et dans 8 pelvispondylites rhumatismales (PSR) cellules.
sur 32.
Microtubules ANTICORPS ANTIKÉRATINE • Les coupes dans le tiers moyen de
Les microtubules de 25 nm contiennent de la tubuline de 50 kDa. l’œsophage de rat servent de substrat pour l’IFI (Figure 6-25). Le
Il s’agit d’hétérodimères de tubuline α et de tubuline β, souvent asso- recours à des hépatocytes est moins fréquent (Figure 6-26) et la
kéraciés à des protéines comme la nexine. Ces fibres irradient des centrioles tine du stratum corneum retient non seulement les anticorps
antikéraà la membrane cytoplasmique. Leur tâche consiste à coordonner les tine (AAK) des maladies systémiques, mais également des
auto-antimouvements intracellulaires et extracellulaires, par exemple dans la corps naturels. Les données de la littérature sont présentées au
mitose pour toutes les cellules, et dans la diapédèse ou la phagocytose tableau 6-XX.
pour les cellules spécialisées. Le cytosquelette est aussi important pour
le métabolisme, puisqu’il s’agit d’un entrelacs en trois dimensions qui ANTICORPS ANTIPÉRINUCLÉAIRES • Le substrat le plus
comoriente le flux des grosses molécules. mode pour dépister les anticorps antipérinucléaires (APN) est un frot-AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 93
a b
c d
Figure 6-24 Anticorps antivimentine et antitubuline. Anticorps antivimentine avant (a) et après (b) traitement des cellules par la colchicine. Anticorps
antitubuline avant (c) et après (d) traitement des cellules par la vinblastine.
Tableau 6-XX Fréquence des anticorps anticytosquelette dans quelques
maladies systémiques.
Nombre de positifs/nombre de testés
(pourcentage de positifs)
Affection
Anticorps Anticorps Anticorps
antivimentine antikératine antipérinucléaires
Polyarthrite 192/250 (77) 579/1223 (47) 626/1028 (61)
rhumatoïde
Lupus érythémateux 49/133 (37) 5/172 (3) 18/191 (9)
systémique
Sclérodermie 22/35 (69) 18/117 (15) 2/51 (4)
systémique
Sujets normaux 64/375 (17) 12/921 (1) 18/832 (2)
tis de cellules buccales humaines. Les cellules vaginales desquamées ou Figure 6-25 Mise en évidence d’anticorps antikératine (flèche) par
immules coupes d’œsophage d’homme ou de lapin ont été essayées. Le pro- nofluorescence indirecte sur coupe du tiers moyen d’un œsophage de rat.
blème est celui des antigènes. On ne peut solliciter un donneur qu’une
fois par semaine. Le nombre de cellules positives varie d’un sérum à
l’autre (Figure 6-27), et celui des spots fluorescents d’une cellule à Les données de la littérature figurent au tableau 6-XX. Les APN
l’autre et d’un donneur à l’autre. La lecture doit être attentive puisque, existent dans 61 p. 100 des PR, 9 p. 100 des LES, 4 p. 100 des ScS et
à la limite, il suffit d’un seul spot dans une seule cellule pour qu’un chez 2 p. 100 des témoins. Dans la PR, la sensibilité de ce test
rudisérum soit considéré comme positif. mentaire oscille de 49 à 87 p. 100, sa spécificité de 73 à 99 p. 100.94 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
arginines de la protéine basique de la myéline étaient accusés dans la
sclérose en plaques (SEP) après avoir été déiminés en citrullines.
Histoire d’une découverte
Ce problème a été bouleversé par Guy Serre [30] qui a établi que les
AAK se fixaient, non pas à la kératine, mais à deux protéines, l’une de
210 kDa, l’autre de 90 à 120 kDa ; précisé qu’il s’agissait de la
filaggrine agrégant les filaments de kératine ; et découvert que les APN et
AAK formaient une seule et même famille d’auto-anticorps. La
filaggrine se différencie tardivement dans la maturation des cellules
épithéliales du stratum corneum de la muqueuse de l’œsophage du rat et
dans les granules kératohyalins des éléments superficiels de la
muqueuse jugale. L’hétérogénéité des unités de filaggrine (Figure
628) reflète une absence de synchronisation des molécules en matière de
citrullination (Figure 6-29). Les arginines de la filaggrine sont
déiminées en citrullines par la peptidyl-arginine déiminase de type 4
(PADI4). En pratique, on a le choix entre purifier la filaggrine pour la
déiminer au laboratoire ou bien synthétiser des peptides dont les séquences
encadrant les citrullines reconstituent les enchaînements d’acides Figure 6-26 Mise en évidence d’anticorps antikératine par
immunofluoaminés flanquant les citrullines de la filaggrine naturelle. Le deuxième rescence indirecte sur hépatocytes.
Profilaggrine
COOH NHP P 2
Tandems Peptide de liaison
P de filaggrineP P PP
PhosphateP
Déphosphorylation
Protéolyse des peptides de liaison
KératineFilaggrine
Kératine Kératine
Métabolites
de filaggrine
Tandems de filaggrine
Figure 6-28 La profilaggrine, où la filaggrine agrège les filaments de
kératine, mûrit en substituant des résidus citrulline à ses résidus arginine.
Figure 6-27 Granules fluorescents entourant le noyau des anticorps
antipérinucléaires dans une cellule buccale humaine.
+ +NH NH
3 3
Anticorps antifodrine
La fodrine est l’une des molécules qui agrègent les éléments du
– –COO COOcytosquelette. Les auto-anticorps correspondants ont été dépistés dans
96 p. 100 des SGS, mais également dans le LES. Les avis sont
néanPeptidylargininemoins partagés sur l’intérêt de cet examen, entre ses partisans et ses
NH déiminase NHdétracteurs [70].
2+Ca
Anticorps antipeptides citrullinés
++ NHNHHN O 33
Les spécialistes des anticorps anticytosquelette ont longtemps
tâtonné, puisque les uns soutenaient que les AAK reconnaissaient la Arginine Citrulline
kératine alors que les autres prétendaient que la cible des APN se
confondait avec la filaggrine dans les granules péri-nucléaires des cellules Figure 6-29 L’arginine est déiminée en citrulline par la peptidylarginine
buccales. Il n’était pas encore question de protéines citrullinées, que les déiminase.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 95
procédé a été perfectionné par la cyclisation des peptides qui facilite la L’observation la plus convaincante sur ce plan est la détection des
antirencontre entre les épitopes et leurs anticorps ainsi que sa stabilité. corps 1 mois à 15 ans avant le début des troubles dans un sérum
prélevé à l’occasion d’un don du sang [36]. La probabilité pour un sujet
en bonne santé apparente de développer une PR augmente encore Considérations techniques
quand, en plus des anticorps anti-CCP, il y a des FR de classe IgA.Les anticorps contre la filaggrine déiminée sont détectés par IE ou
ELISA. Il s’agissait d’abord d’extrait d’épiderme humain, puis d’une
moléDANS LE PRONOSTIC • Au cours de la PR, les anticorps anti-CCP
cule purifiée ou de sa forme recombinante. Trois générations de cyclic
font redouter l’installation d’érosions osseuses au bout de 1 à 6 ans.
citrullinated peptides (CCP) se sont succédé, CCP1 à CCP3. La sensibilité
Leur présence a donc une connotation défavorable.
du test se serait améliorée, sans perte de spécificité, en passant de la
première génération à la deuxième et, de façon plus modeste, avec l’arrivée de PROTÉINES CITRULLINÉES DIVERSES • Il n’y a aucune raison que
la troisième. Comme il n’y a que les IgG qui soient spécifiques de la PR, la protéine dont les résidus de citrulline sont reconnus par les anticorps
tous les tests commerciaux proposent un réactif spécifique des IgG. anti-CCP soit la filaggrine car elle n’est que le porteur de l’antigène, alors
que la citrulline et la poignée d’acides aminés qui l’entourent jouent le rôle
Intérêt de la recherche des anticorps de l’haptène. La molécule dont les résidus d’arginine ont été déiminés
pourrait donc être la fibrine de la synoviale rhumatoïde. Cette découverte antipeptides citrullinés
a permis la mise au point d’un ELISA avec fibrine dont les performances
DANS LE DIAGNOSTIC • Les performances des anticorps contre les
dans la PR seraient encore meilleures que celles de l’ELISA avec filaggrine.
protéines citrullinées sont remarquables dans la PR débutante ou avérée.
De plus, on sait depuis plusieurs années que les auto-anticorps anti-Sa
Quand l’affection est assurée (Tableau 6-XXI), la sensibilité de l’examen
caractérisent 40 à 50 p. 100 des cas de PR, mais il n’y a pas longtemps que
progresse de 51 à 59 p. 100 en remplaçant la filaggrine d’origine par sa
l’on sait qu’ils reconnaissent des molécules de vimentine dont les arginines
forme déiminée, alors que sa spécificité ne varie que de 96 à 97 p. 100. De
ont été citrullinées [62]. Ils sont l’apanage des PR dont l’évolution est
la même façon, sa sensibilité augmente de 57 à 66 p. 100 quand on
remsévère. Plus récemment, l’existence d’anticorps contre les citrullines du
colplace les CCP1 par des CCP2, alors que sa spécificité stagne de 95 à
lagène de type II a été signalée chez 40 p. 100 des malades souffrant de PR.
94 p. 100. Ces anticorps sont retrouvés dans 16 cas d’arthropathie
psoriasique sur 102, 18 cas de rhumatisme palindromique sur 32 et 80 cas
d’arthrite chronique juvénile sur 11. En revanche, ils ne sont pas retrouvés Anticorps anticytoplasme
dans l’hépatite C, le LES, ni la pseudo-polyarthrite rhizomélique.
Cet examen est encore meilleur dans la PR débutante que dans sa des polynucléaires neutrophiles
forme évoluée (Tableau 6-XXII). En effet, dans des polyarthrites
Les ANCA (anticorps anticytoplasme des polynucléaires neutrophi-datant de 3 mois à 3 ans et surveillées pendant 1 à 4 ans, la sensibilité
les) ont été détectés pour la première fois [13] dans le sérum de des anticorps anti-CCP2 atteint 68 p. 100 et leur spécificité 98 p. 100.
8 malades souffrant de glomérulonéphrite (GN) extracapillaire
nécrosante, puis promus à la dignité de marqueurs de la granulomatose avec
polyangéite (Wegener). Cette nouvelle famille d’auto-anticorps allait, Tableau 6-XXI Résultats de la recherche d’auto-anticorps contre les
par la suite, être démembrée, pendant que s’allongeait la liste des affec-peptides citrullinés (ACPA) au cours d’une polyarthrite rhumatoïde
évoluée. tions dans lesquelles ils étaient susceptibles d’être rencontrés. En
pratique, le dépistage se fait par IFI sur frottis de PNN fixés à l’éthanol et
Sensibilité Spécificité Valeur prédictive Valeur prédictive leur fluorescence se répartit de deux manières : celle des classical ANCA
(p. 100) (p. 100) positive (p. 100) négative (p. 100) (cANCA) parsème le cytoplasme (Figure 6-30), tandis que celle des
Anti-CCP3 56-80 92-98 90-94 70-90
Anti-CCP2 55-73 90-97 85-95 70-90
Anti-CCP1 41-68 90-98 80-87 75-85
Anti-MCV 55-75 90-95 66-95 80-90
Anti-Sa 20-40 95-98 80-86 65-75
Antifilaggrine 40-59 96-97 85-95 60-70
MCV : vimentine citrullinée cible des anticorps anti-Sa.
Tableau 6-XXII Résultats de la recherche d’auto-anticorps contre les
peptides citrullinés (ACPA) au cours d’une polyarthrite rhumatoïde
débutante.
Sensibilité (p. 100) Spécificité (p. 100) VPP (p. 100) VPN (p. 100)
Anti-CCP3 47-67 81-97 90-95 70-76
Anti-CCP2 51-63 93-97 92-97 65-80
Anti-CCP1 35-47 90-93 70-81 66-80
Anti-MCV 58-62 85-90 80-88 70-78
Anti-filaggrine 39-52 94-97 70-79 63-77
Figure 6-30 Anticorps anticytoplasme des polynucléaires neutrophiles
MCV : vimentine citrullinée cible des anticorps anti-Sa ; VPN : valeur prédictive négative ; VPP : valeur
prédictive positive. donnant un aspect classique (cANCA). (Collection A. Chevailler.)96 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Tableau 6-XXIII Cibles des ANCA (antineutrophil cytoplasm antibodies)
en fonction de la fluorescence des polynucléaires neutrophiles.
Granulations
Types Surface
Cytosol
de fluorescence cellulaire
Primaires Secondaires
cANCA Protéinase 3 Protéinase 3 CD177/PR3
Protéine Lamp 2 Lamp 2
cationique 57 (CD107b)
Élastase
pANCA Myéloperoxydase Lactoferrine α-Énolase
Cathepsine G β-Glucuronidase
Azurocidine Lamp 2
Lysozyme
β-Glucuronidase
aANCA Cathepsine G Lactoferrine
Lysozyme
Figure 6-31 Anticorps anticytoplasme des polynucléaires neutrophiles AUTRES ANTIGÈNES • Vingt à trente pour cent des cANCA ne
donnant un aspect périnucléaire (pANCA). (Collection A. Chevailler.)
sont pas dirigés contre la PR3, mais contre la bacterial permeability
protein (BPI), initialement décrite sous le nom de cationic antigenic
protein, et l’élastase, une autre protéase des granules primaires.
Antigènes des pANCA
MYÉLOPEROXYDASE • Cette fois, c’est la myéloperoxydase (MPO)
qui prédomine ; sa présence dans les granules primaires des PNN et
dans les lysosomes des monocytes a été confirmée par tous les experts.
AUTRES ANTIGÈNES • L’élastase, la cathepsine G (CG) et
l’azurodicine sont d’autres cibles dans les granules primaires ; la lactoferrine,
la β-glucuronidase, Lamp2 et le lysozyme cohabitent dans les granules
secondaires ; l’α-énolase n’est présente que dans le cytosol.
Antigènes membranaires
Au cours d’une granulomatose avec polyangéite (Wegener), la
présence de PR3 à la surface des PNN est corrélée avec l’expression
de son récepteur CD177 dont la synthèse dépend de l’activité
clinique de la maladie [65]. La protéine Lamp2 (CD107b), qui cible
des cANCA et pANCA, peut également être présente à la surface
des PNN [26].Figure 6-32 Anticorps anticytoplasme des polynucléaires
neutrophiles donnant un aspect « a » (aspécifique) (aANCA). (Collection
A. Chevailler.) Problèmes techniques
Immunofluorescence indirecte
perinuclear ANCA (pANCA) campe à la périphérie du noyau La méthode de référence est l’IFI sur des PNN humains fixés à
(Figure 6-31). Les antigènes correspondants sont des enzymes caracté- l’éthanol [43]. La fluorescence fine, granuleuse et diffuse des cANCA
ristiques des granules primaires ou secondaires des PNN et des lysoso- est facile à reconnaître. En revanche, celle des pANCA est difficile à
mes des monocytes. Le troisième aspect, qualifié d’atypical ANCA distinguer de celle des AAN. Sa redistribution artefactuelle traduit la
(aANCA), donne un fin liseré périnucléaire (Figure 6-32). migration vers le noyau, chargé négativement, de protéines chargées
positivement. Le formaldéhyde prévient ce déplacement et facilite
l’identification des pANCA dont la fluorescence devient cytoplasmi-Auto-antigènes que, alors que celle des cANCA reste périnucléaire. Il est donc
recommandé de vérifier sur les lymphocytes alentour (s’il s’agit d’un frottis Antigènes des cANCA
de sang) ou sur des cellules HEp-2 (s’il s’agit de PNN purifiés) si le
PROTÉINASE 3 • L’antigène des cANCA qui prédomine sérum contient des AAN. Ce qui ne résout pas le problème des AAN
(Tableau 6-XXIII) est une protéine de 29 kDa, la protéinase 3 (PR3). spécifiques des noyaux de PNN. Dans les cas douteux, on examine
trois frottis, l’un fixé à l’éthanol, l’autre au formol-acétone et le dernier Il s’agit d’une sérine protéase des granules primaires et secondaires des
PNN. au méthanol (Figure 6-33).AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 97
PNN/éthanol
Fluorescence cytoplasmique Fluorescence périnucléaire
cANCA pANCA
ELISA PR3 (MPO) PNN/formol
Fluorescence cytoplasmique Fluorescence nucléaire Fluorescence périnucléaire
pANCA AAN ou négative
aANCA/xANCA
ELISA PR3 (MPO) HEp-2
Figure 6-33 Analyse pratique des anticorps anticytoplasme des polynucléaires neutrophiles.
rélation entre l’activité de la maladie et le titre d’ANCA est imparfaite ; Identification de la cible
il est donc imprudent de se limiter à ce seul critère pour traiter le Plusieurs RIA et surtout plusieurs ELISA sont disponibles. La
quapatient [55].lité des résultats dépend de celle de la préparation de PR3 ou de MPO.
La concordance entre les données de l’IFI des cANCA et celles de
AUTRES VASCULARITES ET MALADIES SYSTÉMIQUES • Il s’agit
l’ELISA anti-PR3 est de 99,2 p. 100 ; elle est de 98,9 p. 100 entre
plutôt de pANCA que de cANCA. Les pANCA s’observent dans
celles de l’IFI des pANCA et celles de l’ELISA anti-MPO.
Néan40 p. 100 des cas de granulomatose éosinophilique avec
polyanmoins, plusieurs critiques ont été émises : la lactoferrine contamine
géite (Churg-Strauss), dans 45 p. 100 des cas de polyangéite
les préparations de PR3 et de MPO, et les titres de l’IFI ne sont
malmicroscopique et ne sont pas retrouvés dans la périartérite noueuse
heureusement pas proportionnels aux densités optiques de l’ELISA.
(PAN). En revanche, ils sont rares dans le LES, exceptionnels dans
Compte tenu de la variété des antigènes des ANCA et de la
subjectila maladie de Horton, la maladie de Takayasu et le purpura
rhuvité d’un diagnostic microscopique, il est prudent de recourir aux
matoïde. La présence d’ANCA a été signalée, mais non confirmée,
deux méthodes. D’autres techniques sont réservées aux laboratoires
dans la ScS. Dans la PR, ces anticorps reconnaissent préférentielle-spécialisés : immuno-empreinte, chimiluminescence et, même,
cytoment la lactoferrine.métrie de flux. D’autres cibles encore ont été identifiées, mais sont
peu étudiées en routine : Lamp2, BPI, lactoferrine, élastase,
lysoAutres affectionszyme et azurocidine.
NÉPHROPATHIES • L’atteinte rénale est constante dans la
polyangéite microscopique, participant à un tableau de vascularite systémique Résultats obtenus
non granulomateuse. La glomérulonéphrite extracapillaire « à faible
composante immunitaire » s’intègre dans le contexte d’une PAN Vascularites
microscopique ou d’une granulomatose avec polyangéite, mais elle
GRANULOMATOSE AVEC POLYANGÉITE (WEGENER) • Dans peut être autonome. De toute manière, les cANCA visent la MPO
90 p. 100 des cas, il s’agit de cANCA dirigés contre la PR3, dans 180 fois sur 920. Au cours du syndrome de Goodpasture, ils
accompa10 p. 100 des cas de pANCA dirigés contre la MPO. Tous malades gnent une fois sur deux les anticorps anticollagène IV de la membrane
confondus, la sensibilité moyenne des cANCA atteint 66 p. 100 et la basale glomérulaire spécifiques de ce syndrome. Ils ont aussi été
signaspécificité 99 p. 100 (Tableau 6-XXIV). Lors d’une poussée, la sensi- lés dans la néphropathie à IgA.
bilité et la spécificité sont respectivement de 91 et 99 p. 100, au cours
MALADIES INFLAMMATOIRES DIGESTIVES • Ces auto-anticorps d’une rémission de 63 et 99 p. 100. L’intérêt de la recherche des
ANCA dans la granulomatose avec polyangéite est avéré, mais la cor- existent dans 30 p. 100 des maladies de Crohn (MC) et dans
70 p. 100 des colites ulcéreuses. La fluorescence est habituellement
de type aANCA et les antigènes sont constitués soit par des protéines
associées à la chromatine telles que l’histone H1 et les protéines Tableau 6-XXIV Performances de la recherche des anticorps
anticytoHMG1 et 2, soit par des constituants cytoplasmiques tels que la BPI, plasme des polynucléaires neutrophiles dans la granulomatose avec
polyangéite (Wegener). la lactoferrine, la cathepsine G et l’élastase.
CIRCONSTANCES DIVERSES • L’anticorps apparaît dans des cir-Sensibilité moyenne Spécificité moyenne
(p. 100) (p. 100) constances inattendues : inhalation de silice ou de cocaïne, HAI,
vascularites paranéoplasiques, SIDA et prise de certains médicaments
Tous les malades 66 98
(minocycline, trétinoïne, méthimazole, hydralazine et sulfasalazine
Malades en poussée 91 99
notamment). La fréquence des anticorps anti-BPI (90 p. 100) dans
Malades en rémission 63 99
la mucoviscidose traduirait la colonisation du tractus respiratoire par
aANCA : ANCA atypiques ; cANCA : ANCA classiques ; pANCA : ANCA périnucléraires. Pseudomonas æruginosa [9].98 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
Autres anti-anticorps
Il est vain de dresser une liste exhaustive des auto-anticorps. Pour
simplifier, classons-les en trois catégories : les anticorps anti-organelles,
antimolécules et anticellules.
Anticorps anti-organelles
Anticorps anti-appareil de Golgi
La première description des anticorps anti-appareil de Golgi (AAG)
a été réalisée à partir du sérum d’un patient souffrant d’un SGS
accompagné d’un lymphome au décours d’un LES. On les a aussi
trouvés chez des patients atteints d’ataxie cérébelleuse et dans
100 p. 100 des liquides céphalorachidiens de SEP. Ils ont aussi été
relevés dans la ScS, la PR, la PM, le lymphome, l’adénocarcinome, la
glomérulonéphrite aiguë et des infections virales.
On a d’abord pensé, à tort, qu’il existait deux types d’AAG ; le
preFigure 6-34 Mise en évidence par immunofluorescence indirecte d’un mier se fixait sur l’appareil de Golgi de n’importe quelle cellule ; le
anticorps anti-appareil de Golgi (flèche) sur cellules de gerbille.second reconnaissait uniquement celui des cellules fibrosarcomateuses
de gerbille (Figure 6-34). On a ensuite repéré trois molécules cibles,
puis distingué six golgines possibles. En fait, les déterminants majeurs
seraient la giantine et la bétaïne homocystéine méthyl transférase P
TNF-α [17]. Le problème des AAM de type 5 et de leurs rapports avec [58]. L’intérêt des AAG dans les maladies systémiques demeure
disles ACL a été discuté. Les AMM de type 6 caractérisent les hépatites cuté [61].
induites par l’iproniazide.
Anticorps antimitochondries
Anticorps antiribosomes
Les anticorps antimitochondries (AAM) sont d’autant moins
l’apaLes anticorps antiribosomes correspondent à certains ARN nage de la CBP qu’il en existe plusieurs types. Les images obtenues sur
(Figure 6-36), mais également aux peptides affiliés ou même à des les coupes de plusieurs organes permettent de les reconnaître. C’est
RNP. Certes, la petite sous-unité des ribosomes ne contient qu’une l’AAM de type 2 que l’on dépiste dans la CBP, et l’antigène
corresponseule sorte d’ARN, mais elle se prévaut de 33 protéines basiques. La dant, la pyruvate déshydrogénase (PDH) comprend au moins quatre
grande unité accumule trois sortes d’ARN, 46 protéines basiques et protéines. L’IFI sur coupes de rein de rat ou sur cellules en lignée
con3 phosphoprotéines, P0, P1 et P2. Il existe six catégories d’anticorps tinue est plus fréquemment utilisée bien que moins sensible que
l’immuno-empreinte et l’ELISA anti-PDH (Figure 6-35). Des anti- anti-ribosomes, mais les anticorps les plus fréquents sont ceux dirigés
corps anti-PDH annoncent la greffe d’une CBP sur un SGS et sur- contre un épitope de l’extrémité carboxy-terminale des trois
phosphoviennent au cours d’un traitement par anticorps monoclonaux anti- protéines. En pratique, ces auto-anticorps font quasiment la preuve
Mitochondries
Dots
nucléaires
a b
Figure 6-35 Dépistage d’anticorps antimitochondries de type 2 par immunofluorescence indirecte. a) Sur des cellules
en culture. b) Sur une coupe de rein de rat.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 99
Figure 6-37 Anticorps antiréticuline hérissant un espace porte sur une Figure 6-36 Anticorps antiribosomes détectés par immunofluorescence
coupe de foie de rat examinée par immunofluorescence indirecte.indirecte sur cellules HEp-2.
d’un LES. Nombre d’auteurs ont insisté sur la fréquence des
complications neuropsychiatriques chez les malades dont le LES suscite la
production d’anticorps antiprotéine P. Pour d’autres auteurs, les
résultats sont moins convaincants que pour les précédents. Ces
discordances s’expliquent peut-être par des différences de sensibilité et de qualité
entre les préparations utilisées pour mettre ces auto-anticorps en
évidence. En effet, l’IFI sur cellules HEp-2 est peu sensible au regard de
l’ELISA et du Western-blot [35].
Anticorps antimolécules
Anticorps anticollagène
L’histoire des anticorps anticollagène s’est déroulée en trois étapes.
La première est l’arthrite induite par l’injection à la souris de collagène
de type II hétérologue, qui a permis d’expliquer la présence d’anticorps
anticollagène de type II dans le sérum ou le liquide synovial de certains
patients. On a ensuite précisé que ces anticorps reconnaissaient le
collagène de type II du cartilage et le collagène de type I du tissu
conjonctif dans la PR, le LES, la PSR et les hépatopathies chroniques. La troi- Figure 6-38 Anticorps anti-endomysium du sérum d’un malade
soufsième étape a consisté à tester les collagènes de types I à V, d’une part, frant d’une maladie cœliaque dépisté par immunofluorescence indirecte
et les collagènes de types I, II, IX et XI de l’autre. Seuls les anticorps d’une coupe d’œsophage de singe.
anti-collagène de type IX sont spécifiques de la phase active de la PR.
On en rapproche les anticorps contre la structure du C1q qui
ressemble au collagène, on les trouve dans la PR et la glomérulonéphrite lupi- intervalles intercellulaires de la muscularis mucosæ de l’œsophage du
que [41]. Certains débusquent leur antigène au fond des CIC des glo- singe. L’antigène dominant des anticorps anti-endomysium est la
mérules du malade [57]. transglutaminase tissulaire, et plusieurs ELISA permettent de
détecter les anticorps correspondants [60].
Anticorps antigliadine
Les anticorps antigliadine, antigluten et antiréticuline sont tous Quelques anticorps anticellules
dépistés par ELISA. Ils orientent vers une maladie cœliaque et une
Anticorps antipolynucléairesdermatite herpétiforme, surtout quand ce sont des IgG et des IgA.
Ils ont également été signalés dans la MC, le SGS et la glomérulo- Les anticorps antimembrane des PNN du syndrome de Felty sont
néphrite primitive avec dépôts mésangiaux d’IgA. Il y en aurait connus depuis longtemps. Les anticorps anti-PNN du SGS sont plus
aussi dans certaines formes de PR, mais cela n’a pas été confirmé. singuliers que ceux du syndrome de Felty. Certains d’entre eux sont
diriOn en rapproche les anticorps antiréticuline (Figure 6-37) et les gés contre le récepteur pour le Fc des IgG. En les étudiant par ELISA et
anticorps anti-endomysium (Figure 6-38). Les premiers se fixent par IFI, on découvre que certains ne sont trouvés que par ELISA,
aux vaisseaux des espaces portes du foie du rat, et les seconds aux d’autres que par IFI, et certains par les deux méthodes. Étonnamment, 100 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
atteints de LES [66]. Un ELISA a, plus tard, été développé avec des
human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) comme substrat. Les
cellules endothéliales sont authentifiées par le facteur Willebrand
(Figure 6-40). Certains biologistes recourent à des cellules
endothéliales de lignées établies, comme les cellules EA.hy 926 hybridant des
HUVEC avec des cellules épithéliales immortelles. Bien qu’exprimés
en index de liaison, et non en densité optique, pour neutraliser les
différences entre les cellules endothéliales, les résultats varient
considérablement d’un laboratoire à l’autre. À l’évidence, il faut éliminer les
anticorps hétérophiles et admettre que l’ELISA, la cytofluorométrie et
l’immuno-empreinte ne s’adressent pas aux mêmes anticorps [47].
PRÉVALENCE EN PATHOLOGIE • Vascularites Des AACE
apparaissent dans 19 à 81 p. 100 des cas de granulomatose avec polyangéite
(Wegener), 2 à 60 p. 100 des cas de périartérite microscopique et 0 à
26 p. 100 des cas de syndrome de Behçet. Dans la granulomatose avec
polyangéite (Wegener), leur titre est proportionnel au niveau de la
thrombomoduline sérique. En revanche, on n’en trouve pas dans le
SGS, ni dans la papulose atrophique maligne, mais dans 25 p. 100 des
cas de syndrome de Sneddon. Les AACE sont plus fréquents quand la
vascularite touche des vaisseaux de grand ou de moyen calibre que les Figure 6-39 Anticorps anticanaux salivaires (flèche) ponctuant les
cellules épithéliales des canaux. vaisseaux de petit calibre.
Autres maladies systémiques Les proportions de sérums positifs
varient de 16 à 63 p. 100 dans le LES, de 0 à 87 p. 100 dans la PR
ces auto-anticorps ne provoquent pas de perte des PNN. Au contraire,
et de 45 à 77 p. 100 dans la CM. En exergue, trois observations
peuils pérennisent l’inflammation en différant leur apoptose [16].
vent être faites : d’abord, le LES s’accompagne d’AACE dans
100 p. 100 des cas s’il y a une glomérulonéphrite associée, contre Anticorps anticellules épithéliales
76 p. 100 des cas en l’absence de glomérulonéphrite ; ensuite, leur
L’anticorps anticellules épithéliales qui a le plus déçu les cliniciens titre est beaucoup plus élevé quand la PR se complique d’une
vascuest l’anticorps contre les canaux salivaires (Figure 6-39). Initialement larite que lorsque ce n’est pas le cas ; enfin, la PM est plus volontiers
assigné au SGS primaire, il s’est depuis avéré plus fréquent dans la PR associée à une fibrose pulmonaire quand les AACE sont présents que
que dans le SGS. lorsqu’ils sont absents.
Affections diverses L’anomalie a été mentionnée dans les situa-Anticorps anticellules endothéliales
tions les plus hétéroclites, citons la maladie de Kawasaki, la
thromboPROBLÈMES TECHNIQUES • En 1971, Lindqvist et Osterland ont, pénie due à l’héparine, le diabète insulino-dépendant, la sclérose en
pour la première fois, repéré par IFI de coupes de rein de souris des plaques, la maladie de Berger, la fièvre pourprée des montagnes
anticorps anticellules endothéliales (AACE) provenant de malades Rocheuses et la réaction du greffon contre l’hôte.
Figure 6-40 Culture de
cellules endothéliales de veine
de cordon ombilical humain.
a) En lumière blanche. b)
Après marquage de
l’antigène du facteur Willebrand
par un monoclonal
antifacteur Willebrand marqué à la
a b fluorescéine.AUTO-ANTICORPS DANS LES MALADIES SYSTÉMIQUES 101
SIGNIFICATION DE L’ANOMALIE • Nature des antigènes Tableau 6-XXV Examens biologiques utiles au diagnostic d’une maladie
systémique.On achoppe sur les mêmes discordances que dans l’inventaire des
maladies avec AACE. Les premiers auteurs dénombrent onze protéines
Examens appréciant la diffusion de la maladiedont les poids moléculaires se répartissent entre 56 et 133 kDa par
Créatinémie, protéinurie, hématurieimmuno-empreinte ; les suivants s’en tiennent à deux antigènes, l’un
Transaminases, créatine phosphokinase, aldolases, lacticodéshydrogénase
de 60 kDa, l’autre de 62 kDa ; les derniers discernent douze bandes
Phosphatases alcalines, taux de prothrombine, électrophorèse des protéines
dont les poids moléculaires s’échelonnent de 16 à 68 kDa. Il est sans
Examen chimique et cytologique d’un épanchement éventuel et parfois du
doute nécessaire de procéder à des immunoprécipitations sélectives. liquide céphalorachidien
Soulignons que les AACE sont fréquemment associés aux ACL et que Examens mesurant le degré de l’inflammation
ces derniers se fixent aux cellules endothéliales par le truchement de la Hémogramme avec taux de réticulocytes
Vitesse de sédimentation des hématiesβ -GPI [2]. Certains AACE sont dirigés contre les protéines de choc 2
Taux de fer sérique et de ferritinémiethermique (Hsp pour heat shock proteins) ou son récepteur à la surface
Taux de la protéine C réactive ou autre protéine de l’inflammationdes cellules endothéliales, l’ATP synthétase [3]. Diverses agressions
Électrophorèse des protéines du sang (au besoin immuno-électrophorèse et
déclenchent la synthèse de ces Hsp. Leur fonction est mal connue et
dosage des immunoglobulines)
leur rôle dans l’auto-immunité mal estimé. Quand ils ciblent l’Hsp60,
les AACE évoquent le LES [24].
Pathogénicité des anticorps L’aptitude des AACE à fixer le com- – étude d’un liquide synovial, d’un épanchement pleural, péritonéal
plément n’a été établie qu’in vitro et la faculté d’intervenir dans la ou péricardique : taux de protéines, numération-formule des éléments,
cytotoxicité médiée par les anticorps n’est reconnue que pour certains taux de CH50 et des fractions du complément à comparer à ceux du
d’entre eux. Ces AACE sont extraordinairement variés. Certains acti- sang.
vent les cellules endothéliales, suscitent l’expression de molécules Un syndrome inflammatoire peut être mesuré par plusieurs examens.
d’adhésion et provoquent la production de l’interleukine 6. D’autres La numération-formule sanguine (NFS) dévoile une anémie
arégénéinduisent l’apoptose des cellules qui en sont la cible, les rendant sus- rative ferriprive, une hyperplaquettose et une hyperleucocytose
modépects dans la ScS. rée. Si cette dernière est importante, elle oriente vers une infection ou
une maladie de Still.
Divers anticorps contre les molécules La vitesse de sédimentation (VS) est une estimation globale mais
non spécifique de l’inflammation. Le dosage d’une protéine de
ANTICORPS ANTIPEPTIDYLARGININE DÉIMINASE 4 • La
pepl’inflammation (au choix selon les habitudes de chacun, mais avec un
tidylarginine déiminase 4 (PADI-4), enzyme responsable de la
citrulliavantage pour la CRP) complète utilement cette mesure. Outre la
nisation des protéines est également la cible des auto-anticorps. Il s’agit
révélation d’un excès des α - et des γ-globulines, l’électrophorèse des
2surtout d’IgG et d’IgG dont la prévalence est de 50 p. 100 dans la
1 3 protéines a l’intérêt de démasquer l’immunoglobuline monoclonale
PR contre moins de 5 p. 100 dans le LES et le SGS [63].
compliquant la PR, le LES et surtout le SGS. Une
hypergammaglobuANTICORPS ANTIGLUCOSE-6-PHOSPHATE ISOMÉRASE • Les
anticorps antiglucose-6-phosphate isomérase ont été découverts dans un
Tableau 6-XXVI Tests immunologiques utiles au diagnostic d’une maladie modèle murin de PR, puis retrouvés chez l’homme [59] quand la
systémique.maladie se compliquait de vascularite, de nodules rhumatoïdes ou de
syndrome de Felty.
Examens utiles au diagnostic différentiel
Taux d’anticorps antiparvovirusANTICORPS ANTI-MBL • La mannose-binding lectin (MBL)
apparAnticorps anti-HBs, HBc et HBe lorsque l’antigène HBs est présenttient au groupe de protéines de la phase aiguë de l’inflammation. Des
Anticorps anti-VIH
anticorps anti-MBL surviennent chez 10 p. 100 des témoins normaux
Anticorps anti-HBc
et 24 p. 100 des patients lupiques [33].
Plus rarement, taux des anticorps antistreptolysines et autres anticorps
antiproduits streptococciques, sérodiagnostic de la brucellose, de la syphilis,
de la maladie de Lyme, du virus d’Epstein-Barr, de Chlamydia et de Yersinia
Conclusion : quels examens selon le contexte
Examens utiles au diagnostic positif
demander en pratique Test de Coombs, anticorps antileucocytes et antiplaquettes
Test au latex et réaction de Waaler-Rosecourante ? Facteurs rhumatoïdes non agglutinants par immunofluorescence indirecte
Anticorps antinucléaires : dépistage et identification si taux significatif
Eu égard à la multiplicité des examens biologiques pour poser le dia- Anticorps anti-cyclic citrullinated peptide (CCP) et/ou antikératine
Anticorps anticytoplasme des polynucléairesgnostic et pour suivre l’évolution des maladies systémiques, le clinicien
Recherche de cryoglobulinémiedoit procéder de façon pragmatique [50] au moment où il les prescrit
Dosage du CH50 et des fractions C1q, C3, C4, du facteur B et du C3d(Tableaux 6-XXV et 6-XXVI).
Anticorps anti-organes (surtout antithyroïdiens)
Étudier la diffusion de la maladie à partir de l’organe où s’est
maniDosage de la β -microglobuline sérique2
festé le signe d’appel justifie les différents examens suivants :
Antigène HBs et, en cas de résultat positif, anticorps anti-HBs, HBc et HBe
– exploration rénale : créatininémie, protéinurie et hématurie ; Sérologie « syphilitique »
– exploration hépatique : transaminases, phosphatases alcalines, Anticorps anticardiolipine
Examens des marqueurs de la maladietaux de prothrombine et électrophorèse des protéines du sang ;
Parmi les antigènes HLA, seul HLA-B27 a (pour le moment) un intérêt – examen musculaire (créatine phosphokinase et
lacticodéshydrodiagnostique
génase) ;102 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
linémie importante de type polyclonal aiguille, elle aussi, vers un SGS. – une sérologie syphilitique faussement (?) positive ;
Le dosage des immunoglobulines peut être utile en cas d’hyper- ou – une protéinurie (glomérulaire ou tubulaire), une insuffisance
d’hypogammaglobulinémie. rénale ou une cytolyse, d’origine hépatique ou musculaire ;
• des examens qui en précisent la nature :Les examens immunologiques peuvent être classés en trois groupes.
– les FR agglutinants orientent vers une PR, un SGS, ou une autre • Certains examens peuvent révéler une maladie infectieuse mimant
connectivite ;le tableau d’une maladie auto-immune : le titrage des anticorps
antiparvovirus, anti-EBV ou anti-HTLV-II accuse parfois ces virus. La – les AAN à un taux significatif évoquent d’emblée un LES, une PR
ou une autre connectivite ;recherche de l’antigène de l’hépatite B (HB) s’inscrit dans le bilan des
vascularites, mais aussi dans celui de l’étude des hépatites chroniques – les anticorps anticytosquelette aiguillent vers une PR (s’il s’agit
(qui peuvent avoir une traduction systémique, même en l’absence de d’anticorps anti-CCP et/ou AAK) et/ou un SGS (si ce sont des AAG) ;
vascularite). Elle sera complétée par le dosage des anticorps anti-HB de – l’augmentation de l’activité de l’enzyme de conversion de
l’angiosurface(s), anti-HBc et anti-HBe. La recherche des anticorps dirigés tensine fait penser à la sarcoïdose ;
contre le virus C et contre le VIH sont nécessaires, en raison de la fré- – une hyperferritinémie trop élevée pour le syndrome inflammatoire
quence et de la diversité des affections qui leurs sont imputées. Sont peut orienter vers une maladie de Still (en l’absence de cytolyse
plus rarement effectués le dosage des anticorps antistreptolysines, voire hépatique) ; il existe parallèlement une diminution de la sialylation de
des anticorps antistreptokinase, antihyaluronidase et antistreptodor- la ferritine qui pourrait aider à distinguer une maladie de Still des
nase (RAA), un sérodiagnostic de Wright (brucellose) ou un sérodia- autres maladies systémiques ;
gnostic de la syphilis, de la maladie de Lyme, de Chlamydia (infection • des examens qui sont quasi spécifiques d’une maladie quand ils
génitale) ou de Yersinia (infection intestinale). Une endocardite sont positifs :
d’Osler, dont le tableau ressemble à celui d’une maladie systémique et – anticorps anti-ADNn et anti-Sm (LES) ;
s’accompagne d’auto-anticorps, est évoquée, quand une infection a – anticorps anti-RNP (CM) ;
précédé le tableau systémique, quand il y a de la fièvre ou quand on – anticorps anti-SS-A (Ro) et anticorps anti-SS-B (La) (LES ou
retrouve des anomalies à l’auscultation. SGS) ;
• Les résultats d’autres examens constituent autant d’indices d’auto- – anticorps anti-Scl70 (ScS) ;
immunité. La NFS objective une anémie régénérative de type hémoly- – anticorps anticentromère (syndrome CREST) ;
tique, une leucopénie et/ou une thrombopénie dont la nature auto- – AAH (lupus induit) ;
immune sera vérifiée par le test de Coombs et par le dosage des anti- – anticorps anti-Mi, anti-PM-1 et anti-Jo-1 (PM) ;
corps antileucocytes et antiplaquettes. De plus, une éosinophilie – AAM de type 2 (CBP) ;
oriente vers un SGS, une PAN, un syndrome de Shulman, ou même – ACC et ACL (SAPL) ;
une histiocytose. – anticorps antimembrane basale (syndrome de Goodpasture) ;
Les FR agglutinants sont dépistés par le test au latex et la réaction de – dépôts amyloïdes dans le culot du liquide synovial (amylose) ;
Waaler-Rose, et les FR non agglutinants par néphélométrie et ELISA. – cANCA (granulomatose avec polyangéite [Wegener]) ;
Aujourd’hui, les spécialistes admettent que les anticorps anti-CCP (et • des examens utiles pour suivre l’évolution :
les AAK) contribuent autant au diagnostic de la PR que les FR. – NFS ;
Les AAN nécessitent une IFI sur frottis cellulaire pour leur dépistage – vitesse de sédimentation et autres tests de l’inflammation ;
et des tests spécifiques pour leur analyse quand cette réaction est posi- – créatininémie, protéinurie (glomérulaire ou tubulaire), hématurie
etive au 1/160 . La recherche des AAC et des ACL est prescrite en cas (pouvant évoquer une glomérulopathie extracapillaire, mais aussi une
de thromboses, de thrombopénies et/ou d’avortements à répétition. infection urinaire ou une cystopathie secondaire au cyclophosphamide) ;
En cas d’angéite, l’intérêt des ANCA ne se discute pas. La recherche – AAN (anti-ADNn surtout) ;
d’une cryoglobuline est systématique devant un SR, à la condition que – complément ;
le sang soit prélevé au laboratoire. – enzyme de conversion de l’angiotensine.
Le dosage des CIC ne présente pas d’intérêt diagnostique à propre- Aussi le clinicien est-il de plus en plus sollicité… N’était le prix de
ment parler, mais son résultat sert de référence pour suivre l’évolution ces tests, il ne ferait aucune différence entre tous ces examens
biologide la maladie qui s’accompagne de cette anomalie. Le dosage du ques et les adopterait en bloc, ce qui serait irresponsable ! Il faut, au
CH50, du C1q, du C3 et du C4 pour la voie classique, du facteur B contraire, comprendre le principe de chacun d’entre eux, peser les
pour la voie alterne, assure le diagnostic d’une hypocomplémentémie avantages et les inconvénients de chaque prescription et sélectionner la
de consommation par les CIC. Mais en cas d’inflammation associée, le formule la plus rentable. Cette politique éclairée n’est réaliste qu’à la
taux du C3d est plus utile que celui des composants précédents. Parmi condition que le clinicien devienne un tant soit peu biologiste et que
les anticorps anti-organes les plus informatifs, citons les AAM de le biologiste devienne, lui-même, un peu clinicien.
type 2 de la CBP et anticorps anti-microsomes et anti-thyroglobuline
de la thyroïdite.
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DE L’AUTO-IMMUNITÉ
François TRON et Jean-François BACH
Les maladies auto-immunes (MAI) se définissent comme l’ensemble Tableau 7-I Les différents mécanismes de tolérance lymphocytaire.
des manifestations pathologiques liées à la mise en jeu des effecteurs
Tolérance centrale Tolérance périphériquedu système immunitaire, lymphocytes B et lymphocytes T, spécifiques
des antigènes (Ag) de l’organisme auquel ce système appartient
(antiRéédition du récepteur Réédition du récepteur
gènes du soi). La survenue des MAI implique la présence dans le
réperAnergie Anergie
toire périphérique de clones lymphocytaires autoréactifs dont
l’activaDélétion Délétiontion et la différenciation sont induites et guidées par les
autoGénération de cellules T reg Indifférence lymphocytaireantigènes. Les MAI sont, pour la plupart, des maladies
multifactorielAction des cellules T regles. Elles font intervenir des facteurs génétiques, des facteurs
environnementaux et des facteurs stochastiques qui convergent pour mettre en
action ou réguler les grandes voies de fonctionnement des systèmes
immunitaires inné et adaptatif. C’est ainsi que l’identification des 75 p. 100 avant sélection et n’est plus que de 5 à 20 p. 100 après
sélecrécepteurs Toll-like et de leurs fonctions a permis de comprendre le tion. La capacité de produire des clones autoréactifs s’observe aussi
rôle des signaux de « danger » et de nouvelles voies de signalisation dans les organes lymphoïdes périphériques au moment de la dernière
dans la survenue des MAI et l’intervention des agents de l’environne- phase de la différenciation lymphocytaire B où surviennent les
mutament. Les nouveaux outils d’identification des facteurs génétiques, tions somatiques. La nécessité d’une contre-sélection des clones
lymphocytaires autoréactifs implique des mécanismes de tolérance cen-comme les études d’association genome wide (GWAS) et, plus
récemtraux et périphériques [30] (Tableau 7-I).ment, le séquençage haut débit permettent eux aussi d’attribuer une
responsabilité dans la survenue des MAI à des voies de signalisation
parfois insoupçonnées des systèmes immunitaires inné et adaptatif. La Tolérance lymphocytaire Trecherche chez l’homme se double de l’analyse des modèles animaux
spontanés ou induits qui génèrent des résultats rapides et forgent la
Tolérance centrale [18, 48]preuve du concept, notamment dans la démonstration de la
participation d’une molécule et d’une voie de signalisation. L’une des
conséDans le thymus, deux événements contribuent à l’établissement du
quences très positive en est l’émergence de nouveaux outils
thérapeutirépertoire lymphocytaire T périphérique. Le premier est la sélection
ques ciblant spécifiquement les molécules du système immunitaire
des cellules T porteuses d’un TCR capable de reconnaître les
molécuimpliquées dans la mise en place des mécanismes effecteurs lésionnels
les de classe I ou de classe II du complexe majeur d’histocompatibilité
qu’annonçaient déjà les anti-TNF (facteur de nécrose tumorale) et
(CMH) exprimées par les cellules épithéliales de la corticale thymique.
qu’illustrent désormais les anti-BAFF (B lymphocyte activating factor of Ce processus, dit de sélection positive, purge le répertoire des
the TNF family), les anti-intégrines ou encore les anti-interféron α
cellules T incapables de se lier aux molécules du CMH. Le deuxième
[15].
événement, appelé sélection négative, consiste en la délétion ou
l’inactivation des cellules lymphocytaires T qui, ayant migré vers la
médullaire thymique, réagissent avec une forte affinité avec les antigènes du Maladies auto-immunes : le prix
soi, c’est-à-dire les peptides issus d’auto-antigènes présentés par les
molécules du CMH exprimées par les cellules épithéliales de la médul-de la diversité du répertoire
laire (mTEC). Ces deux processus contribuent à l’établissement du
lymphocytaire T et B répertoire lymphocytaire T périphérique capable de faire face à une
grande variété d’antigènes étrangers et, théoriquement, incapable de
Le réarrangement aléatoire des segments génétiques (V), (D) et (J) mettre en jeu une réponse à un antigène du soi.
codant les domaines variables des chaînes lourdes et légères des immu- En fait, au niveau du thymus, deux mécanismes contrôlent
l’émernoglobulines (Ig) ou des chaînes α et β du récepteur des gence de lymphocytes T autoréactifs. Le premier est la délétion clonale
lymphocytes T (TCR) pour l’antigène a créé un vaste répertoire de qui est illustrée par le modèle de souris double transgénique exprimant
récepteurs capables de répondre à la diversité des antigènes de l’envi- un auto-antigène transgénique, le lysozyme de poule, et un TCR
ronnement, mais aussi de reconnaître les antigènes du soi. En effet, transgénique antilysozyme de poule (Figure 7-1) [32]. Chez la souris
selon une approche expérimentale consistant à évaluer l’autoréactivité adulte double transgénique, on n’observe pas de lymphocytes T
pordu répertoire des lymphocytes B immatures (présélectionnés) et matu- teurs du TCR antilysozyme dans les organes lymphoïdes périphériques
res (sélectionnés) par clonage et expression des anticorps, la polyréacti- témoignant de leur délétion T lors de la différenciation lymphocytaire.
vité vis-à-vis de différents auto-antigènes est comprise entre 55 et Le deuxième mécanisme de tolérance qui peut prendre place au niveau 106 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
du thymus est l’anergie selon laquelle l’interaction du TCR avec le
complexe peptide/CMH conduit à l’inactivation intrinsèque du (2)
lymphocyte T.
Un progrès majeur dans la compréhension des mécanismes
d’acquisi(3) tion de la tolérance centrale est la démonstration que certains antigènes Tg Lys
du soi sont exprimés au niveau du thymus et que leur expression est
con×
trôlée par le gène AIRE (auto-immune regulator) [31]. Ce gène a été
iden(1) tifié en 1997 par clonage positionnel chez les malades porteurs d’une
polyendocrinopathie de type 1 (APECED) [34]. La protéine AIRE
intervient dans la transcription nucléaire. L’expression du gène AIRE se fait
Rate
également au niveau des organes lymphoïdes périphériques, mais elle est Tg TCR anti-Lys
particulièrement forte au niveau du thymus plus spécifiquement dans les
Rate
mTEC. Chez l’homme comme chez la souris, ces cellules expriment une
grande variété d’auto-antigènes spécifiques d’organes qui sont souvent la
cible des MAI. La démonstration du rôle de AIRE dans « l’expression
ectopique » de ces auto-antigènes vient de la comparaison de l’expression
de leurs transcrits chez des souris normales et des souris invalidées pour
AIRE. Cette analyse montre que AIRE induit dans les mTEC l’expression
d’approximativement 2 000 transcrits dont beaucoup codent des
autoa Anti-TCR Anti-TCR antigènes spécifiques d’organes dont la pro-insuline et le cytochrome
P450 1A2 qui sont la cible des auto-anticorps chez les malades porteurs
d’un syndrome de polyendocrinopathie de type 1. AIRE a donc un rôle
(2)
majeur dans l’acquisition de la tolérance centrale des lymphocytes T par
le contrôle positif qu’il exerce sur l’expression des antigènes spécifiques
d’organes au niveau du thymus (Figure 7-2). Il n’est en outre pas exclu (3)Tg Lys que AIRE intervient aussi au niveau du thymus pour contrôler le
réper× toire des cellules T régulatrices naturelles bien qu’il ne participe pas à leur
développement et leur homéostasie.
(1)
Sans remettre en question le rôle du gène AIRE qui vient d’être décrit,
il convient cependant de remarquer que les souris invalidées pour le gène
Rate AIRE n’ont souvent qu’un phénotype auto-immun modeste, voire nul
Tg BCR anti-Lys –/–[31]. Ainsi, de façon assez curieuse, les souris NOD AIRE ne
présenRate tent-elles pas d’aggravation du diabète en comparaison des souris NOD
sauvages mais présentent une pancréatite. Il apparaîtrait donc que l’effet
du gène AIRE ne s’exprime complètement, au moins pour ce qui
concerne la survenue des maladies auto-immunes, qu’en association avec la
présence d’autres gènes de prédisposition à ces maladies.
Tous les antigènes tissulaires ne sont pas exprimés au niveau du
thymus. Ces antigènes, dits séquestrés, permettent le passage à la
périphéb Anti-BCR Anti-BCR rie de cellules T ayant un fort potentiel autoréactif. À côté de cette
séquestration anatomique des auto-antigènes, il existe une autre forme
de séquestration des antigènes, dite moléculaire. Au sein d’une
protéine, certains peptides ont une forte affinité pour les molécules de
Figure 7-1 Modèles de souris transgéniques permettant l’étude de la classe I ou de classe II du CMH et sont présentés de façon privilégiée
tolérance B et T. a) Une souris transgénique (1) exprimant un
transaux TCR par rapport à d’autres peptides issus de l’apprêtement de
gène codant un TCR spécifique du lysozyme de poule est croisée avec
cette protéine. Pour chaque protéine, il existe une hiérarchie des pep-une souris transgénique exprimant un transgène codant un «
néotides qui sont dits dominants, sous-dominants ou cryptiques selon leur auto-antigène » : le lysozyme de poule. Chez la souris transgénique 1,
capacité à s’associer aux molécules du CMH. La séquestration molécu-environ 60 à 80 p. 100 des lymphocytes T des organes lymphoïdes
laire concerne non pas les peptides dominants qui, présentés, induisent périphériques exprime le TCR transgénique. En revanche, chez les
souris doubles transgéniques (3) issues du croisement de (1) et de (2), la tolérance des clones T porteurs d’un TCR spécifique, mais les
pepon n’observe pas de lymphocytes T porteurs du TCR transgénique tides cryptiques qui ne sont pas présentés aux clones T en voie de
difdans les organes lymphoïdes périphériques. b) Une souris transgéni- férenciation [33]. Ce mécanisme explique le passage à la périphérie de
que exprimant un transgène codant un BCR spécifique du lysosyme de lymphocytes T spécifiques des antigènes cryptiques qui peuvent
devepoule (1) est croisée avec une souris transgénique exprimant un trans- nir pathogènes si les conditions d’apprêtement de l’antigène à la
périgène codant le lysozyme de poule membranaire (2). Ici encore, on
phérie sont modifiées.
observe chez la souris double transgénique (3) une délétion des
À côté du contrôle quantitatif de la transcription des gènes codant clones B porteurs du BCR transgénique qui représente 80 p. 100 des
les auto-antigènes au niveau des cellules thymiques, il faut aussi évo-cellules B chez la souris simple transgénique qui n’exprime pas le
néoquer les différences qualitatives de la transcription entre les cellules auto-antigène.
thymiques et les cellules des tissus périphériques, voire les cellules
présentatrices d’antigène (CPA). Un exemple en est donné chez la souris
par l’épissage différentiel d’une protéine de la myéline, la PLP, dans les
Anti-B220 Anti-CD3
Anti-CD3
Anti-B220CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 107
Délétion Absence de délétion
Thymocyte
Thymocyte
Figure 7-2 Rôle du gène AIRE dans la présentation des
autoantigènes aux thymocytes pendant leur différenciation
intrathymique. a) AIRE, qui est exprimé dans les cellules épithéliales
Antigène
thymiques (mTEC), permet la synthèse de la protéine AIRE qui,
du soi
à son tour, induit la transcription et la synthèse
d’auto-antigènes qui associés aux molécules de classe II sont présentés aux –AIRE
thymocytes en voie de différenciation. La forte liaison du TCR
AIRE exprimé par ces thymocytes au complexe CMH/peptide du soi
Transcription induit la délétion de la cellule. b) L’absence du gène AIRE dans
les cellules épithéliales thymiques ne permet pas la transcription
et la synthèse d’auto-antigènes, qui ne peuvent être présentés
Protéine AIRE aux cellules T en voie de différenciation. L’antigène présenté en
(b) est un autre antigène du soi, non placé sous le contrôle
+/+ –/–a mTEC AIRE b mTEC AIRE d’AIRE.
mTEC versus les oligodendrocytes. Les mTEC épissent un exon et lymphocytes T autoréactifs. De nombreux facteurs de transcription
n’expriment qu’une forme incomplète de la PLP (DM20) conduisant associés à l’état de tolérance ont été identifiés dont Egr-2, Egr-3,
Ikaà l’absence de tolérance T vis-à-vis des épitopes portés par le domaine ros, CREM, p50, Blimp1, Tob et Smads. Certains d’entre eux sont
de la protéine non exprimée dans le thymus [24]. La même observa- des répresseurs de la transcription et agissent notamment au niveau du
tion a été faite chez l’homme, avec la protéine basique de la myéline promoteur de l’interleukine 2 (IL-2). Il convient de noter que la
plu(MBP) dont l’isoforme exprimée par le thymus (Golli-MBP) diffère de part des résultats sur l’anergie qui viennent d’être évoqués, concerne
des expériences in vitro très souvent sur des clones. La signification celle exprimée à la périphérie. Ces mécanismes pourraient contribuer
biologique, en d’autres termes l’implication de l’anergie dans la tolé-au déclenchement et à la perpétuation de la sclérose en plaques (SEP).
rance au soi physiologique, reste à démontrer par rapport aux deux Le thymus intervient dans les processus de tolérance T non
seuleautres grands mécanismes de la délétion discutée plus haut et de la ment par la délétion ou l’anergie des cellules T potentiellement
agresrégulation évoquée plus loin.sives, mais aussi par la sélection positive des cellules T régulatrices
+ + + Un autre modèle de tolérance périphérique est l’indifférence lympho-(T reg) CD4 CD25 Foxp3 qui contrôlent l’activation et la
différencytaire. Il s’agit d’une limitation des potentiels de différenciation des ciation de cellules T autoréactives. Les cellules T reg constituent une
lymphocytes T en l’absence de stimulus immunogéniques. Ce concept lignée, distincte de cellules T matures, qui prend son origine au niveau
est issu de l’analyse de souris transgéniques exprimant un premier du thymus et nécessite une interaction forte avec les cellules
épithéliabtransgène codant la molécule de classe H-2K dans les cellules β des les thymiques exprimant un complexe peptide du soi/molécules du
bîlots pancréatiques (le gène K étant placé sous le contrôle du promo-CMH de classe II. Les caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles
teur de l’insuline) et un deuxième transgène codant un TCR spécifi-de ces cellules seront abordées plus loin.
bque de la molécule K dans la plupart des cellules T CD8. En l’absence
bde stimulation, les cellules T CD8 ignorent l’antigène K exprimé dans
Tolérance périphérique [18] les cellules β. Ces souris ne sont pas tolérantes vis-à-vis de la molécule
bK puisqu’elles rejettent les greffes de peau exprimant cette molécule.
Le tableau 7-I recense les mécanismes de tolérance périphérique qui Parallèlement, la stimulation apportée par la greffe entraîne une
infilbpeuvent s’exercer sur les lymphocytes B et T. tration du pancréas par les clones T CD8 anti-K et la destruction
spéL’anergie constitue un mécanisme de régulation intrinsèque des cifique des cellules β. En d’autres termes, avant la stimulation
antigélymphocytes T qui peut résulter de modifications biochimiques nique par la greffe, les cellules T CD8 autoréactives naïves manifestent
diverses : diminution de l’expression du TCR, augmentation du seuil une indifférence vis-à-vis de l’auto-antigène. La stimulation
antigénid’activation de la cellule par recrutement de molécules impliquées que apportée par la greffe et la présentation de l’auto-antigène par des
dans le contrôle négatif de la voie de signalisation du TCR comme cellules spécialisées induisent l’augmentation de la fréquence des
CD5 ou CTLA4 et des voies de signalisation intracellulaire impli- précurseurs T CD8 et la levée de l’indifférence lymphocytaire.
quant des ligases E3 ubiquitine, GRAIL et Cbl-b. Ces molécules ont De façon générale, cette expérience souligne le rôle des voies de
coun rôle crucial dans le maintien de l’anergie périphérique de stimulation positive ou négative dans la rupture ou le maintien de la 108 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
tolérance au soi. Parmi les stimuli immunogéniques susceptibles Au niveau central, la tolérance est illustrée par les modèles de
d’induire une levée d’indifférence, l’interaction de la molécule CD28 souris porteuses d’un récepteur des lymphocytes B (BCR)
transgéniexprimée par les cellules T avec les protéines B7-CD80 et CD86 à la que spécifique d’un antigène du soi exprimé à la membrane
cellusurface des CPA joue un rôle majeur [8]. C’est aussi le cas d’ICOS, un laire, y compris dans la moelle osseuse. Chez ces souris, on observe
régulateur positif de l’activation T qui participe à la différenciation des une diminution importante du nombre de cellules B porteuses du
+cellules T amplificatrices folliculaires CXCR5 impliquées dans la BCR transgénique, dans la moelle osseuse, et leur absence totale
réponse B au niveau du centre germinatif. À l’inverse, les molécules dans le répertoire B périphérique. Une anergie des clones
inhibitrices comme CTLA4 ou PD-1 participent, de façon indépen- lymphocytaires B dirigée contre l’antigène du soi peut également
dante mais complémentaire, au maintien de la tolérance périphérique être induite au niveau de la moelle osseuse. Les lymphocytes B
aner[16]. CTLA4 interviendrait dans le contrôle de la phase initiatrice de gisés présentent alors une diminution, soit de l’expression du BCR,
la réponse des cellules T autoréactives, tandis que PD-1 aurait un rôle soit des signaux d’activation de la voie de signalisation positive du
critique dans la phase de maintien de cette réponse. Deux autres molé- BCR. Un troisième mécanisme de tolérance centrale est la réédition
cules de co-stimulation négative B7-H3 et B7-S1 exprimées par les cel- du récepteur selon laquelle les cellules B immatures exprimant un
lules lymphoïdes et non lymphoïdes contrôlent l’activation des BCR ayant une forte affinité pour un antigène du soi sont capables
lymphocytes T. de rééditer leur récepteur par conservation de l’activité des
recombiLes CPA, notamment les cellules dendritiques (CD) et leur équipe- nases RAG-1 et RAG-2. Celles-ci permettent le réarrangement du
ment moléculaire comme des récepteurs Toll-like (TLR), participent locus codant la chaîne légère et le remplacement de la première
au contrôle de la tolérance périphérique T [29]. Une étude récente chaîne légère synthétisée par une deuxième chaîne et, in fine, la perte
montre que l’ablation des cellules dendritiques chez la souris induit de la spécificité anti-soi [45]. Ce mécanisme de réarrangement a un
+une rupture de tolérance des cellules T CD4 et une maladie auto- rôle dominant, ce n’est que devant la faillite de la réédition du
récepimmune mortelle. Les propriétés tolérogéniques des cellules dendriti- teur que se déclenche la délétion clonale.
ques dépendent de leur état de maturation, les immatures promouvant Au niveau périphérique, le lymphocyte B peut aussi manifester une
la tolérance et les matures des signaux de stimulation. Les mécanismes indifférence vis-à-vis des auto-antigènes. La réponse anticorps
spécifide tolérance induite par les cellules dendritiques immatures font appel que nécessite en effet que la cellule B reçoive deux signaux, l’un de
soit à la délétion des cellules T autoréactives, soit à l’expansion de cel- l’antigène se liant au BCR et l’autre des cellules T. Celles-ci peuvent
lules T reg. Certaines populations de cellules dendritiques auraient délivrer leur message par le ligand de CD40 et des cytokines, telles que
aussi, en dehors de toute stimulation antigénique, des propriétés de les interleukines 2, 4, 5, 17 et 21. L’absence du deuxième signal,
c’estcontrôle négatif comme, par exemple, les cellules dendritiques sécré- à-dire de cellules T spécifiques de l’un des épitopes de l’antigène
contant l’indoleamine 2,3-dioxygénase qui inhibe la prolifération des duit à l’arrêt du programme de différenciation, voire à la mort
cellucellules T. Enfin, les cellules dendritiques présentes dans l’intestin, en laire du lymphocyte B. Les TLR exprimés à la surface de la cellule ou
présence du TGF-β et de l’interleukine 10 secrétés par l’épithélium, dans l’endosome des cellules B peuvent se substituer partiellement aux
acquièrent la molécule CD103 et exercent une action de tolérance par signaux délivrés par les cellules T et ainsi permettre la production
+l’intermédiaire de l’induction de cellules T reg Foxp3 . Les propriétés d’anticorps.
tolérogéniques des cellules dendritiques peuvent aussi faire intervenir
les TLR, les récepteurs des lectines de type C (CLR) et NOD-like, les
galectines et donc des cellules dendritiques matures démontrant que la Auto-antigènes
tolérance n’est pas uniquement le fait de celles immatures et, ainsi, le
rôle tolérogène ou, à l’inverse, immunogène de l’environnement. L’auto-antigène est nécessaire
Un troisième mécanisme de tolérance périphérique est
l’immunoréà l’auto-immunisationgulation, c’est-à-dire la suppression de clones T autoréactifs par
d’autres populations lymphocytaires T. Comme nous le verrons plus
Le rôle de l’auto-antigène dans le déclenchement de la réponse auto-loin, l’autoréactivité physiologique et, de façon plus générale,
l’ensemimmune est bien établi. Au cours de la thyroïdite du poulet obèse, la ble des réponses immunitaires sont placées sous le contrôle de
pluthyroïdectomie néonatale prévient la formation d’auto-anticorps diri-sieurs populations de cellules T régulatrices. Cette immunorégulation
gés contre les antigènes thyroïdiens. Chez la souris NOD, la réaction joue un rôle essentiel dans la tolérance périphérique comme l’illustre
auto-immune anticellules β des îlots pancréatiques est supprimée l’apparition d’un syndrome poly-auto-immun après thymectomie,
réaquand la cible est détruite avant le développement de l’insulite par lisée entre les jours 2 et 5 chez la souris et par une mutation dans le
l’injection d’un toxique sélectif des cellules β, l’alloxan.gène Foxp3 chez la souris (souris Scurfy) et chez l’homme (syndrome
IPEX [immune dysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked
inheritance]). Le rôle de l’immunorégulation dans la tolérance périphé- L’auto-antigène déclenche et conduit
rique est complexe, faisant à la fois intervenir des cellules régulatrices
la réponse auto-immunenaturelles dont la présence n’est pas secondaire à des stimulations
exogènes ou endogènes et des cellules régulatrices adaptatives dont la
difLa caractérisation structurale des auto-anticorps produits au cours
férenciation est secondaire à la stimulation par un auto-antigène.
des MAI non spécifiques d’organes et spécifiques d’organes montre
que la réponse auto-immune B a les propriétés d’une réponse
immune typique, fondée sur la sélection clonale par l’antigène, l’oli-Tolérance
goclonalité et les mutations somatiques [37]. De même, dans le
compartiment lymphocytaire T, la démonstration d’une réponse oligo-lymphocytaire B [18, 19]
clonale et des caractéristiques structurales particulières du TCR
Les mécanismes de la tolérance lymphocytaire B sont proches de suggèrent l’intervention de l’antigène dans la sélection des clones T
ceux évoqués pour le compartiment lymphocytaire T. autoréactifs [46].CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 109
Tableau 7-III Cibles antigéniques des réponses auto-immunes.Tableau 7-II Diversité des cibles antigéniques au cours des MAI.
Maladies Antigènes Nom Maladie
+ +Spécifiques d’organe Enzymes H /K -ATPase Gastrite
Diabète insulino-dépendant GAD-65, GAD-67, insuline, Hsp, IA-2, IA-2b GAD-65 Diabète
Thyroïdite TPO, thyroglobuline, T , T , TSH-R, TSH Tyrosinase Vitiligo3 4
Myasthénie + thymome Ach-R, neurofilaments, titine, récepteur 21-Hydroxylase Maladie d’Addison
de la ryanodine TPO Thyroïdite
Non spécifiques d’organe Récepteurs Ach-R Myasthénie
LES ADN, ARN, histones, snRNP, phospholipides TSH-R Maladie de Basedow/hypothyroïdie
Hormones T , T ThyroïditeAch-R : récepteur de l’acétylcholine ; T : tri-iodothyroxine ; T : tétra-iodothyroxine ; TPO : 3 4
3 4
thyroperoxydase ; TSH : thyréostimuline. Insuline Diabète insulino-dépendant
Molécules d’adhérence Desmogléines 1 et 3 Pemphigus
Ach-R : récepteur de l’acétylcholine ; GAD : glutamate décarboxylase ; T : tri-iodothyroxine ; T : 3 4
tétra-iodothyroxine ; TPO : thyroperoxydase ; TSH-R : récepteur de la thyréostimuline.La rupture de tolérance intéresse
plusieurs molécules de l’organe cible
variées peuvent être la cible de la réponse auto-immune (Tableau 7-III).et plusieurs déterminants antigéniques
L’identification de la cible antigénique permet la mise au point de
d’une même molécule tests biologiques ou immunochimiques visant à détecter les anticorps
ou les effecteurs cellulaires dirigés contre l’auto-antigène [7]. Les
Cette observation s’applique aux MAI spécifiques et non spécifiques auto-anticorps peuvent constituer des marqueurs biologiques
caracd’organes (Tableau 7-II). Cette rupture de tolérance large serait liée au téristiques de MAI non spécifiques (Figure 7-3) ou spécifiques
phénomène d’extension épitopique [42]. Ce concept propose que la d’organes (Figure 7-4). Ils peuvent aussi, au cours d’une MAI, être
réponse auto-immune, à son début, est dirigée contre un seul antigène, caractéristiques d’un sous-groupe particulier (Figure 7-5) ou de son
voire un seul déterminant antigénique de l’antigène et que, au cours de activité (Figure 7-6).
l’évolution de la maladie, la réponse intéresse plusieurs déterminants de
la même molécule (extension intramoléculaire), puis des molécules
difLa caractérisation biochimique férentes (extension intermoléculaire) de l’organe. Ce phénomène
d’extension épitopique intéresse la réponse T et la réponse B. Il a été de l’auto-antigène apporte
principalement observé dans les modèles murins expérimentaux. Chez la
d’importantes informations souris NOD, il est admis que le processus de destruction des cellules β
des îlots est induit par une réponse de type T 1 dirigée contre divers H sur les mécanismes de
l’autoauto-antigènes des cellules β mal identifiés mais qui semblent inclure
immunisationl’insuline et l’isoforme de 65 kDa de la glutamate décarboxylase
(GAD65). Quand la maladie évolue vers un diabète franc, la réactivité des
La détermination de la séquence primaire de l’auto-antigène permet
cellules T s’étend à d’autres antigènes des cellules β, telle que la
carboxyde rechercher une identité structurale avec des antigènes de
l’environpeptidase et les protéines de choc thermique. Pour ce qui concerne la
nement. La mise en évidence d’une telle identité permet de suspecter
réponse anticorps, l’administration à des souris normales de peptides
un phénomène de mimétisme moléculaire dans le déclenchement
correspondant à des épitopes immuno-dominants B de la protéine Sm,
d’une MAI. L’agent pathogène porteur d’un motif commun peut, en
antigène cible du lupus érythémateux systémique (LES), induit un
syneffet, être l’initiateur du processus auto-immun en induisant la rupture
drome proche du LES et la production d’anticorps dirigés contre
de tolérance des lymphocytes autoréactifs spécifiques de ce motif [13].
d’autres protéines du complexe d’épissage [28]. Chez l’homme, ce
phéLe mimétisme moléculaire peut correspondre à des déterminants
nomène d’extension épitopique n’a été clairement observé que dans le
épitopiques T ou B des auto-antigènes (Tableau 7-IV). Parmi les
pemphigus superficiel endémique, MAI cutanée bulleuse caractérisée par
épitopes T, on peut caractériser les déterminants antigéniques
reconune réponse anticorps dirigée contre une protéine du desmosome, la
nus par les cellules T pathogènes, c’est-à-dire capables d’induire la
desmogléine 1 (Dsg1). À la phase préclinique de la maladie, les anticorps
maladie dans des expériences de transfert, comme c’est le cas des
reconnaissent le domaine extracellulaire EC5 le plus carboxy-terminal de
clones T encéphalitogènes et dans l’encéphalomyélite allergique
expéla molécule, alors qu’à la phase active, les anticorps anti-Dsg1 sont
spérimentale aiguë (EAE) de la souris ou du rat.
cifiques des épitopes localisés sur les domaines NH -terminaux EC1 et 2
EC2. La rémission à nouveau s’accompagne d’anticorps de spécificité
restreinte au domaine EC5 [27]. La quantité d’antigène présentée
aux cellules immunocompétentes
L’identification des auto-antigènes joue un rôle dans le déclenchement
cibles constitue une étape essentielle de l’auto-immunité
de l’analyse des MAI
Un exemple en est donné par les auto-antigènes du LES. Les
antiL’identification et la caractérisation structurales des auto-antigè- gènes cibles de la réponse B du LES sont concentrés dans les
vésicunes sont d’un grand intérêt pratique et théorique. Des structures les formées lors de l’entrée en apoptose de la cellule (Figure 7-7). Ces 110 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
a b
c d
Figure 7-3 Détection d’auto-anticorps par une technique d’immunofluorescence indirecte, utilisant comme substrat la cellule HEp-2 permettant le
diagnostic de MAI non spécifique d’organe. a) Aspect homogène de la fluorescence lié à la présence d’anticorps antichromatine observés principalement au
cours du LES. b) Aspect moucheté de la fluorescence nucléaire donné par des anticorps anti-RNP au cours d’une connectivite mixte. c) Aspect
nucléolaire de la fluorescence nucléaire donné par des anticorps dirigés contre la protéine Scl70 au cours de la sclérodermie systémique. d) Fluorescence
cerclée du noyau donnée par des anticorps dirigés contre la lamine au cours d’un syndrome primaire des antiphospholipides.
antigènes sont en outre transloqués et exprimés à la surface de la voie classique du complément et de son premier composant le C1q
vésicule apoptotique favorisant leur présentation aux cellules immu- (voir Figure 7-7). Les souris invalidées pour le C1q présentent une
nocompétentes [10]. La défaillance de la clairance de vésicules apop- accumulation des cellules apoptotiques et développent une
totiques s’accompagne d’une rupture de tolérance vis-à-vis des anti- réponse B vis-à-vis des antigènes des vésicules apoptotiques et un
gènes lupiques, voire d’un déclenchement de la maladie. lupus [17]. Chez l’homme, le déficit homozygote en C1q
s’accompaL’élimination des vésicules apoptotiques dépend de l’activation de la gne dans près de 100 p. 100 des cas d’un LES.
a b
Figure 7-4 Analyse en immunofluorescence indirecte de sérums de malades atteints de pemphigus vulgaire (a) et de malades atteints de pemphigoïde
bulleuse (b). Le substrat utilisé est de la langue de rat. a) Les auto-anticorps présents dans les sérums de malades atteints de pemphigus vulgaire
donnent le classique aspect en résille. La cible des auto-anticorps est la desmogléine 3. b) Les auto-anticorps présents dans le sérum de malades atteints
de pemphigoïde bulleuse donne une fluorescence de la jonction dermo-épidermique. Cet aspect est donné par des anticorps dirigés contre la protéine
BPAG2.CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 111
Tableau 7-IV Exemples de mimétisme moléculaire entre des antigènes
du soi et des antigènes étrangers.
Antigène du soi Antigène étranger Maladie
Déterminant B
U-snRNP Protéine gag (VIH) Lupus érythémateux systémique
Protéine M (streptocoque) Rhumatisme articulaire aigu
Déterminant T
Hsp60 Bactéries Polyarthrite rhumatoïde
GAD-65 Protéine P2-C (virus Diabète de type 1
Coxsackie B)
hTSH-R VIH-1 (Nef) Thyroïdite, maladie de Basedow
Peptide EAE Adénovirus de type 2 Encéphalite
Pyruvate E. coli Cirrhose biliaire primitive
Figure 7-5 Analyse en immunofluorescence indirecte du sérum de déshydrogénase
malade atteint de LES sur cellule Hep2 transfectée avec l’antigène SS-A
EAE : encéphalomyélite allergique expérimentale ; GAD : glutamate décarboxylase ; Hsp : protéine de (Ro). La présence de la fluorescence nucléaire permet d’identifier la
préchoc thermique ; hTSH-R : récepteur de la TSH.
sence d’anticorps anti-SS-A (Ro) qui, au cours du LES, constitue un
marqueur de risque de survenue de complications obstétricales.
D’autres situations peuvent conduire à l’augmentation de l’expres- diminution de l’expression de cet auto-antigène au niveau des mTEC
sion ou de l’immunogénicité de l’auto-antigène. Il peut s’agir d’un et, donc, des processus de tolérance centrale [11]. Ailleurs, il s’agit
mécanisme génétique intrinsèque contrôlant notamment l’expression d’un processus extrinsèque, notamment un processus inflammatoire
de l’auto-antigène par les cellules de l’épithélium thymique. Ainsi cer- induit par une infection qui peut être responsable, au niveau de
l’organe cible, de l’augmentation quantitative de l’auto-antigène ou de tains variants du promoteur de l’insuline sont-ils responsables d’une
l’expression des facteurs qui contribuent au déclenchement de la
réaction immunitaire (expression des molécules HLA [human leucocyte
antigen] et de co-stimulation, production de cytokines).9
6
3 Corps apoptotiques :
Nucléosomes
SS-A (Ro) (60 kDa)30 Cellule apoptotique
SS-B (La)
20 Sm
10 U1-70 kDa
Petites vésicules : Ku/ADN-PK
SS-A (Ro) Mi-2
120 (52 kDa) PARP
P ribosomique80 NUMA
Calréticuline Membrane :40 Fodrine C1q
Jo1
0,18
Figure 7-7 Localisation et concentration des antigènes cibles de la 0,12
réponse auto-immune B au cours du LES dans les vésicules
apoptoti0,06 ques. Au cours de l’apoptose, la cellule se fragmente en grandes et
petites vésicules apoptotiques. L’utilisation de sérums de malades atteints
Diplopie Protéinurie de LES et de différentes variétés de MAI non spécifiques d’organe a
Arthralgies Ins. rénale permis d’identifier certains auto-antigènes, respectivement dans les
GNPD
petites et les grandes vésicules apoptotiques. La membrane de ces
vésicules a la capacité de fixer le premier composant du complément (C1q)
Prednisone
de la voie d’activation classique du complément.
DÉC MAI DÉC AVR JAN NOV SEP AVR MAI JUIN SEP
76 77 77 78 79 79 80 81 81 81 81
L’auto-antigène cible peut être normal
Figure 7-6 Évolution du taux des anticorps anti-ADN chez une malade ou modifié [2]atteinte de LES. L’élévation du taux des anticorps anti-ADN est associée
à la survenue d’une glomérulonéphrite proliférative diffuse (classe IV de
La théorie du soi modifié constitue une hypothèse séduisante pour la classification de l’Organisation mondiale de la santé). Sous
traiterendre compte du déclenchement d’un processus d’auto-immunité. ment, le taux d’anticorps anti-ADN, dépisté par la technique de Farr,
Le LES constitue à nouveau un exemple au cours duquel les modifi-décroît. La rémission s’accompagne d’une quasi-normalité du taux
cations post-traductionnelles de l’antigène contribuent à la rupture d’anticorps anti-ADN. L’apparition des manifestations cliniques est
précédée de la réascension du taux de fixation de l’ADN. de tolérance. Les antigènes cibles du lupus contenus dans les
vésicuPEG C3 C4 Taux de fixation
(DO 280 nm) (mg/100 ml) (mg/100 ml) de l’ADN
(μg/ml)112 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
les apoptotiques subissent en effet des modifications post-traduc- Tableau 7-VI Mécanismes lésionnels des auto-anticorps.
tionnelles (phosphorylation, méthylation, clivage, etc.) qui
contriMécanismes Maladiesbuent à leur antigénicité et immunogénicité [2]. Un autre exemple
est donné par la déimination ou citrullination des protéines. La
supCytolyse directe
pression du groupement imine d’un résidu arginine transforme cet
Complément-dépendante Lupusacide aminé en citrulline qui perd alors une charge positive. La
Cellulaire-dépendante des anticorps Thyroïditecitrulline est un élément clef de l’antigénicité des molécules cibles
(ADCC)
des auto-anticorps de la polyarthrite rhumatoïde, comme la fibrine
Blocage fonctionnelet la vimentine de la synoviale. La citrullination pourrait aussi jouer
D’une molécule circulanteun rôle dans l’autoréactivité des cellules T au cours de la polyarthrite
D’cule membranairerhumatoïde. Les molécules HLA-DR de susceptibilité à la maladie
– blocage sérique Myasthénie, thyroïdite, anémie de Biermerqui partagent la séquence QKRAA possèdent une poche P4 de
liaison aux peptides positivement chargée. La citrullination sup- – modulation antigénique Myasthénie
prime la charge positive de l’arginine présente dans un peptide et Stimulation fonctionnelle
augmente sa capacité à se lier à ces molécules HLA de classe II. La D’un récepteur Myasthénie, hypothyroïdie, encéphalite
démonstration que l’immunisation des souris transgéniques pour la de Rasmussen
molécule HLA de classe II DRB1*0401 avec un peptide citrulliné D’une activité enzymatique Pemphigus ?, lupus ?
induit une réactivité cellulaire T qui ne peut être induite par le pep- Inflammatoire
tide analogue non citrulliné conforte le rôle de cette modification Complexes immuns
post-traductionnelle dans la rupture de tolérance.
Un autre exemple de modification post-traductionnelle est donné
par le rôle des métaux dans la création d’un néo-antigène. Les
métaux tels que l’or ont une forte capacité oxydative et peuvent être Les auto-anticorps peuvent constituer responsables de l’oxydation des chaînes latérales des acides aminés
constitutifs d’antigènes protéiques et conduire à leur dénaturation. un facteur lésionnel majeur au cours
De nombreux métaux peuvent aussi se lier aux chaînes latérales de
des MAIprotéines pour former des complexes protéine-métal. Ces deux
mécanismes pourraient être responsables de la présentation par les
Le caractère pathogène des auto-anticorps est démontré par leur
CPA d’antigènes du soi altérés vis-à-vis desquels les cellules T ne
capacité de transférer la maladie par le sérum des malades atteints
sont pas tolérantes.
d’une MAI. Cette démonstration peut être faite, soit de façon
expériDans l’ensemble, les modifications structurales de l’auto-antigène mentale, par transfert passif du sérum à des animaux de laboratoire,
cible interviennent dans l’apprêtement par la machinerie des CPA
soit chez l’homme, par transfert placentaire d’auto-anticorps de
pour conduire à charger les molécules du CMH de classe II avec des classe G de la mère malade au nouveau-né. Ainsi la myasthénie,
peptides cryptiques susceptibles d’activer des clones T jusqu’ici indif- l’hyperthyroïdie et le pemphigus peuvent-ils être transférés à des souris
férents. par l’administration d’immunoglobuline G isolées du sérum de
malades. On peut également citer la démonstration de la pathogénicité des
anticorps anti-ADN par l’implantation dans la cavité péritonéale de Mécanismes effecteurs
souris normales d’hybridomes secrétant des anticorps anti-ADN,
dérivés de splénocytes de souris lupiques et capables d’induire une glomé-Les auto-anticorps, les cellules T cytotoxiques et d’autres effecteurs
rulonéphrite.cellulaires ou moléculaires recrutés par les cellules auto-immunes, sont
Le transfert d’auto-anticorps de la mère à son fœtus est responsable responsables des mécanismes lésionnels au cours des MAI. La
classifide myasthénie néonatale, d’hyperthyroïdie, de purpura thrombocyto-cation des MAI est fondée sur le mécanisme lésionnel en cause
pénique et de bloc auriculo-ventriculaire congénital chez les nouveau-(Tableau 7-V).
nés atteints de LES ou de maladies apparentées. On doit également
signaler les récidives de glomérulonéphrite avec dépôts linéaires
d’immunoglobuline G chez les malades atteints d’un syndrome de
Tableau 7-V Classification des maladies auto-immunes selon le
mécaGoodpasture qui ont bénéficié d’une transplantation rénale.nisme lésionnel.
Les mécanismes par lesquels les anticorps induisent des lésions sont
divers et présentés au tableau 7-VI.Lésions induites par des auto-anticorps Lésions induites par des cellules T
Anémie de Biermer Cirrhose biliaire primitive Les cellules T peuvent être Cytopénies auto-immunes Diabète de type 1
Encéphalite de Rasmussen Polyarthrite rhumatoïde des effecteurs lésionnels dominants
Hyper-/hypothyroïdies Sclérose en plaques
Lupus érythémateux systémique Uvéites des MAI
Myasthénie
Neuromyotonie (syndrome L’un des meilleurs exemples de maladie causée par les
paranéoplasique) lymphocytes T est le diabète de type 1. Chez l’homme, l’examen du
Pemphigoïde bulleuse pancréas dans la première année suivant le diagnostic de diabète
monPemphigus tre, outre la destruction sélective des cellules β des îlots de Langerhans,
Syndrome de Goodpasture
une insulite caractérisée par un infiltrat de cellules mononucléées
locaSyndrome de Lambert-Eaton
lisées autour des îlots et les envahissant. Ces cellules sont majoritaire-CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 113
ment constituées de lymphocytes T, particulièrement de nique dirigé contre un antigène du soi et la forme mutée de Zap70 ne
lymphocytes T CD8 auxquels s’associent des macrophages, et de délètent pas les cellules T autoréactives au niveau du thymus [40]
indilymphocytes B. Dans le modèle de diabète de type 1 de la souris NOD que que des modifications de la voie de signalisation du TCR
compro[21], le transfert des lymphocytes T purifiés à partir de la rate de souris mettent la sélection négative et permettent la survenue d’une MAI.
diabétiques à des souris syngéniques non atteintes (souris NOD mâles Un autre exemple est apporté par l’analyse de la souris NOD. La
irradiées ou souris NOD/SCID dépourvues de lymphocytes B et T) signalisation intracellulaire conduisant à la délétion des cellules T dans
induit un diabète aigu en 2 à 3 semaines. Le transfert du diabète néces- le thymus fait intervenir un grand nombre de molécules. L’induction
site l’injection des lymphocytes T de souris diabétiques mais ne de BIM est nécessaire à la neutralisation de BCL2 (molécule
antirequiert pas la présence des lymphocytes B du donneur diabétique ou apoptotique) et au relarguage de BAX et de BAK (molécules
pro-apopdu receveur. En revanche, la maladie n’est observée que si les deux totiques). De même, Nur77 est un facteur indispensable à l’induction
populations T, CD4 et CD8, sont transférées. Les lymphocytes T de l’apoptose induite par la stimulation du TCR des thymocytes. Or,
CD4 induisent la lésion des cellules β indirectement par l’intermé- l’induction de BIM et Nur77 est sélectivement altérée chez les souris
diaire de cytokines ou le recrutement de cellules inflammatoires non NOD et rend compte de la résistance des thymocytes de ces souris à la
lymphocytaires. L’accélération du transfert par les lymphocytes T délétion centrale [26]. Cette altération est la conséquence de l’effet
CD8 est compatible ici encore avec le rôle de cytokines sécrétées par combiné et cumulatif de quatre des nombreux locus de susceptibilité
ces cellules ou leur action cytotoxique directe, secondaire à la recon- au diabète de type 1 de la souris NOD.
naissance des auto-antigènes présentés par les molécules de classe I du Une anomalie de la tolérance centrale des lymphocytes B est
obserCMH. Au cours de la sclérose en plaques, et des modèles animaux vée au cours du LES. La comparaison de la spécificité des cellules B
d’EAE, le rôle lésionnel des cellules T est démontré. L’analyse des immatures et matures de malades indique que les mécanismes de
modèles d’EAE induits chez la souris par différents antigènes de la contre-sélection sont altérés. Un grand nombre de cellules B matures
myéline, comme la protéine basique de la myéline (MBP) ou la pro- conservent en effet leur capacité d’autoréactivité vis-à-vis des antigènes
téine oligodendriale de la myéline (MOG), montre que la maladie du LES.
peut être induite passivement par le transfert des lymphocytes T spéci- Ces divers exemples établis sur la base de données génétiques et
fiques de la MBP ou de la MOG provenant d’animaux malades. Ces moléculaires précises démontrent, de façon convaincante, que des
anoexpériences démontrent le rôle essentiel des lymphocytes T CD4 spé- malies de la tolérance centrale peuvent être à l’origine de MAI. On ne
cifiques de la MBP ou de la MOG dans la démyélinisation. Dans le peut pas en conclure pour autant qu’il s’agisse d’un cas général. Dans
modèle d’EAE induite par la MOG, la présence simultanée des les systèmes mêmes qui ont été étudiés, il existe des exceptions à la
cellules T et d’anticorps anti-MOG est nécessaire pour induire la règle et dans de très nombreux cas il n’y a pas d’arguments en faveur
démyélinisation in vitro. d’une anomalie de la tolérance centrale.
Une anomalie de la tolérance Mécanismes contribuant
périphérique rend compte à la survenue d’une MAI
de nombreuses MAI
Une anomalie de la tolérance centrale Libération des antigènes séquestrés
peut contribuer à la survenue Dans certaines situations, l’auto-immunisation est la conséquence
directe d’une réponse immunitaire contre des antigènes du soi, dans d’une MAI
des circonstances normales, sans qu’il y ait eu tolérance. C’est le cas
des antigènes séquestrés dont la libération, à l’occasion d’un trauma-La technique de clonage positionnel a permis d’identifier AIRE
tisme (ophtalmie sympathique consécutive à une intervention sur comme le gène responsable de la polyendocrinopathie auto-immune
l’œil, orchite secondaire à une vasectomie) ou d’une infection, peut de type 1 (APECED) [34]. Cette maladie monogénique est
caractériinduire la survenue d’une MAI spécifique d’organes. Le modèle de sée par une combinaison de maladies endocriniennes auto-immunes
souris transgénique exprimant un BCR dirigé contre un antigène porté tels qu’une maladie d’Addison, un hypothyroïdisme, un diabète de
par les érythrocytes illustre le mécanisme de libération d’antigènes type 1, une candidose et une dystrophie ectodermique. Les souris
séquestrés. Une variété de cellules B (B ) localisées dans la cavité péri-invalidées pour AIRE présentent des manifestations proches du syn- 1
tonéale n’entre pas en contact avec cet antigène érythrocytaire et ces drome APECED, et sont incapables de déléter les cellules T exprimant
cellules ne sont donc ni éliminées, ni anergisées. Environ 50 p. 100 des un TCR spécifique des auto-antigènes des organes cibles au moins
souris transgéniques développent une anémie hémolytique qui est dans certaines souches (le phénotype n’est pas observé dans toutes les
associée à l’activation des cellules B .souches de souris présentant la mutation). Cette altération dans la 1
contre-sélection des lymphocytes T autoréactifs est la conséquence
Présentation des antigènes cryptiquesdirecte du rôle d’AIRE dans l’expression des antigènes dans les mTEC.
Deux autres modèles illustrent le rôle d’une altération de la tolé- Nous avons vu plus haut qu’il existe chez la souris, pour une
prorance centrale dans la survenue de MAI. La lignée de souris SKG déri- téine donnée, une hiérarchie des peptides dépendants de leur capacité
vée de la lignée BALB/c développe spontanément une arthrite chroni- à se lier aux molécules du CMH. Les clones T autoréactifs spécifiques
que proche d’une polyarthrite rhumatoïde. Ces souris présentent une des épitopes cryptiques ne sont pas tolérisés. De nombreux
événeinfiltration synoviale de cellules T CD4 et un fort taux de facteurs ments contribuent à la présentation d’antigènes normalement
cryptirhumatoïdes. Le gène skg correspond à une forme mutée de la chaîne ques, notamment les infections virales ou une inflammation, par
zêta de Zap70, une protéine kinase de la voie de signalisation du TCR. modification de la machinerie protéolytique et des propriétés
d’apprêL’introduction d’une forme normale de Zap70 chez la souris SKG tement des CPA. La première vague de la réponse auto-immune
diriprévient la maladie. Le fait que les souris exprimant un TCR transgé- gée contre un épitope cryptique, induirait une altération cellulaire et la 114 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
libération d’autres auto-antigènes qui induiraient, à leur tour, une lymphocytes T. Ces modifications de l’environnement peuvent être
deuxième vague de réponses auto-immunes à l’origine de la poursuite apportées par des stimuli inflammatoires divers, notamment les
infecdu processus lésionnel et de l’extension épitopique intermoléculaire. tions qui jouent probablement un rôle majeur dans l’induction des
MAI. Les agents infectieux apparaissent ici comme les inducteurs d’une
activation dite bystander et non pas comme les éléments porteurs des Mimétisme moléculaire
structures antigéniques induisant directement la réponse auto-immune.Les protéines constitutives d’agents infectieux peuvent renfermer des
séquences peptidiques homologues à celles des protéines de l’hôte [20].
L’expression de facteurs de croissance Ces séquences d’acides aminés pourraient contribuer à l’activation des
cellules T amplificatrices ou des CTL spécifiques du mimotope et les lymphocytaire par la cellule exprimant
l’autoagents infectieux porteurs de telles séquences à l’induction d’une MAI. antigène induit l’activation des lymphocytes T
On dispose de quelques exemples de MAI consécutives à une infection,
autoréactifscomme le rhumatisme articulaire aigu (streptocoques du groupe A), la
Certains modèles expérimentaux montrent qu’il est possible maladie de Chagas (Trypanosoma cruzi) ou les arthrites consécutives à
d’induire une rupture de tolérance des lymphocytes T jusqu’ici igno-une infection mycobactérienne. Cependant, dans la plupart des MAI,
rants, quand la présentation de l’auto-antigène est associée à l’expres-aucun pathogène spécifique n’est identifié au sein des organes cibles.
sion de facteurs de croissance lymphocytaire. À cet égard, le modèle de L’infection pourrait alors avoir intéressé un territoire différent de
souris doubles transgéniques exprimant d’une part la glycoprotéine du l’organe cible ou précédé l’apparition des manifestations auto-immunes,
virus de la chorioméningite lymphocytaire (gp-LCMV) dans les si bien que les tissus porteurs de l’épitope homologue et affectés par la
β des îlots de Langerhans (transgène placé sous le contrôle du réponse auto-immune, n’hébergent pas l’agent pathogène. cellules
promoteur de l’insuline) et, d’autre part, un TCR transgénique ayant
une activité dirigée contre la gp-LCMV apporte d’intéressantes infor-Soi modifié
mations (Figure 7-8). Ces souris ne développent pas de diabète de Un exemple en est donné par les hépatites à l’halothane. Le
métabotype 1 témoignant de l’ignorance des cellules T vis-à-vis de l’antigène lisme oxydatif du 2-bromo-2-chloro-1,1,1-trifluoroéthane par le
cytoexprimé par les cellules β. Un diabète peut être induit quand les souris chrome hépatique P450 2E1 conduit à la formation du chlorure
trifluosont infectées avec le LCMV qui rompt l’indifférence des racétyl (TFA) qui se lie de façon covalente aux protéines. Les cellules T
lymphocytes T vis-à-vis du néo-auto-antigènes [32] (voir Figure 7-8a). des individus susceptibles reconnaissent les peptides-TFA comme des
Cependant, quand l’interféron γ est co-exprimé avec la gp-LCMV composants étrangers, ce qui a pour conséquence le développement
dans les cellules β des îlots de Langerhans, l’indifférence vis-à-vis de la d’une hépatite auto-immune fulminante d’évolution souvent mortelle.
protéine virale est rompue et les souris développent un diabète, sans
qu’il soit nécessaire de recourir à l’infection par le LCMV (voir
L’auto-antigène peut être détecté Figure 7-8b). Dans ce modèle, le nombre de clones lymphocytaires T
spécifiques de la gp-LCMV augmente quand l’interféron γ est exprimé par le système immunitaire,
et cette augmentation est à l’origine du développement du diabète.
jusqu’ici ignorant, en raison
L’expression de facteurs chimiotactiques des modalités de sa présentation
conduit à la survenue de MAIaux lymphocytes T
Dans le même modèle expérimental de diabète de type 1, il est
Ces modalités d’activation des lymphocytes T peuvent être directe- montré que IP-10 (chimiokine qui est le ligand du récepteur CXCR3
ment la conséquence des modifications de l’environnement dans lequel exprimé par les lymphocytes T) est sélectivement exprimée dans le
se fait la présentation de l’antigène par les CPA ou les cellules cibles des pancréas quelques jours après l’infection par le virus. Le blocage
d’IPRIP-gpLCMV Figure 7-8 Modèle de souris double transgénique exprimant un TCR anti-gpLCMV
néo-auto-antigène (glycoprotéine du virus de la chorioméningite X
lymphocytaire [LCMV]) au niveau des cellules β des îlots de
Langerhans et un TCR transgénique dirigé contre cette glycoprotéine.
La souris double transgénique TCR anti-gpLCMV/gpLCMV ne
TCR anti-gpLCMV/gpLCMV (DTg) présente pas de diabète. a) L’administration du virus LCMV
induit une levée de l’indifférence lymphocytaire et la souris
développe alors un diabète de type 1. b) Le croisement des
souris double transgéniques avec une souris transgénique expri-x x
mant l’interféron γ au niveau des cellules β des îlots de
Langerhans (gène placé sous le promoteur de l’insuline RIP) induit un DTg DTg DTg DTg RIP-B7.1RIP-IFN-γ
diabète insulino-dépendant. c) L’administration d’un anticorps + +
LCMV monoclonal dirigé contre une chimiokine induit chez la souris a-IP-10
double transgénique un diabète de type 1. d) L’expression d’une TTg TTg
molécule co-stimulatrice (B7 placé sous le promoteur de
l’insuline RIP) au niveau des cellules β des Langerhans induit chez la
a) Diabète b) Diabète c) Diabète d) Diabète souris double transgénique un diabète de type 1.CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 115
10 par des anticorps neutralisants prévient la survenue du diabète en peuvent induire la production d’auto-anticorps par activation de
inhibant l’expansion des cellules T agressives et leur migration dans cellules B autoréactives anergisées présentes dans le répertoire
périphél’organe cible (voir Figure 7-8c) [12]. rique. Au cours des modèles murins spontanés de LES, l’activation
polyclonale des cellules B constitue une anomalie constante et précoce.
Bien que ce mécanisme ne puisse rendre compte à lui seul des caracté-L’expression des molécules co-stimulatrices
ristiques de la réponse auto-immune au cours des MAI non spécifiques peut contribuer à la survenue d’un processus
d’organes, sa participation se comprend mieux avec la description des
auto-immun TLR. L’accélération de la maladie lupique de la souris par les
lipopoL’analyse des voies de co-stimulation des lymphocytes T B7-CD28/ lysaccharides bactériens est la conséquence de l’activation de TLR-4
CTLA4 a révélé leur rôle potentiel dans le maintien ou la rupture de la exprimé à la surface des lymphocytes B. Les propriétés biochimiques
tolérance vis-à-vis des antigènes du soi [8]. Ces molécules de co-stimula- des auto-antigènes du LES jouent ici un rôle particulier. On sait que
tion, en apportant un deuxième signal aux lymphocytes T qui ont l’activation de la cellule B nécessite, à côté du signal 1 délivré au BCR,
reconnu l’antigène (premier signal), contribuent à l’activation des un deuxième signal. Celui-ci peut être apporté par l’ADN et l’ARN
lymphocytes T ou, à l’inverse, leur anergie. L’absence de deuxième qui, en raison de leurs propriétés de pathogen-associated molecular
patsignal apporté par les CPA induirait un état de tolérance des cellules T. tern (PAMP) ou de death-associated molecular pattern (DAMP), sont
L’expression de molécules co-stimulatrices sur les CPA activerait les capables d’activer les TLR, notamment les TLR-9, 7 ou 3, exprimés au
cellules T autoréactives et contribuerait ainsi à la rupture de tolérance. À niveau de l’endosome des cellules B et d’induire ainsi une réponse B
nouveau, le modèle des souris double transgéniques (gp-LCMV/TCR- de forte amplitude indépendante de la réponse T. Le rôle des TLR
anti-gp-LCMV) vient vérifier cette hypothèse. Quand la molécule co- dans la réponse auto-immune B du LES murin et, au-delà, dans
stimulatrice B7-1 et la gp-LCMV sont exprimées par transgénèse à la l’expression de la maladie est illustré par les modèles de souris lupiques
surface des cellules β des îlots pancréatiques, les lymphocytes T cytotoxi- invalidés pour un TLR.
ques sont activés de façon spontanée en l’absence d’infection virale et un Le rôle d’une activation polyclonale T est illustré par le modèle de
diabète est observé [47] (voir Figure 7-8d). Ces données sont confortées MAI systémique induite par une réaction du greffon contre l’hôte.
chez l’homme par la démonstration selon laquelle les cellules mononu- Dans ce modèle, les cellules T du donneur spécifiques des antigènes
cléées présentes au niveau des plaques des malades atteints de sclérose en d’histocompatibilité du receveur induisent la différenciation des
plaques ou de la synoviale de malades atteints de polyarthrite rhuma- cellules B du receveur en cellules sécrétrices d’anticorps notamment
toïde ou encore de la thyroïde des malades atteints d’une maladie de celles reconnaissant les antigènes polymériques du soi. Certains
Basedow expriment fortement la molécule B7-1. métaux lourds peuvent également avoir un effet mitogène sur les
De façon générale, il est aujourd’hui bien établi que les CPA ont un cellules T. Par exemple, l’addition de chlorure de mercure à des
thyrôle clef dans l’équilibre entre tolérance périphérique et activation des mocytes murins en culture induit l’activation de tyrosine kinase
implicellules T autoréactives [29]. Ce contrôle semble principalement fondé quée dans l’activation des cellules T par le TCR. Le chlorure de
mersur la capacité des CPA, notamment des cellules dendritiques, à acqué- cure pourrait aussi induire un signal de mobilisation du calcium
rir un phénotype fonctionnel de cellules matures et sur les récepteurs du intracellulaire et l’augmentation transitoire de la production de
cytokisystème immunitaire inné exprimé par les CPA, notamment les récep- nes d’origine lymphocytaire T comme l’interleukine 4.
teurs Toll-like. Les souris SJL exprimant un TCR transgénique
antiNous rapprocherons de l’activation polyclonale T mitogénique,
PLP développent spontanément une EAE. À l’inverse, les souris B10.S
l’activation des cellules T par les super-antigènes d’origine bactérienne
exprimant le même transgène développent rarement la maladie. Cette
ou virale (Figure 7-9). Ces cellules T activées peuvent induire des
altérésistance n’est pas liée à la délétion des cellules T autoréactives ou à
rations tissulaires en raison de leur capacité à réagir avec des antigènes
leur anergie mais à une altération de l’activation des CPA qui
expridu soi. Cependant, les tentatives d’induire une MAI par
l’administrament un faible niveau des molécules de classe II du CMH et de
molétion de superantigènes d’origine bactérienne in vivo se sont révélées
cules co-stimulatrices. Cette altération des CPA peut être levée par
infructueuses. Des superantigènes d’origine bactérienne sont
néanl’administration des ligands de TLR chez la souris B10.S exprimant un
moins capables d’induire des rechutes dans les modèles de MAI
expéTCR anti-PLP qui développe alors une EAE. De même, dans le modèle
rimentale comme l’EAE. Il n’est donc pas exclu que les superantigènes
de souris double transgénique gp-LCMV/TCR anti-LCMV,
l’indifféparticipent à l’aggravation d’un processus d’auto-immunité.
rence lymphocytaire peut être levée, certes, par l’infection par le
LCMV, mais aussi par l’administration des ligands de TLR-3.
La rupture de tolérance périphérique Ces expériences soulignent le rôle des CPA, des récepteurs du
système immunitaire inné et des agents de l’environnement qui, par peut être la conséquence d’anomalies
l’intermédiaire des ligands des TLR qu’ils expriment, contribuent à
l’activation des CPA et à l’activation des cellules T autoréactives indif- de la régulation immunitaire
férentes, voire anergisées.
À côté de la voie de signalisation B7-CD28 qui apporte un signal de
stimulation aux cellules T, la voie B7-CTLA4 apporte un signal de
L’activation polyclonale suppression qui contribue à l’extinction de la réponse immunitaire. Le
rôle exercé par CTLA-4 dans le contrôle de l’autoréactivité est suggéré des lymphocytes ou une stimulation
par l’étude des souris déficientes pour le gène CTLA4. Ces souris
déveparticulière peut conduire loppent un syndrome lymphoprolifératif, une myocardite sévère ainsi
qu’une hypergammaglobulinémie. À l’inverse, l’administration d’une à une rupture de tolérance
protéine chimère CTLA4-Ig peut contribuer à l’induction de la
L’activation polyclonale des lymphocytes B ou T peut constituer un tolérance T dans des modèles expérimentaux de MAI ou, plus
généramécanisme initiateur de l’auto-immunité, particulièrement des MAI lement, a un effet immunosuppresseur (d’ailleurs maintenant
démonnon spécifiques d’organes. Les activateurs polyclonaux des cellules B tré chez l’homme) même s’il n’est pas toujours facile de savoir s’il 116 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
tante d’auto-antigènes. On voit, en particulier, se constituer une thyroï-CPA
dite, une gastrite et une insulite. Ces manifestations auto-immunes sont
prévenues par l’administration, quelques jours après la thymectomie, de
+la sous-population de cellules CD4 porteuses du marqueur CD25 (la
chaîne α du récepteur de l’interleukine 2) provenant de souris normales
(non thymectomisées). Ces expériences indiquent que l’élimination de Superantigène
certaines sous-populations de cellules T par la thymectomie fait
disparaître le contrôle exercé par ces cellules sur certaines cellules T
autoréacαβ tives. La correction de l’effet de la thymectomie par des cellules T
provenant de la rate de souris normales montre que ces cellules régulatrices
Cellule Ta sont présentes dans la périphérie [41].
Si l’existence d’un contrôle de l’auto-immunité par des cellules T
régulatrices ne fait plus de doute, de nombreuses incertitudes
persistent sur la nature et l’hétérogénéité des cellules T régulatrices et sur
TCR TCR TCR TCR leur mode d’action. Les cellules régulatrices décrites par Sakaguchi anti-a anti-b anti-soi anti-c
semblent jouer un rôle central dans le contrôle de l’auto-immunité
physiologique, indépendamment de toute stimulation antigénique
dont le rôle déclenchant est bien démontré dans les expériences de
rupture de la tolérance au soi décrites plus haut. En dépit d’un nombre
considérable de travaux récents, le mécanisme d’action de ces cellules
Réponse reste assez peu connu. Leur spécificité pour l’auto-antigène est
présub auto-immune mée puisque ces cellules expriment un TCR. Il n’est pas clairement
démontré, cependant, que leur action suppressive soit spécifique de
Figure 7-9 Mode d’activation des lymphocytes T par les superantigènes
l’auto-antigène reconnu ou soit plus diffuse, en s’étendant à des
réponet mécanismes possibles d’une rupture de tolérance. a) Le
superantises immunitaires spécifiques et divers auto-antigènes. Certaines expé-gène se fixe sur les récepteurs pour l’antigène des lymphocytes T
por+riences in vitro dans lesquelles les cellules CD25 inhibent la proliféra-teurs d’une chaîne Vβ appartenant à une même famille (par exemple
–tion des cellules T CD25 dans un modèle de co-culture indiquent la Vβ14) au niveau d’une région (CDR4) commune à ces chaînes, et sur
nécessité d’un contact direct entre les cellules régulatrices et leurs cibles une région monomorphe d’une molécule de classe II de la cellule
pré+ +sentatrice. Il n’est pas nécessaire que le superantigène soit apprêté par (qu’il s’agisse de cellules CD4 ou CD8 ). L’intervention de cytokine
la cellule présentatrice pour exercer ses fonctions de stimulation. n’apparaît pas déterminante, au moins pour ce qui concerne les
cellub) Parmi tous les lymphocytes T exprimant un TCR constitué d’une les régulatrices exprimant de fortes quantités de CD25. De très
imporchaîne Vβ14, certains ont une spécificité dirigée contre un antigène du tants progrès ont été réalisés au cours de ces dernières années sur la
difsoi. L’activation de ce clone peut initier une réponse auto-immune.
férenciation de ces cellules T régulatrices, dites naturelles, car ne
nécessitant pas d’exposition périphérique à l’antigène [36]. On sait, en
particulier, que ces cellules expriment en grande quantité le facteur de
hightranscription Foxp3. Pour les deux types cellulaires (CD25 et inclut une véritable tolérance. Ces observations sont particulièrement
lowCD25 ), le rôle de molécule membranaire a été évoqué, notamment intéressantes car elles montrent que la tolérance de clones T
autoréaccelui de la molécule CTLA4 et du GITR (glucocorticoide-induced tifs n’est pas toujours la conséquence de l’absence d’un deuxième
TNF-like receptor) [1].signal, mais, au contraire, de la délivrance d’un deuxième signal qui
On oppose aujourd’hui à ces cellules T régulatrices naturelles, des exerce un contrôle négatif. Il est intéressant de noter, à cet égard, que
cellules T régulatrices induites par l’auto-antigène dans la périphérie le gène CTLA4 a été identifié comme un gène de susceptibilité chez
souvent au site de l’organe cible d’une MAI. Ces cellules T régulatrices l’homme au cours du diabète de type 1 et de l’hyperthyroïdie et, chez
inductibles peuvent exprimer CD25 et Foxp3 mais en quantité beau-la souris, dans le modèle (NZB × NZW)F1 de LES [25]. Mais c’est
coup plus faible que les cellules T régulatrices naturelles. À la diffé-surtout la démonstration que les réponses auto-immunes pathogènes à
l’origine de MAI sont sous le contrôle étroit de cellules T régulatrices. rence de ces dernières, elles semblent agir par le biais de cytokines
Deux observations suggèrent en effet que les réponses auto-immu- immunorégulatrices, en particulier l’interleukine 10 et le TGF-β. Le
nes sont soumises à un effet régulateur négatif (autrefois appelé sup- problème est compliqué par la description de certains sous-types
cellupresseur) de certaines sous-populations de cellules T. laires de cellules régulatrices dont la classification reste incertaine.
C’est le cas en particulier des cellules T reg 1 produit d’interleukine 10 La première d’entre elles est la tendance naturelle des MAI
expériet des cellules T 3, produit de TGF-β.mentales induites par l’administration d’un auto-antigène en présence H
d’un adjuvant (par exemple, l’adjuvant complet de Freund) à guérir La quantification du nombre et de la fonction des cellules T
régulaspontanément et, même, à ne pas récidiver après une deuxième admi- trices naturelles s’est révélée très difficile chez l’homme. Le modèle de
nistration de l’auto-antigène. Cette guérison et cet état réfractaire sont co-culture mentionné plus haut est intéressant mais difficile à
quantides phénomènes actifs car ils peuvent être prévenus par l’administration fier et, peut-être, incomplètement représentatif de l’ensemble des
+de cyclophosphamide et on peut démontrer l’intervention de cellules T cellules T régulatrices CD25 . Le marqueur CD25 lui-même est
régulatrices dans ce contexte par transfert à des animaux naïfs. d’interprétation délicate car on le retrouve sur toutes les cellules T
activées indépendamment de toute fonction régulatrice. La recherche La deuxième observation fut réalisée par des chercheurs japonais à la
fin des années 1960 puis analysée en profondeur par un autre chercheur d’autres marqueurs a donné des résultats limités. Il convient,
néanjaponais S. Sakaguchi dans les années 1990 [41]. L’ablation du thymus moins, de citer le facteur de transcription Foxp3 qui est relativement
à l’âge de 3 jours provoque, dans certaines souches de souris, l’appari- spécifique des cellules régulatrices naturelles et dont il a été démontré
tion d’un syndrome poly-auto-immun sans administration concomi- qu’il jouait un rôle central dans leur différentiation, mais Foxp3 lui-CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 117
même, comme CD25, est retrouvé en faible quantité sur certaines
populations de cellules T régulatrices inductibles. La disponibilité
récente d’un anticorps monoclonal anti-Foxp3 permet la quantifica- FasLgld ALPS IbFasLtion des cellules T exprimant cette molécule.
Les études réalisées dans différents modèles de MAI expérimentales
+spontanées ou provoquées ont indiqué que d’autres cellules T CD4 ALPS IaFas Fas– lprCD25 pouvaient également avoir une fonction régulatrice. Il
convient, en premier lieu, de citer les cellules T 2, définies par leur
capaH DD
cité sélective de produire les interleukines 4, 10 et 13. Ces cellules sont
responsables de l’induction de la tolérance vis-à-vis de certains
autoantigènes qui est observée après l’injection de ceux-ci sous forme
soluabApoptose Apoptoseble. L’absence de ces cellules, telle qu’on l’obtient après invalidation
des gènes des interleukines 4 ou 10 exacerbe l’expression de certaines
Figure 7-10 Formes anormales de Fas et de FasL chez les souris MRL/lpr MAI expérimentales telles que l’EAE. Il n’est pas sûr, néanmoins, que
et MRL/gld et les malades atteints d’un syndrome auto-immun lympho-ces cellules T 2 interviennent dans le contrôle des MAI spontanées H prolifératif (ALPS). a) Chez la souris MRL/lpr, le gène Fas présente une –/–puisque les souris NOD IL-4 ne développent pas un diabète de
mutation par insertion d’un transposon dans la partie du gène codant le
façon accélérée. domaine de mort, conduisant à l’absence d’initiation de la voie
d’apop+Toujours parmi les cellules T CD4 , de nombreux travaux ont indi- tose Fas-dépendante. La souris gld présente des mutations du gène
qué un rôle important pour des populations cellulaires caractérisées codant le ligand de Fas. b) Chez les malades atteints d’un ALPS, des
par l’expression de la L-sélectine (CD62L) ou la faible expression du mutations intéressant le domaine intracellulaire et le domaine
extracellulaire de Fas et des mutations de FasL ont été décrites. DD : death marqueur CD45RB.
domain.À ces différentes catégories cellulaires, il faut ajouter, dans certains
+modèles, les cellules T CD8 , les cellules T NK (natural killer) et les
+cellules γ/δ .
L’existence de plusieurs catégories de cellules T régulatrices utilisant
velle voie de recherche au cours des processus d’auto-immunité : des mécanismes différents peut étonner en première analyse, posant la
l’étude des anomalies de la signalisation de la mort cellulaire program-question du déterminisme d’une telle redondance. Peut-être convient-il,
mée, processus contrôlant la délétion de clones lymphocytaires B ou T pour simplifier la question, de classer ces différentes sous-populations
à la périphérie (Figure 7-10).énumérées plus haut en deux classes probablement bien distinctes : les
Chez la souris, des anomalies de molécules impliquées dans la mort cellules T régulatrices naturelles et les cellules T régulatrices adaptatives
cellulaire programmée ont été observées dans des modèles spontanés (dont la différentiation est conduite par les auto-antigènes) [50]. Les
cgde MAI non spécifiques d’organes. C’est le cas des gènes lpr et lpr qui cellules T régulatrices naturelles qui incluent au premier chef les
+ + + correspondent à des formes inactives du gène Fas et du gène gld qui est T CD4 CD25 Foxp3 mais aussi les cellules T NK et γ/δ
interune forme anormale du gène codant le ligand de Fas [39]. Ces gènes viennent essentiellement en maintenant sous contrôle les cellules T
contribuent à l’accélération du LES chez les souris lupiques. Chez autoréactives qui existent chez tous les sujets normaux à l’état
physiolol’homme, les anomalies des gènes Fas, FasL ou caspase 3 sont observées gique. Il est intéressant de noter que, en corollaire de cette notion, il
au cours de syndromes auto-immuns lymphoprolifératifs (ALPS) com-existe un potentiel auto-immun chez tout sujet normal (au moins
vis-àportant l’accumulation de cellules T double-négatives, une splénomé-vis de certains auto-antigènes puisque la thymectomie au jour 3 chez la
galie, des lympho-adénopathies et la production d’auto-anticorps diri-souris n’induit qu’une liste restreinte de MAI). Les cellules T régulatrices
+ gés contre des antigènes du soi (syndrome de Canale-Smith) [39]. Les adaptatives qui incluent les cellules T 2, les cellules CD62L, les H
low Fas semblent altérer non pas les processus de délé-anomalies du gène cellules T reg 1 et, peut-être, des cellules CD45RB pourraient
intervetion centrale des lymphocytes B et T autoréactifs mais les processus de nir en modulant la réponse auto-immune déclenchée par la rupture de
tolérance périphérique, notamment des lymphocytes B au niveau du l’indifférence observée lorsque les auto-antigènes ont acquis une
immucentre germinatif. De même, l’expression forcée du gène bcl-2 dans les nogénicité accrue, par exemple, à l’occasion d’une inflammation locale.
lymphocytes B (souris transgénique bcl-2) entraîne une augmentation C’est la défaillance de cette régulation adaptative qui explique
probablede la survie des lymphocytes B, une hypergammaglobulinémie, la pro-ment le passage à la chronicité de la plupart des MAI humaines sans
duction d’auto-anticorps et des dépôts glomérulaires d’immunoglobu-qu’on puisse dire si cette défaillance est intrinsèque aux cellules T
réguline. Cependant, aucune anomalie de bcl-2 n’a été observée au cours latrices ou si elle n’est pas plutôt due à l’apparition d’une résistance des
des MAI non spécifiques d’organes humaines, notamment du LES. Il cellules effectrices à la régulation [1].
n’en demeure pas moins que l’analyse des molécules impliquées dans
l’apoptose constitue une voie prometteuse pour chercher de nouveaux
Des anomalies de l’homéostasie mécanismes à l’origine de la rupture de tolérance et la survenue de
MAI systémiques (Tableau 7-VII). Elle montre aussi que les anomalies lymphocytaire sont à l’origine
de ces molécules contribuent à des perturbations de la tolérance B et à
ou contribuent à la survenue des MAI l’émergence d’auto-anticorps de type lupus.
Altérations des voies de signalisation Homéostasie et compétition antigénique [4, 43]
de la mort cellulaire programmée La survie des lymphocytes B et T dépend d’un signal continu au
Le gène lpr, présent à l’état homozygote chez la souris lupique niveau des tissus lymphoïdes périphériques, qu’il s’agisse d’un contact
MRL, aggrave la maladie et en accélère la survenue. La démonstration avec les ligands du CMH et l’interleukine 7 pour les lymphocytes T
que lpr correspond à une forme inactive du gène Fas a ouvert une nou- ou du signal apporté par les BCR et BAFF pour les lymphocytes B. La 118 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
propositus atteint de la MAI par rapport au pourcentage observé dans la Tableau 7-VII Gènes dont la modification induit une maladie lupique
chez la souris. population générale et, enfin, permettent de calculer le taux de
concordance de la maladie chez les paires de jumeaux monozygotes et
dizyMécanismes Gènes gotes. Ces études montrent aussi que la survenue des MAI est liée à un
ensemble de traits génétiques. L’identification de ces traits est difficile
Défaut d’apoptose Fas, FasL, Bcl-2, IEX
car contrairement aux maladies monogéniques et, pour la plupart
Défaut de clairance des cellules apoptotiques C1q, C4, SAP, DNAse, MFG-E8
d’entre eux, chaque facteur génétique pris isolément ne contribue que
Modification de l’activation lymphocytaire par faiblement à la survenue de la maladie (faible pénétrance ou rôle
– altération des voies de signalisation SHP-1, Lyn, Gadd45a, PKC-d mineur ?). Pour chaque trait de susceptibilité, les altérations majeures du
intracellulaire
gène sont rares puisqu’elles n’ont pas été éliminées au cours de
l’évolu– altération des récepteurs ou leur ligand FcγRIIB, TACI, CD22, CDL-5, PD-1, BAFF tion et que les gènes sont présents dans la population générale. En
Production de cytokines IL-10, IFN-γ, (Tg), IL-4 (Tg) d’autres termes, chaque variant allélique de susceptibilité ne paraît ni
suffisant, ni nécessaire pour induire la maladie, c’est la
complémentation de plusieurs gènes dans une combinaison variable qui conduit à la
diminution du nombre de lymphocytes B périphériques pourrait con- MAI. Nous verrons cependant que les résultats générés par les
difféduire à une plus grande disponibilité de BAFF qui permettrait alors le rentes stratégies d’identification de ces variants communs posent la
recrutement des cellules B autoréactives anergisées exprimant un faible question de l’existence et de l’identification des variants rares
(frétaux de BAFF récepteur et leur différenciation en cellules productrices quence inférieure à 0,01). En effet, les résultats des études
d’associad’auto-anticorps. Le rôle de la lymphopénie dans la survenue de tion montrent que pour une MAI donnée et pour la plupart des MAI,
l’auto-immunité est illustrée par le modèle suivant : les cellules T la somme du risque attribuable à l’ensemble des locus identifiés ne
exprimant un TCR spécifique des cellules β des îlots pancréatiques représente qu’une faible part de l’héritabilité génétique, suggérant
prolifèrent quand elles sont transférées chez les souris NOD dont le l’existence de variants rares dotés d’un lourd poids fonctionnel et
génénombre de cellules lymphocytaires T CD4 périphériques est diminué tique échappant aux études GWAS en raison même de leur rareté et de
alors qu’elles ne prolifèrent pas chez les souris NOD dont la l’hétérogénéité de la maladie étudiée
lymphopénie T CD4 périphérique a été préalablement corrigée par
l’administration d’adjuvant complet de Freund. En outre, les souris Plusieurs stratégies sont utilisées pour identifier
NOD dont les cellules T prolifèrent le plus développent une insulite les gènes contribuant à la survenue d’une MAI
pancréatique sévère démontrant l’existence d’un lien direct entre
ÉTUDES DE LIAISON PAR TOUR DE GÉNOME • Les microsatel-l’expansion homéostatique et la survenue de la MAI. Le rôle
proteclites sont des régions du génome caractérisées par la répétition en teur de l’adjuvant complet de Freund serait identique à certaines
infectandem d’une même séquence d’ADN. Le nombre de répétitions varie tions bactériennes que l’on sait protéger les individus présentant une
d’un sujet à un autre engendrant un multi-allélisme informatif. Plu-susceptibilité au diabète de type 1 (hypothèse de l’hygiène).
sieurs milliers de marqueurs microsatellites ont été identifiés et
cartographiés sur les génomes humain et murin. Ces marqueurs sont utilisés Facteurs contribuant à la survenue pour localiser les locus prédisposant à la survenue de MAI chez
l’homme et la souris.des MAI
Chez l’homme, les méthodes utilisées reposent sur l’analyse de paire
Le développement des MAI de germains ou des familles multiplexes et la cartographie des locus
morbides en explorant leur liaison génétique au polymorphisme des a une base génétique [38]
microsatellites. Ces analyses de liaison ont montré qu’au moins
À côté des rares MAI monogéniques (Tableau 7-VIII), la plupart des
20 locus non liés au CMH sont associés au diabète de type 1 humain
MAI spécifiques et non spécifiques d’organes sont liées à un ensemble de
[6] et une dizaine au LES (Tableau 7-IX) [35]. Cependant, le lod-score
traits génétiques, les uns associés au CMH, les autres indépendants du
de la plupart de ces locus est faible témoignant de leur faible
pénéCMH. Pour une MAI donnée, le rôle et l’importance des facteurs
génétrance. En outre, la réplication de nombre d’entre eux s’est avéré
tiques sont indiqués par les études d’épidémiologie génétique. Celles-ci
inconstante dans des études indépendantes redonnant ainsi leur valeur
montrent la survenue de formes familiales de MAI, permettent de
calcuaux études d’association.
ler le ratio λ rapportant le pourcentage des membres de la famille du
S
STRATÉGIE GÈNE-CANDIDAT • Elle utilise la connaissance que
l’on a des processus physiopathologiques à l’origine des MAI pour Tableau 7-VIII Maladies auto-immunes monogéniques.
faire porter l’analyse sur un gène impliqué et déterminer si son
polymorphisme contribue à la survenue d’une maladie donnée. Elle est Gène Maladie Équivalent murin Mécanismes
fondée sur des études d’association cas/témoins ou des études
familiaAIRE PEA-1 KO Diminution d’expression des auto- les et vise à déterminer si la fréquence allélique ou génotypique d’un
antigènes dans le thymus, altération variant allélique est plus fréquemment observée dans la population
de tolérance centrale
porteuse du trait phénotypique auto-immun. De nombreux gènes ont
FoxP3 IPEX Lignée scurfy Pas de génération de cellules T reg
été ainsi identifiés comme contribuant à la survenue de MAI. La
Fas/FasL ALPS Lpr/lpr, gld/gld Altération de l’apoptose des cellules T/B reproductibilité des résultats n’est cependant pas constante, justifiant
C1q LES KO Défaut de clairance des vésicules une méthodologie rigoureuse, notamment dans le nombre et la
sélecapoptotiques
tion des cas et des témoins.
AIRE : autoimmune regulator ; ALPS : autoimmune lymphoproliferative syndrome ; FoxP3 :
transcription factor of forkhead family ; IPEX : immune dysregulation, polyendocrinopthy, ÉTUDES D’ASSOCIATION • Genome wide Elles sont réalisées
enteropathy, X-linked syndrome ; LES : lupus érythémateux systémique ; PEA-1 : polyendocrinopathie
auto-immune de type 1. chez un nombre important de malades et de contrôles à l’aide de mar-CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 119
Tableau 7-IX Tour de génome : liaison des régions chromosomiques au LES.
Site Étude Nombre de familles Ethnie (p. 100) LES (n) Nx (n) Locus
UMN1 Fratrie 105 Cau. 80 220 155 6p11-21
Hisp. 8 16q12
Af.-Am. 5 14q21
As. 3 20p12
UMN2 Fratrie 82 Cau. 78 179 101 7p22
Hisp. 6 7q21
Af.-Am. 15
UMN1 + 2 Fratrie 187 Cau. 79 399 256 10p13
Hisp. 7 7q36
Af.-Am. 10 6p11-12
As. 2 16q12
OMRF Famille multiplex 94 Cau. 58 220 313 2p15, 1q23
Af.-Am. 33 1q25, 13q32, 20q13
OMRF Famille multiplex 126 Cau. 61 295 449 4p16-15
Af.-Am. 32 1q22-24
USC Famille multiplex 80 Cau. 48 188 246 1q43
Hisp. 54
Uppsala Famille multiplex 17 Cau. 100 44 106 2q37
4q15-13
19q13
OMRF : Oklahoma Medical Research Foundation ; UMN : university of Minnesota ; USC : university of South-California.
queurs polymorphiques du génome, les single nucleotides polymorphisms interleukine 12 et 23 qui participent à l’activation et la polarisation
(SNP) [22). Les GWAS font appel à une collection d’un grand nombre des cellules T, STAT-4 constituant un gène de susceptibilité pour le
de SNP, 350 000 à 2 500 000 dans les plateformes les plus récentes, LES, le diabète de type 1 et la polyarthrite rhumatoïde, et STAT-3
sélectionnés théoriquement pour « marquer » la constellation d’haplo- pour la sclérose en plaques.
types du génome et à un grand nombre de témoins et de malades
parfaitement phénotypés. Bien que puissante cette stratégie n’en est pas Gènes de la superfamille du TNF
moins entachée de quelques faiblesses, notamment de faibles seuils de Les membres de cette famille participent à de multiples interactions
signification statistique et l’absence d’identification des variants rares. des cellules du système immunitaire. Certains ont été identifiés
Ces stratégies s’enrichissent actuellement des techniques de séquen- comme facteurs de susceptibilité dans des études d’association
princiçage haut débit (new generation sequencing [NGS]) qui ouvrent des palement les GWAS. Le meilleur exemple est fourni par les
polymorperspectives nouvelles, notamment l’identification des variants rares, phismes de TNFAIP3. Ce gène code la protéine A20 impliquée dans le
des insertions/délétions et des variations du nombre de copies (CNV). contrôle négatif de l’activation de la voie NF-κB consécutive à la
stimulation cellulaire par le TNF. Plusieurs variants sont associés au
Gènes du système immunitaire inné LES, à la polyarthrite rhumatoïde, à la maladie cœliaque ou à des
formes sévères de LES.Nous avons vu que le système immunitaire inné joue un rôle majeur
dans le maintien et la rupture de tolérance. La cellule dendritique
Gènes du système immunitaire adaptatifnotamment et son équipement moléculaire contrôlent l’activation T et
sa polarisation et constituent l’intermédiaire obligatoire entre le sys- Les gènes du CMH contribuent de manière significative à la
susceptème immunitaire adaptatif et l’environnement. Certains gènes de sus- tibilité aux MAI puisqu’ils représenteraient environ 30 p. 100 de leur
ceptibilité appartiennent aux récepteurs et voies de signalisation de héritabilité génétique [44]. La prévalence de certains allèles de classe I
l’immunité innée. Nous citerons le polymorphisme du locus TLR-7/8 ou de classe II est en effet plus élevée chez les malades atteints de MAI
au niveau du chromosome X impliqué dans la survenue du LES, spécifiques ou non spécifiques d’organes que dans une population
nornotamment chez les sujets de sexe masculin, ou encore de TLR-4 asso- male (Tableau 7-X). Ainsi environ 95 p. 100 des malades atteints de
cié à la survenue précoce du diabète de type 1. L’IFIH1 (interferon- diabète de type 1 ont-ils l’haplotype HLA-DR3 ou DR4 dont la
préinduced helicase domain-containing protein 1) qui code une protéine valence est respectivement de 45 et 54 p. 100 dans une population
impliquée dans la résistance virale et contribue à l’apoptose des cellules normale. Les études génétiques montrent en outre qu’au cours du
diainfectées par les virus est associé à plusieurs MAI dont le LES, le dia- bète de type 1, les gènes DQ sont plus étroitement associés à la maladie
bète de type 1 et la maladie de Basedow. que les gènes DR et, plus particulièrement, les allèles du gène
HLALe polymorphisme de certains facteurs de transcription appartenant DQβ. Le séquençage de DQ montre qu’une région précise de la
moléaux voies de signalisation des récepteurs pour les PAMP et les DAMP cule (résidu DQβ57) contrôle la réponse auto-immune vis-à-vis des
– et contrôlant donc les propriétés fonctionnelles des cellules cellules β des îlots de Langerhans. Compte tenu du rôle des molécules
dendritiques – est associé à de nombreuses MAI. C’est le cas de IRF5, de classe II dans la présentation de l’antigène aux cellules T, il est
conun facteur de régulation de l’interféron, dont plusieurs variants sont sidéré que les allèles de susceptibilité interviennent en favorisant la
préassociés au LES. Mentionnons aussi STAT-3 et STAT-4, des facteurs sentation de peptides du soi au TCR. Cependant, le rôle du CMH est
de transcription contrôlant notamment la production des cytokines sans doute plus complexe comme l’atteste la démonstration dans un 120 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
de maladies auto-immunes. Nous avons vu plus haut que des anoma-Tableau 7-X Quelques exemples d’association entre des molécules de
classe II du CMH et les maladies auto-immunes. lies du gène TNFRSF6 codant Fas ou CD95 sont à l’origine de
syndromes lymphoprolifératifs avec auto-immunité. Les mutations
Spécificité HLA Maladies homozygotes sont associées à un phénotype précoce et sévère et les
mutations hétérozygotes à un phénotype de sévérité variable.
RécemDR2 Diabète de type 1
ment des mutations somatiques de TNFRSF6 ont été décrites qui
peuSclérose en plaques
vent s’associer à une mutation hétérozygote germinale pour donner un Syndrome de Goodpasture
phénotype complet. Un ALPS peut aussi relever de mutations portant
DR3 Maladie de Basedow
sur d’autres molécules de la voie des caspases.Diabète de type 1
TREX code une exonucléase qui est un élément du complexe SET et Lupus érythémateux systémique
Myasthénie participe à la dégradation des extrémités 3’ de l’ADN au cours de la
Thyroïdite d’Hashimoto mort cellulaire induite par le Granzyme A. Un déficit en TREX1 est
resDR4 Diabète de type 1 ponsable du syndrome d’Aicardi-Goutières caractérisé par un taux élevé
Pemphigus d’interféron dans le liquide céphalorachidien et, chez certains malades,
Polyarthrite rhumatoïde de signes biologiques d’auto-immunité non spécifique d’organes. De
DQBO302 Diabète de type 1 rares variants de TREX1 ont été décrits chez des malades atteints de LES
(risque relatif de 25). Cet exemple illustre le concept de variant rare de
forte pénétrance et mis en évidence par une stratégie gène candidat.
étude GWAS récente qu’un SNP dans le gène MSH5 (mutS Citons aussi les déficits en C1q et en C4 contribuant à la survenue d’un
homologue 5), localisé dans la région CMH de classe III, est étroite- LES en inhibant l’élimination des vésicules apoptotiques.
ment associé au LES et cela indépendamment des loci DR et DQ.
Des gènes impliqués dans l’activation et la signalisation des Gènes codant les auto-antigènes
lymphocytes T et B interviennent dans la survenue de MAI,
cerLe polymorphisme des gènes codant les antigènes cibles d’une
tains favorisant l’auto-immunité en général et la survenue de
différéponse auto-immune peut constituer un facteur de susceptibilité au
rentes MAI dans une même famille. Dans le compartiment T, c’est
développement d’une MAI. Par exemple, le gène de l’insuline
partile cas d’allèles contrôlant la différenciation T 1, T 2 (IL18RAP, H H cipe à la susceptibilité (IDDM2) au diabète de type 1. Un variant
alléSTAT3, STAT4) ou encore T 17 (IL23R) ou des molécules de H lique du promoteur du gène est associé au diabète de type 1 et serait à
contrôle négatif de la signalisation de CD28. Ainsi un variant
allél’origine d’une diminution de la délétion des clones T anti-insuline au
lique 3’UTR de CTLA4 est-il associé au diabète de type 1, à la
niveau du thymus par diminution de l’expression de cet antigènes par
maladie de Basedow, la thyroïdite auto-immune, la maladie
cœliales mTEC.
que, la polyarthrite rhumatoïde et le LES [25]. Ce variant
interviendrait par une altération des processus de tolérance
périphériL’identification et l’analyse du rôle fonctionnel que. De même, PTPN22 qui code une tyrosine phosphatase
intervenant dans la régulation négative de l’activation des des gènes dans les modèles murins spontanés
cellules T est associée au diabète de type 1. Le même variant alléli- ou induits éclairent les mécanismes
que C1858T (R620W) est aussi associé à la polyarthrite rhuma- de susceptibilité génétique des MAI
toïde, au LES et à la maladie de Basedow [14]. Il est responsable
Deux maladies murines spontanées ont fait l’objet d’études appro-d’une altération de la liaison de PTPN22 avec la kinase de
régulafondies par analyse de liaison, le LES pour lequel on dispose de nom-tion négative csk et au maintien de cellules T autoréactives.
breux modèles ([NZB × NZW]F1, NZM, MRL et BXSB) [23] et le D’autres gènes de fonction similaire ont été identifiés, c’est le cas
diabète de type 1 de la souris NOD [19]. Les modèles de lupus murin de SH2B3 qui code un régulateur négatif de la voie d’activation du
apportent d’intéressantes informations sur les modalités de participa-TCR. À l’inverse, certains gènes de susceptibilité sont impliqués
tion des gènes à la survenue d’une MAI. Ils illustrent en effet la notion dans la signalisation positive des cellules T. Citons ICOSLG qui
de complémentation génétique et celle d’épistasie positive (deux gènes code un peptide de liaison à ICOS exprimé à la surface des
contribuent de façon synergique à l’éclosion de la maladie) ou négative cellules T au cours de la maladie cœliaque et TNFS4 (Ox40L),
(un gène contribue à l’extinction du rôle d’un autre gène). Les croise-cytokine de co-stimulation T, dont un SNP du promoteur est
assoments des souris New Zealand avec des lignées murines non auto-cié au LES.
immunes a permis de lier de nombreuses régions chromosomiques à la Les variants alléliques des gènes codant le récepteur des fragments Fc
production d’AAN ou à une glomérulonéphrite. Les régions fréquem-des immunoglobulines (Fcγ) n’ont pas les mêmes fonctions
phagocytaiment identifiées incluent le CMH sur le chromosome 17, la partie dis-res. Par exemple, l’allèle H131 du FcγRIIA code le seul récepteur γ qui
tale du chromosome 1, la partie moyenne du chromosome 4 et le reconnaît de façon efficace les immunoglobulines G humaines capables 2
chromosome 7. La contribution de ces différents locus aux manifesta-d’éliminer les complexes immuns constitués d’anticorps de cette
soustions d’auto-immunité est évaluée grâce à la génération de souris con-classe. Au cours du LES, la distribution allélique du FcγRIIA (9 p. 100
géniques qui consiste à isoler un seul locus dans un fond génétique des malades sont homozygotes pour l’allèle H131) est différente des
connormal. Ainsi les loci Sle1 et Nba2, dérivés respectivement des lignées trôles (36 p. 100).
NZW et NZB et introduits sur un fond génétique B6, induisent-ils la
production de hauts titres d’anticorps antichromatine et anti-ADNdb, Gènes codant les molécules impliquées
mais pas de glomérulonéphrite. Les souris B6-Sle1 présentent des ano-dans l’apoptose et la clairance
malies intrinsèques des cellules B et T alors que les souris B6-Nba2
des corps apoptotiques présentent une anomalie intrinsèque des seules cellules B, dont une
Des gènes impliqués dans la contrôle de la mort cellulaire program- activation polyclonale. Il s’avère que SLE1 est en fait composé d’un
mée ou le devenir des cellules apoptotiques contribuent à la survenue ensemble de plusieurs loci SLE1a, SLE1b, SLE1c et SLE1d. SLE1b a CONCEPTS ACTUELS DE L’AUTO-IMMUNITÉ 121
Les facteurs d’environnement
jouent un rôle majeur
dans la survenue des MAI
Gène 1 Gène 2 Gène 3 Infections
Rupture de tolérance Dysrégulation du système Expression
Les infections peuvent jouer un rôle déclencheur ou protecteur vis-Sle1a, Sle1b, Sle1c immunitaire de la maladie
à-vis des MAI.C1q, C4, SAP Sle2, Sle3, PD-1 Sle1d, FcγRII, ICAM-1
Fas, FasL, Lyn, Bcl-2 Le rôle déclencheur de l’environnement dans la survenue des MAI
est bien identifié, par exemple au cours de la sclérose en plaques
Figure 7-11 Intervention de différents gènes dans la survenue d’un (Tableau 7-XI). De même, l’étude des modèles animaux montre que
lupus érythémateux systémique. Le gène 1 est responsable de la rupture les infections peuvent déclencher des MAI comme c’est le cas du virus
de tolérance vis-à-vis des antigènes nucléaires ; le gène 2 complète la
Coxsackie B4 dans le déclenchement d’un diabète de type 1 et du
dysrégulation du système immunitaire ; le gène 3 contribue à
l’expresvirus de l’encéphalomyocardite dans la myosite auto-immune. Dans sion de la maladie.
ces deux modèles, les virus agissent vraisemblablement par
l’augmentation de l’immunogénicité des auto-antigènes secondaire à
l’inflammation locale. Des agents pathogènes peuvent également intervenir par
le plus fort impact sur le phénotype lupus. Le locus SLE1c corres- mimétisme moléculaire comme le montre l’induction d’un syndrome
pond au gène Cr2 qui code le deuxième récepteur du complément de Guillain-Barré chez le lapin par immunisation avec un peptide
et B6NBA2 au gène Ifi202 qui est un inducteur de l’interféron. dérivé de Campylobacter jejuni qui présente une homologie de
L’augmentation de l’expression de ce gène est associée à une inhi- séquence avec les antigènes axonaux des nerfs périphériques. Nous
bition de l’apoptose lymphocytaire et contribue ainsi à la survenue avons mentionné plus haut le cas du rhumatisme articulaire aigu, de la
du phénotype lupus. Le locus Nba1, lorsqu’il est introduit sur le sclérose en plaques et du diabète de type 1. Nous avons surtout insisté
fond génétique N2W induit une glomérulonéphrite sévère. Le sur le rôle des agents pathogènes et des PAMP qui viennent moduler
mécanisme par lequel Nba1 augmente la néphritogénicité des les fonctions des cellules dendritiques et participer, ainsi, à la rupture
auto-anticorps reste encore imprécis. Le gène candidat contenu de tolérance.
dans l’intervalle génétique Nba1 pourrait être le composant du Le rôle protecteur des agents pathogènes est suspecté sur les résultats
complément C1qa. La figure 7-11 montre la façon dont ces diffé- d’études épidémiologiques qui montrent, dans les pays occidentaux dont
rents gènes de susceptibilité contribueraient à la survenue de le niveau socio-économique est élevé, une augmentation de l’incidence
l’expression complète de la maladie et leur intervention à des de la majorité des MAI. Ces données ont conduit à formuler l’hypothèse
niveaux multiples et différents. hygiénique selon laquelle la diminution des infections observées pendant
La manipulation génétique d’un seul gène, qu’il s’agisse de les trois dernières décennies serait la cause principale de l’augmentation
l’expression forcée d’un gène (souris transgénique) ou de son inva- des MAI. Cette hypothèse pose la question de la nature des agents
infeclidation (souris KO), apporte des informations majeures sur son tieux protecteurs, du moment de leur survenue par rapport à l’histoire
rôle dans l’expression du phénotype auto-immun. Cette approche naturelle des MAI et du mécanisme de protection. Le rôle de la
compéa permis d’identifier les voies de signalisation compromettant la tition antigénique que nous avons évoqué plus haut serait ici
détermitolérance lymphocytaire : inhibition de l’apoptose lymphocytaire, nant. On évoque aussi l’induction de populations immunorégulatrices
diminution de la clairance des cellules apoptotiques, dérégulation par les agents infectieux et le contrôle de la balance tolérance/activation
du seuil d’activation des cellules T ou B, production anormale de par les CPA et les récepteurs Toll-like [29].
cytokines. Cette approche montre en outre que l’effet de la modi- De façon inattendue, il s’est avéré que certaines infections peuvent,
fication d’un gène est étroitement dépendant du fond génétique inversement à ce qui vient d’être décrit, avoir un rôle protecteur sur la
sur lequel elle est introduite. C’est le cas de l’invalidation des gènes survenue de nombreuses MAI. C’est la théorie de l’hygiène
mentionde la mort cellulaire programmée (PD1), de FcγRIIb, de C1q par née plus haut. Tout est parti de l’observation d’une corrélation
négaexemple. tive entre le déclin des grandes maladies infectieuses, depuis une
trenDe façon générale, l’identification des gènes contribuant à la surve- taine d’années, et l’élévation de la fréquence de la plupart des maladies
nue d’une MAI constitue une percée majeure dans la compréhension auto-immunes et allergiques. On peut citer, dans le même esprit, la
de leurs mécanismes physiopathologiques et ouvre des stratégies théra- grande disparité géographique de la fréquence de ces maladies avec un
peutiques nouvelles pour contrôler le gain ou la perte de fonction des gradient Nord-Sud montrant une incidence beaucoup plus forte dans
molécules codées par ces gènes. les pays du Nord au niveau socio-économique beaucoup plus élevé. Le
Ces mécanismes génétiques doivent aussi prendre en compte les lien de cause à effet, entre la diminution des infections et
l’augmentamodifications stables et héréditaires de l’expression génique ne rele- tion des MAI, est attesté par certaines données chez l’homme encore
vant pas d’une altération de la séquence d’ADN. Ces changements
regroupés sous le terme d’épigénétique comportent la méthylation
de l’ADN, les modifications des histones, l’accessibilité de la chro- Tableau 7-XI Sclérose en plaques et facteurs environnementaux.
matine et l’intervention des micro-ARN, véritables régulateurs
posttraductionnels. De nombreuses observations indiquent clairement Taux de concordance chez les jumeaux dizygotes : 30 p. 100
Incidence corrélée à la latitude géographiqueque des modifications épigénétiques interviennent au cours de
Études épidémiologiques des îles Féroémodèles animaux expérimentaux spontanés d’auto-immunité et au
Études de migrationcours des maladies auto-immunes humaines comme la polyarthrite
– migrants < 15 ans : adoptent le risque du lieu de migrationrhumatoïde, le LES, le syndrome de Gougerot-Sjögren ou encore le
– migrants > 15 ans : conservent le risque de l’origine de migration
diabète de type 1 [9].122 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
préliminaires (effets des prébiotiques) et, surtout, par la démonstration contraire, multiples imposant ainsi une vision intégrative des
mécanisque certains modèles animaux spontanés de diabète de type 1 ou de mes en cause. Cette diversité rend sans doute compte de la difficulté à
lupus dépendent étroitement de l’environnement infectieux. De nom- corréler un phénotype auto-immun à un génotype et à proposer un
breuses infections bactériennes virales ou parasitaires préviennent cette mécanisme physiopathologique simple pour une maladie donnée.
maladie. L’ensemble de ces observations et les mécanismes sous- Les résultats des analyses génétiques, par le nombre de variants
alléjacents, qui reposent sur la compétition antigénique et sur la stimula- liques identifiés au cours d’une même maladie auto-immune, laissent
tion des récepteurs TLR, sont développés dans la référence [5]. parfois le pathologiste perplexe. Leur découverte, cependant, vient
conforter la responsabilité et la participation d’une voie de
signalisation et, en outre, désigne celle de molécules de fonction jusqu’ici Microbiote intestinal
inconnue ou de voies dont l’altération était jusqu’ici insoupçonnée.Le nombre des bactéries présentes dans l’intestin de l’homme est
14 Aux progrès de l’immunologie fondamentale doit donc s’associer d’environ 10 . Près de 1 000 espèces peuvent être hébergées chez un
l’analyse de la traduction fonctionnelle des données issues de la géné-même individu. Ces organismes constituent le microbiote dont la
plastique, afin de proposer des mécanismes physiopathologiques prenant ticité est remarquable, sa composition pouvant se modifier en fonction
aussi en compte les signaux pro-inflammatoires délivrés par les agents de l’alimentation, d’infections intercurrentes, d’une prise
médicamenpathogènes et, de façon plus large, l’environnement.teuse et des caractéristiques génétiques de l’hôte. L’étude des
gnotobiotes, c’est-à-dire d’animaux ayant un statut microbiologique défini,
indique que des composants du microbiote peuvent induire la
difféBIBLIOGRAPHIErenciation de populations lymphocytaires dans l’intestin notamment
+de cellules T CD4 sécrétrices d’interleukine 17 et de cellules T
régu1. ALYANAKIAN MA, YOU S, DAMOTTE D et al. Diversity of regulatory +latrices Foxp3 . Des données récentes suggèrent fortement que le
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surface structures on apoptotic keratinocytes. J Exp Med, 1994, 179 : semble être étroitement dépendante d’une imprégnation hormonale.
1083-1086.
Les expériences conduites chez les souris BW permettent d’illustrer le
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l’inverse, l’injection d’œstrogènes chez le mâle accélère la survenue du Diabetes, 2002, 51 : 1383-1390.
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ligand [CXCL] 10) but not monokine induced by IFN-γ (CXCL9)
imprints a pattern for the subsequent development of auto-immune
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Anne JANIN, Philippe BERTHEAU, Laurence VERNEUIL,
Luc LEGRÈS et Maggy GROSSIN
Dans le domaine diagnostique, l’examen anatomopathologique peut Qu’attendre d’un examen
à lui seul permettre un diagnostic formel. Il peut s’agir du diagnostic
positif pour la vascularite nécrosante, l’amylose, la glomérulonéphrite anatomopathologique
extracapillaire ou la réaction du greffon contre l’hôte (GVH)
dans les maladies systémiques ? (Figure 8-1).
Il peut aussi s’agir du diagnostic étiologique d’une maladie avec
surL’examen anatomopathologique peut apporter au clinicien des élé- charge tissulaire interstitielle comme le typage des amyloses AL, AA ou
ments diagnostiques, pronostiques et une meilleure compréhension à transthyrétine (Figure 8-2), mais aussi de l’identification d’une
surdes mécanismes physiopathologiques menant aux lésions tissulaires. charge cristalline, telles la goutte, l’oxalose et les calcinoses, ou encore
Plus récemment, les critères histopathologiques ont été utilisés pour de l’identification intratissulaire d’un virus ou d’un parasite.
Souliévaluer l’efficacité de la réponse thérapeutique et analyser les complica- gnons qu’un examen anatomopathologique, même lorsqu’il ne permet
tions dues aux traitements. pas d’affirmer de façon formelle un diagnostic, peut être précieux en
ab
cd
Figure 8-1 Apport de l’analyse anatomopathologique comme critère diagnostique. a et b) Dans la sarcoïdose, la lésion élémentaire retrouvée dans
tous les organes atteints est un follicule épithélioïde et gigantocellulaire (cerné par des flèches en [a] qui montrent l’atteinte d’une glande salivaire
accessoire). Très évocateur aussi est le réseau de réticuline qui cerne chacun des follicules et contribue à la composante fibreuse des lésions (flèches
en [b] montrant une atteinte ganglionnaire). c) Dans la périartérite noueuse, la lésion observée est une panartérite puisque toutes les tuniques de la
paroi artérielle sont atteintes par la réaction inflammatoire. C’est une panartérite segmentaire puisque les lésions prédominent à la fois sur certains
segments sur la longueur du trajet artériel et sur une partie de la circonférence sur les coupes transversales. Le dépôt de fibrine dans l’endothélium
(flèches) n’est présent que sur une partie de la circonférence intimale. La lumière de l’artériole est considérablement diminuée du fait de la réaction
inflammatoire dans l’intima. La média et l’adventice sont également le siège d’une infiltration inflammatoire cellulaire polymorphe à prédominance
lymphocytaire. d) Dans le syndrome de Gougerot-Sjögren, l’utilisation du focus-score permet d’établir un critère de diagnostic positif pour ce
syn2drome. Selon Chisholm [22], un focus ou foyer est un groupe d’au moins 50 cellules mononucléées sur une surface de 4 mm . Sur cette image qui
correspond à un stade IV de la classification de Chisholm dans une glande salivaire accessoire, plusieurs focus sont observés sur une seule glande, dont
2la surface est proche de 4 mm . Cette lésion a été prélevée chez un malade atteint de lupus érythémateux systémique.ANALYSES TISSULAIRES 125
ab
dc
Figure 8-2 Contribution de l’analyse anatomopathologique au diagnostic positif et au diagnostic étiologique dans les lésions d’amylose. Utilisés
respectivement sur des coupes en paraffine et sur des coupes congelées, la coloration du rouge Congo et l’anticorps dirigé contre le composant P de
l’amylose permettent d’identifier la nature amyloïde des dépôts observés. a) La coloration au rouge Congo colore spécifiquement les dépôts anhystes
et acellulaires qui cernent les vaisseaux, les canaux et les acini d’une glande salivaire accessoire. b) La même coupe, observée en polarisation, montre
un aspect biréfringent des dépôts colorés par le rouge Congo. c) L’examen en polarisation utilise le croisement de deux prismes et la coloration du
rouge Congo apparaît non seulement biréfringente, mais aussi verte dans ce type d’examen microscopique. Les anticorps dirigés contre les
composants spécifiques de certaines catégories d’amylose contribuent au classement étiologique de ces amyloses. La figure montre un immunomarquage
indirect révélé à la peroxydase avec un anticorps dirigé contre la transthyrétine. d) L’examen en microscopie électronique est parfois indispensable
pour mettre en évidence des amas fibrillaires localisés préférentiellement dans la zone des basales, qu’elles soient capillaires, glomérulaires ou
épidermiques. La figure montre des amas sous-endothéliaux au niveau d’un capillaire dont la lumière est rétrécie du fait de l’accumulation fibrillaire.
apportant des éléments négatifs qui permettent d’éliminer certaines les lésions aiguës exsudatives s’accompagnent de dépôts de fibrine et
hypothèses diagnostiques évoquées cliniquement. d’une infiltration de polynucléaires neutrophiles non altérés ; les
poussées des syndromes des antiphospholipides se traduisent à l’échelon tis-L’utilisation de l’examen anatomopathologique pour établir un
crisulaire par des lésions de thrombus récent non organisé. Un score tère diagnostique, un critère pronostique, voire dans certains cas, un
d’évolutivité a même été établi pour les lésions histologiques rénales critère d’évolutivité est le propre des maladies systémiques. Le
focusdes malades lupiques [7, 36, 105]. De nombreuses études cherchent à score est ainsi largement utilisé pour établir un critère diagnostique
hisévaluer la valeur pronostique de l’expression tissulaire des médiateurs tologique pour le syndrome de Gougerot-Sjögren [23, 31]. La
préde l’inflammation et des molécules d’adhérence.sence d’une lésion épithélioïde et gigantocellulaire est un critère de
sarcoïdose (voir Figure 8-1). Le nombre de lymphocytes intra-épithéliaux L’apport de l’anatomie pathologique à la compréhension des
mécanispar unité de surface est aussi un critère diagnostique dans les stades mes physiopathologiques est également primordial, puisque c’est
actuelprécoces de maladie cœliaque. lement le seul moyen d’avoir un accès direct au site lésionnel en
pathologie humaine. Les maladies systémiques mettant en jeu la L’examen anatomopathologique peut aussi apporter au clinicien un
microcirculation, le tissu conjonctif et les éléments cellulaires et critère pronostique, en quantifiant l’extension de l’atteinte
inflammahumoraux de la réaction inflammatoire, les études physiopathologi-toire dans un organe (pourcentage de glomérules atteints sur un
prélèques tissulaires dans ce cadre sont schématiquement centrées sur les vement dans une glomérulonéphrite extracapillaire, nombre de cellules
apoptotiques dans une GVH) ou en appréciant la diffusion du proces- marqueurs d’activation des cellules endothéliales, l’analyse des
composus inflammatoire à plusieurs organes comme dans l’amylose, les sants laminaires et fibrillaires des membranes basales et du tissu
interslésions granulomateuses ou les vascularites nécrosantes et, enfin, en titiel, la composition de l’infiltrat inflammatoire et les interactions
celappréciant l’importance de la mutilation induite par une fibrose cica- lulaires ainsi que l’expression des médiateurs de l’inflammation.
tricielle. Enfin, les études tissulaires sont indispensables pour assurer la
valiLes maladies systémiques évoluant en règle par poussées, l’analyse dation in situ des études physiopathologiques réalisées sur les cellules
tissulaire peut enfin donner un reflet de l’évolutivité des lésions. Ainsi la ou les médiateurs inflammatoires circulants, voire dans les modèles
poussée aiguë d’un processus immuno-allergique s’accompagne-t-elle animaux. Les études récentes sur les médiateurs de l’inflammation et
d’une dégranulation des éosinophiles et/ou des mastocytes ; dans les les molécules d’adhérence dans les maladies systémiques ont souvent
synovites rhumatismales, les péricardites ou les endocardites lupiques, porté à la fois sur l’expression tissulaire et sur l’expression périphérique 126 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
sanguine de ces protéines. Elles ont principalement pour but de cerner les organes atteints par le processus sclérodermique [58, 75]
le rôle de ces protéines dans le processus inflammatoire et d’apprécier (Figure 8-3). Les interactions entre cellules endothéliales,
mastocyleur valeur comme marqueur d’évolutivité de ces maladies [49]. Les tes et fibroblastes dans cette maladie ont été étudiées [25, 24, 106].
études tissulaires dans ce domaine ont surtout porté sur la polyarthrite L’analyse de l’expression des molécules d’adhérence et des
médiarhumatoïde et la sclérodermie. teurs de l’inflammation a ensuite mis en évidence le rôle du TNF
[60], de l’ICAM-1 [9] dont l’expression serait modulée par les cor-Dans la polyarthrite rhumatoïde, le TNF (facteur de nécrose
tumoticoïdes [27], puis de l’E-sélectine [70]. L’expression sur les cellules rale) qui apparaît comme un médiateur majeur [19] capable de régler
l’expression d’ICAM-1 [81, 114] et de VCAM-1 [77, 87] sur les syno- endothéliales d’E-sélectine pourrait être liée à l’expression de TNF
par les mastocytes de l’infiltrat périvasculaire [51]. Cette expres-viocytes est retrouvé sur l’endothélium vasculaire dans les vascularites
sion concomitante d’E-sélectine et de TNF s’observe dans les rhumatoïdes [41]. Dans ces vascularites, l’expression de TNF [45] est
lésions précoces de sclérodermie [50] et pourrait constituer un couplée à l’expression d’ICAM-1 et d’E-sélectine sur les vaisseaux et se
marqueur précoce de la maladie.retrouve sur des zones non nécrosées. L’expression de ces protéines
d’adhérence pourrait donc être un marqueur plus précoce du processus Toujours pour les études physiopathologiques, les examens
anatovascularitique que l’image classique de nécrose des parois vasculaires mopathologiques sont de plus en plus utilisés pour mettre en évidence
observée sur la peau, les biopsies rectales [116] ou les glandes salivaires les phénomènes de mort cellulaire et en étudier les mécanismes
accessoires [42]. Même dans ce dernier site, le profil d’expression des (Figure 8-3).
molécules d’adhérence dans les vascularites rhumatoïdes est différent Stricto sensu, la mort cellulaire, c’est-à-dire le stade de non-retour
du profil d’expression observé dans les syndromes de Gougerot- fonctionnel, n’a aucune traduction morphologique. L’analyse
tissuSjögren [99, 107, 112]. laire permet de reconnaître les phénomènes de nécrose, de mort
celluDans la sclérodermie, l’hypothèse d’une atteinte vasculaire ini- laire par ischémie et de mort cellulaire par apoptose [40, 74]. Plus
tiale a été proposée depuis plus de vingt ans [21]. Les lésions vas- récemment, les critères morphologiques et biochimiques de
l’autophaculaires de micro-angiopathie sclérosante se retrouvent dans tous gie et de la catastrophe mitotique [43, 66] ont été définis.
b
a
Figure 8-3 Contribution de l’analyse
anatomopathologique au diagnostic positif et à l’analyse
physiopathologique des lésions de sclérodermie. Quel que soit l’organe
atteint par le processus sclérodermique, on retrouve des
c lésions vasculaires atteignant préférentiellement les
capillaires et les veinules. a) Lésions de micro-angiopathie sclérosante dans une glande salivaire accessoire de malade
sclérodermique ayant un syndrome sec. On observe un épaississement fibreux concentrique péricapillaire (cerné par les
flèches) avec présence de cellules fusiformes, l’ensemble évoquant une fibrose « en bulbe d’oignon ». b) Même lésion
élémentaire dans une plaque scléreuse cutanée d’un malade atteint de sclérodermie. Cette lésion est analysée au
microscope électronique, à un grossissement très supérieur à la figure (a). On observe des amas concentriques de
faisceaux fibreux organisés, faits de collagène polymérisé, disposés autour des capillaires. Les cellules fusiformes observées
sur les coupes en paraffine, comme dans la figure (a), sont des mastocytes (M), constamment retrouvés dans les lésions
de sclérodermie, et des fibroblastes (F) qui sécrètent activement du collagène et contribuent à aggraver les lésions
scléreuses. c) Capillaire sclérodermique dont l’endothélium est marqué, en immunomarquage indirect révélé par la
peroxydase, avec un anticorps dirigé contre la molécule d’adhérence E-sélectine. Ce marquage s’est révélé positif sur les
capillaires de malades atteints de sclérodermie et dans une série de biopsies précoces de malades atteints de syndrome de
Raynaud ayant évolué en 3 à 5 ans vers une sclérodermie.ANALYSES TISSULAIRES 127
contiennent souvent des fragments nucléaires pycnotiques. Ces
bourgeonnements tendent à se détacher de la cellule et deviennent des
corps apoptotiques, ou la cellule entière se condense en un corps
apoptotique arrondi. L’analyse biochimique de l’ADN montre de multiples
fragments de 180 paires de bases qui résultent d’un clivage spécifique
entre les nucléosomes.
IschémieApoptose L’apoptose, contrairement à la mort cellulaire par ischémie,
(œdème cellulaire)(rétraction cellulaire) n’entraîne pas de réaction inflammatoire, en ce sens qu’elle n’attire
ni les polynucléaires, ni les lymphocytes. Les corps apoptotiques
sont phagocytés isolément par des macrophages ou des cellules
voisines. Les macrophages entrent en contact avec les cellules
apoptotiques et y adhèrent par leur récepteur à la vitronectine [102]. Chez
l’embryon [56, 101], l’apoptose massive de certains segments
tissulaires entraîne une réaction phagocytaire massive par des
macrophages et/ou par des cellules parenchymateuses voisines, donc des
phagocytes « non professionnels ». Chez l’adulte, on peut retrouver ce
phénomène de phagocytose de corps apoptotiques par des cellules
épithéliales voisines.
Les études fondamentales sur l’apoptose [4, 104, 123] ont montré
qu’il s’agit d’une mort cellulaire génétiquement programmée et d’une
mort cellulaire par suicide. Globalement, l’apoptose peut être
considérée comme la contrepartie du phénomène de mitose. Deux
programmes régissent l’apoptose, l’un pour la réalisation du suicide cellulaire,
Bourgeonnement Bulle l’autre pour déclencher la mise en route du suicide cellulaire [5]. C’est
par cette dernière voie qu’agissent les cytokines, les hormones et les
cellules « tueuses ». Cela explique l’importance récente qu’a prise
Nécrose l’étude des phénomènes apoptotiques dans les maladies systémiques
[115], en particulier dans le lupus érythémateux et la réaction du
greffon contre l’hôte.
Les caractères morphologiques [66], puis biochimiques [43] de la
mort cellulaire par autophagie ont été plus récemment identifiés :
vacuolisation majeure du cytoplasme, avec lipidation de la protéine
LC3/Atg8 associée aux microtubules, ou augmentation de la dégrada-Réaction inflammatoirePhagocytose seule
tion de substrats autophagiques comme SQSTM1.
Figure 8-3 Représentation schématique des lésions de nécrose, de mort Pour la catastrophe mitotique, c’est une forme de mort cellulaire
cellulaire par ischémie et de mort cellulaire par apoptose. provoquée par une mitose et exécutée soit durant celle-ci, soit durant
l’interphase qui suit. Les anomalies nucléaires sont bien marquées, soit
avec micronucléation, soit avec multinucléation. Les critères
biochimiques sont une activation de la caspase 2, une activation des protéines La nécrose est le résultat tardif de toute mort cellulaire. Elle
n’appaTP53 et TP73, et un arrêt des mitoses.raît morphologiquement que 12 à 24 heures après la mort cellulaire,
avec des altérations irréversibles du noyau (caryorrhexis, pycnose et Les index de prolifération et l’étude de la mort cellulaire par nécrose
caryolyse) et du cytoplasme (condensation, éosinophilie intense, perte ou apoptose sont actuellement employés pour évaluer l’efficacité
théde structure et fragmentation). Selon la disposition des cellules nécro- rapeutique en cancérologie [13, 14]. Les critères histopathologiques
tiques dans les coupes tissulaires, on peut supposer que la nécrose est sont aussi employés désormais pour apprécier l’efficacité thérapeutique
d’origine ischémique (si les cellules nécrosées sont regroupées, souvent des nouvelles molécules ciblant des médiateurs inflammatoires lorsque
dans un territoire correspondant à une distribution vasculaire) ou l’atteinte inflammatoire ne peut être évaluée par un examen
radiologiqu’elle résulte d’une apoptose (si les cellules meurent isolément, avec que. Les molécules anti-TNF, initialement testées dans la maladie de
des signes de densification cellulaire et non d’œdème). Crohn avec fistules [88], sont actuellement couramment introduites
dans les protocoles thérapeutiques des polyarthrites rhumatoïdes, que La mort cellulaire par ischémie se caractérise morphologiquement par
ce soit l’infliximab associé au méthotrexate [72], l’étanercept [12] ou, un œdème. Celui-ci touche les mitochondries, les organites
cytoplasplus récemment, l’adalimumab [18]. Elles ont aussi été testées dans les miques, puis le cytoplasme tout entier et la cellule émet en périphérie
une série de bulles, se vacuolise et se nécrose en 24 heures. Les analyses arthrites psoriasiques [6, 78] et proposées dans les vascularites
systémibiochimiques de l’ADN montrent qu’il se fragmente de façon non ques [68]. Les essais randomisés avec contrôle histologique de
l’efficaspécifique. Fait important, une réaction inflammatoire à polynucléai- cité thérapeutique permettent parfois aussi de montrer l’inefficacité de
res, macrophages et lymphocytes résorbe les cellules nécrosées lorsque ces molécules sur les lésions tissulaires, comme dans le syndrome de
la nécrose résulte d’une ischémie. Gougerot-Sjögren [76], alors que le TNF et ses récepteurs sont
surexprimés dans les cellules canalaires des glandes salivaires accessoires La mort cellulaire par apoptose a une traduction morphologique
diflésées [64].férente [61]. Il n’y a aucun œdème mais, au contraire, des phénomènes
de condensation et de rétraction cellulaires. La chromatine devient Les nouvelles thérapeutiques ciblées anti-VEGF (vascular endothelial
pycnotique, se marginalise contre la membrane nucléaire, le noyau se growth factor), testées en association à la chimiothérapie dans les
canrompt (caryorrhexis), puis la cellule émet des bourgeonnements qui cers du côlon métastatiques [54] et du poumon non à petites cellules 128 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
[100] pour le bévacizumab, et dans les cancers du rein métastatiques facteurs les plus importants à considérer sont : le délai maximal
autopour le SU11248, pourraient avoir une application dans des maladies risé entre le moment du prélèvement et la prise en charge tissulaire ;
inflammatoires [57, 109] car elles se sont montrées efficaces dans la le type de traitement (fixation spécifique et/ou congélation) ; la
réduction des néovaisseaux dus à la dégénérescence maculaire liée à durée maximale de fixation ou les contraintes de conservation au
l’âge [20, 97]. Les inhibiteurs du récepteur du VEGF ont une effica- froid. Ainsi, une recherche de surcharge en cristaux d’acide urique
cité thérapeutique à la fois sur les cellules endothéliales et les cellules nécessite une fixation en alcool absolu pendant une durée limitée, un
tumorales étudiées sur les tissus tumoraux de myélome multiple xéno- examen en microscopie électronique nécessite une fixation
immégreffé [86]. diate spécifique et de durée limitée, tandis que les techniques de
bioDans un autre domaine thérapeutique, la pratique des greffes de logie moléculaires fondées sur l’étude des ARN ne peuvent
actuellemoelle osseuse ou de cellules souches périphériques a amené à étudier ment se faire que sur des fragments tissulaires congelés – ce qui
le chimérisme obtenu chez les patients après une greffe allogénique. représente le gold standard – ou fixés en dérivés formolés dans les
Ces études, initialement réalisées sur les cellules circulantes, sont main- minutes qui suivent le prélèvement.
tenant utilisées sur coupes, avec des réactions d’hybridation in situ Le choix du site du prélèvement est également important. Dans le
fluorescente (FISH), couplées à des immunomarquages permettant cadre des maladies systémiques, les prélèvements peuvent être orientés
l’identification des cellules dont on marque le noyau par FISH [79]. sur l’organe le plus lésé lorsqu’il est accessible, comme le rein pour
cerCes nouvelles méthodes d’étude du chimérisme sur coupes ont montré taines formes de lupus ou le muscle dans le cadre des myosites, mais
la présence de cellules chimériques dans l’épiderme des femmes attein- même dans ce cas, il est utile de diriger la biopsie sur le groupe
mustes de sclérodermie systémique qui avaient donné naissance à des gar- culaire le plus atteint cliniquement et à l’électromyogramme [37].
çons [10, 83]. Une quantification des cellules chimériques a révélé leur L’organe ou le groupe d’organes le plus atteint peut, en revanche,
prédominance dans les zones cutanées non scléreuses [103]. La quan- être difficilement accessible, ou le prélèvement être dangereux ou
tification de cellules chimériques dans des prélèvements tissulaires thy- mutilant. On cherche alors à affirmer le diagnostic par un
prélèveroïdiens a également montré la présence, avec des variations quantita- ment dirigé sur un organe habituellement intéressé par le processus
tives très larges, de cellules chimériques dans les thyroïdites lésionnel.
d’Hashimoto, alors qu’elles ne sont pas retrouvées dans les prélève- Ces biopsies « systématiques » peuvent concerner la paroi rectale
ments tissulaires de goitres nodulaires [62]. De telles cellules chiméri- [67], la graisse péri-ombilicale [38], la peau [94, 98] ou la glande
saliques ont aussi été retrouvées dans tous les tissus lésionnels lors de vaire accessoire [33, 48] pour les amyloses généralisées.
l’autopsie d’une femme atteinte de lupus et dans les lésions de glomé- Dans le cadre des sarcoïdoses, des biopsies bronchiques, voire
transrulonéphrite sur les biopsies de quarante-neuf autres femmes atteintes bronchiques sont proposées à titre systématique [54, 73]
de lupus [65]. lorsqu’aucune lésion cutanée n’est accessible ou décelable. Lorsqu’une
Ces études ont également montré des cellules chimériques dans les atteinte cardiaque sarcoïdosique est soupçonnée, ce sont des biopsies
glandes salivaires accessoires de femmes atteintes de sclérodermie, mais endomyocardiques qui sont proposées [92], du fait de la gravité
potenpas dans celles de femmes atteintes de syndrome de Gougerot-Sjögren tielle de ces atteintes cardiaques qui représentent une cause fréquente
[8]. La mise en évidence de cellules endothéliales chimériques chez les de décès lorsqu’on analyse les séries autopsiques des malades atteints
malades atteints de GVH cutanée après greffe de cellules souches de sarcoïdose [85]. De même, la lésion élémentaire de panartérite
hématopoïétiques allogéniques [82] ouvre un nouveau champ d’inves- nécrosante de la périartérite noueuse peut être retrouvée sur une
bioptigation sur les atteintes des capillaires et veinules dans les maladies sys- sie cutanée profonde ou musculaire, même si la symptomatologie
témiques. dominante est celle d’une neuropathie périphérique.
Enfin, les nouvelles techniques de cytologie en milieu liquide [30]
permettent, à l’aide d’un gel agglomérant, de réaliser des cytoblocs à Comment réaliser
partir desquels on peut faire des coupes et des immunomarquages.
moment du prélèvement est essentiel pour la pathologie les prélèvements Le choix du
inflammatoire. Les biopsies doivent être réalisées chaque fois que
posanatomopathologiques sible sur des lésions récentes non traitées. En effet, les traitements
corticoïdes ou immunosuppresseurs modifient considérablement les dans le cadre des maladies
caractéristiques tissulaires des lésions, en particulier les lésions aiguës
exsudatives. Il est également très difficile d’établir un diagnostic formel auto-immunes systémiques ?
sur des lésions vieillies, partiellement cicatrisées. Ainsi les fasciites ne
Les décisions stratégiques concernant les prélèvements tissulaires ou sont-elles facilement diagnostiquées que sur des biopsies comprenant
cellulaires reviennent au clinicien. Elles sont de première importance en bloc la peau, le tissu sous-cutané et le muscle, et réalisées au début
car du choix du type de prélèvement, de l’organe biopsié et du des troubles cliniques. Dans les lésions vieillies, l’infiltrat
inflammamoment où sera réalisée la biopsie dépend la qualité du résultat anato- toire et la fibrose débordent le fascia pour atteindre le muscle en
promopathologique. Une confrontation anatomoclinique avant le prélè- fondeur et le tissu adipeux de l’hypoderme en surface, rendant le
diagvement peut s’avérer utile dans les cas complexes. nostic de fasciite pratiquement impossible. Pour les fasciites à
Le choix du mode de prélèvement peut être difficile : prélèvement éosinophiles, les éosinophiles tissulaires, lorsqu’ils sont retrouvés, ne le
chirurgical, biopsie dirigée sous examen radiologique, échographi- sont que dans les cas biopsiés précocement et avant tout traitement
corticoïde.que ou tomodensitométrie, biopsie dirigée sous endoscopie,
biopsie sur simples repérages anatomiques ou ponction d’un épanche- Citons, pour mémoire, la gêne produite par l’application de
traitement liquidien. ments locaux colorés sur la peau avant les biopsies. En effet, l’éosine
En dehors des contraintes propres au site médical et à l’état du est chimiquement de la 5-bromofluorescéine et l’application locale
malade, il est important de connaître le type de traitement tissulaire d’éosine ou de fluorescéine rend très difficile l’interprétation des
technécessaire pour établir le diagnostic évoqué cliniquement. Les trois niques d’immunofluorescence sur coupes.ANALYSES TISSULAIRES 129
être secondairement inclus en paraffine, donc faire l’objet de coupes Méthodologie du traitement
multiples.
La réalisation de coupes implique l’orientation et l’enrobage ou tissulaire utilisable pour l’étude
l’inclusion du prélèvement. Pour les prélèvements congelés, la
réalisades maladies systémiques tion et l’analyse microscopique de coupes s’avèrent utiles non
seulement pour les techniques d’immunomarquages et de biologie
molécuLa prise en charge initiale du prélèvement conditionne toutes les pos- laire in situ, mais aussi comme contrôle de qualité pour les techniques
sibilités d’analyses ultérieures, c’est dire son importance. L’établisse- fondées sur l’extraction de composants cellulaires, en particulier
proment avec les cliniciens de protocoles précis selon les pathologies est téiques. L’analyse microscopique permet en effet de vérifier que
indispensable et doit être fait avant la réalisation des prélèvements. l’extraction se fait bien sur un fragment pathologique, et la réalisation
L’association fixation avec un dérivé formolé, fixation au glutaraldé- de coupes fines facilite les premières étapes de l’extraction des
compohyde et congélation dans des délais très brefs permet actuellement de sants cellulaires.
préserver la possibilité du plus vaste éventail de techniques anatomo- Pour les prélèvements fixés, l’inclusion peut se faire en paraffine, en
pathologiques. Elle ne nécessite pas automatiquement un prélèvement résines polymérisant à chaud ou en résines polymérisant à froid sous
de grande taille, l’essentiel étant de s’assurer que la zone lésée est repré- UV. L’utilisation de paraffines à point de fusion inférieur à 56 °C ou
sentée sur chacune des recoupes qui seront traitées séparément. de résines polymérisant à froid a pour but de ne pas altérer les
propriétés antigéniques des tissus.Le délai entre le prélèvement et son traitement spécifique doit être
connu. Il est essentiel, pour les examens fondés sur l’ultrastructure ou La mise en évidence de composants cellulaires ou tissulaires spécifiques
le traitement des ARN tissulaires ou cellulaires, que les fixations et/ou sur coupes peut faire appel aux réactions histochimiques, à l’utilisation
congélations aient lieu dans les minutes qui suivent le prélèvement. d’anticorps ou de sondes complémentaires de segments d’ADN ou
d’ARN. La caractérisation et la commercialisation de nombreux mar-Les fixateurs formolés les plus utilisés sont le formol tamponné, le
queurs anticorps ou de biologie moléculaire ont considérablement paraformaldéhyde (PFA) et un mélange formol-alcool-acide acétique
élargi le champ des investigations in situ.(AFA). Ils permettent de réaliser beaucoup d’immunomarquages et de
De plus, l’ensemble de ces techniques de marquage a beaucoup techniques d’hybridation in situ. L’AFA fournit de plus une analyse
bénéficié des progrès effectués en matière de prétraitement tissulaire, morphologique très fine. Le liquide de Bouin donne d’excellents
résuld’amplification in situ du signal et de microdissection. Les prétraite-tats morphologiques mais autorise peu d’immunomarquages et
d’examents tissulaires [63] utilisent le chauffage des coupes en tampons à mens en biologie moléculaire ultérieurs, il est donc actuellement
différents pH pour rendre plus accessibles au marqueur spécifique uti-moins employé. Une fixation suffisante est obtenue en quelques
lisé les sites antigéniques ou les composants cellulaires. Les méthodes heures sur des fragments de 5 à 10 mm d’épaisseur.
d’amplification utilisent des chaînes d’anticorps secondaires ou des Une fixation trop longue rend impossible la réalisation de certaines
réactions chimiques spécifiques entre marqueurs métalliques pour aug-techniques de biologie moléculaire ou d’immunohistochimie sur les
prémenter la densité optique du signal sans mettre en jeu la spécificité de lèvements. Aussi est-il préférable, lorsque l’on doit stocker quelques
la réaction de détection du composant cellulaire.jours un prélèvement avant de le faire parvenir au laboratoire ou
Les méthodes de microdissection [29, 39, 71, 125] permettent de l’envoyer à distance, de le conserver dans un tampon au lieu de le
mainsélectionner très précisément la zone pathologique afin d’isoler un tenir dans le fixateur pendant une durée dépassant quelques heures.
groupe limité de cellules sous contrôle microscopique qui fera l’objet
La fixation au glutaraldéhyde se fait sur de petits fragments
(trande techniques de biologie moléculaire in vitro.ches de 1 mm d’épaisseur) pendant 1 à 2 heures. C’est la seule fixation
analyse quantitative se limite, en matière de marqueurs tissulaires, L’permettant un examen ultérieur en microscopie électronique.
à l’évaluation du nombre d’éléments marqués par unité de surface. En
C’est sur les fragments congelés que l’on peut réaliser le plus grand
effet, la quantification de la densité d’un marquage, couramment
utinombre de techniques d’immunomarquage et de biologie
moléculisée in vitro, est inapplicable in situ du fait des variations non
spécifilaire. La congélation est donc une procédure à recommander chaque
ques induites par les méthodes de fixation, prétraitement et
amplificafois qu’elle est réalisable. Toutefois, elle doit être effectuée très
rapition du signal. L’évaluation du nombre de cellules marquées par unité
dement après le prélèvement et suppose un équipement spécial pour
de surface s’avère toutefois d’un appoint précieux pour établir la valeur
congeler en orientant convenablement le tissu pour les coupes
ultépronostique d’un marqueur, apprécier l’évolutivité d’une lésion ou sa
rieures, mais aussi pour le conserver et le transporter sans rompre la
réponse au traitement sur des prélèvements séquentiels.
chaîne du froid.
Pour le traitement des tissus calcifiés, la fixation initiale est suivie
d’une décalcification en milieu acide dont la durée doit être la plus Schémas d’analyse
courte possible pour limiter les artefacts tissulaires. Cette étape de
anatomopathologique décalcification retentit sur la qualité de l’analyse morphologique et
limite la possibilité ultérieure d’immunomarquages. On a donc dans le cadre des maladies
recours, pour certaines études de tissus calcifiés, à des inclusions en
résines très dures permettant des coupes spéciales sur tissus non décal- systémiques
cifiés. Cette procédure est lourde et relativement coûteuse, mais
fournit des analyses pathologiques de qualité. L’analyse anatomopathologique dans le cadre des maladies
systémiSoulignons enfin que la séparation entre études cytologiques et ques doit permettre l’identification des structures lésées, comme des
études histologiques est souvent artificielle : un prélèvement tissulaire, acteurs et des conséquences de la réaction inflammatoire.
en particulier ganglionnaire ou cutané, peut faire l’objet d’appositions L’identification des structures lésées est particulièrement cruciale dans
sur lames et donc d’une étude cytologique très fine, alors qu’un prélè- les atteintes vasculaires puisque les classifications successives des
vascuvement cellulaire peut être conditionné en culot par centrifugation et larites prennent toutes en compte le site lésionnel initial : capillaire, 130 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
veine ou artère, de petit, moyen ou gros calibre. Seule une analyse de substance amyloïde dans un tissu se fait à l’aide de la coloration au
topographique minutieuse permet de distinguer une fasciite – où rouge Congo qui prend une couleur verte et un aspect biréfringent
l’infiltrat inflammatoire et la sclérose sont initialement localisés dans lorsque les coupes sont examinées en lumière polarisée, ou à l’aide
l’enveloppe musculaire périphérique – d’autres formes de scléroses d’un immunomarquage avec un anticorps dirigé contre la substance P,
cutanées se développant initialement dans le derme profond et/ou composant commun à tous les types d’amylose. L’analyse des
compol’hypoderme, comme les sclérodermies. sants de la substance amyloïde peut aussi s’effectuer sur coupes à l’aide
L’analyse tissulaire permet de caractériser le type de réaction inflam- d’anticorps spécifiques dirigés soit contre les chaînes légères des
immumatoire. On peut schématiquement opposer les lésions à prédomi- noglobulines pour les amyloses de type AL, soit avec un anticorps
antinance exsudative, soit œdémateuse comme l’urticaire, soit fibrineuse SAA pour les amyloses de type AA, soit avec des anticorps spécifiques
comme les atteintes séreuses, des poussées de maladie lupique, et les de certaines hormones pour les amyloses de type endocrine ou soit,
lésions où l’infiltration cellulaire prédomine, comme les atteintes syno- encore, avec un anticorps antitransthyrétine pour les amyloses liées à
viales chroniques de la polyarthrite rhumatoïde ou les atteintes salivai- des altérations génétiques.
res du syndrome de Gougerot-Sjögren. L’analyse du processus cicatriciel en pathologie peut donner des
Les conséquences de la réaction inflammatoire peuvent s’apprécier en indications sur l’étendue de la fibrose et les mutilations qu’elle entraîne,
matière de mort cellulaire, de surcharge tissulaire ou de caractérisation comme le nombre de glomérules fibreux par rapport au nombre total
du processus cicatriciel. Les processus de nécrose comme d’apoptose de glomérules sur une biopsie rénale.
peuvent être aisément reconnus, voire mis en évidence de façon spéci- Certaines caractéristiques tissulaires permettent aussi de préciser si
fique et quantifiés sur coupes tissulaires. Les protocoles de marquages la fibrose cicatricielle résulte d’un processus inflammatoire encore actif ou
sur coupes tissulaires de l’apoptose utilisent largement les techniques non. On sait que, in vitro, les fibroblastes peuvent être activés par des
TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) cytokines, et la présence d’un infiltrat lymphocytaire dans un tissu
qui utilisent l’incorporation de désoxyribonucléotides marqués dans cicatriciel témoigne de l’évolutivité des lésions [93]. De même, les
les brins d’ADN au niveau des coupures induites par l’endonucléase au mastocytes sont présents et souvent en dégranulation dans les fibroses
cours des phénomènes d’apoptose [44, 124]. Cette technique peut être récentes, qu’il s’agisse d’une cicatrice physiologique, d’une chéloïde,
réalisée sur coupes congelées ou sur coupes en paraffine, et l’ensemble d’une sclérodermie ou d’une sclérose dans le cadre d’une réaction du
de la réaction peut être marqué avec un fluorochrome ou une enzyme greffon contre l’hôte [66]. Enfin, la synthèse de collagène par les
fibrocomme pour les réactions d’immunohistochimie. blastes peut être appréciée en microscopie électronique ou par
hybriL’interprétation de ces réactions associe un comptage des cellules dation in situ. Le typage du collagène permet de distinguer les fibroses
marquées, une identification du type cellulaire marqué et une détec- récentes où domine le collagène de type III des fibroses anciennes où
tion des phénomènes de phagocytose associés. Le nombre de cellules domine le collagène de type I.
marquées par unité de surface donne un index apoptotique de la lésion
étudiée. Toutefois, comme les corps apoptotiques peuvent rapidement
être résorbés par phagocytose, il est important d’apprécier par des Lésions tissulaires des maladies
méthodes parallèles l’index de prolifération des cellules de la lésion. En
effet, un même index apoptotique a une signification différente dans systémiques sous traitement
une lésion tissulaire dont les cellules se renouvellent rapidement et
dans une lésion tissulaire dont les cellules ont un faible turnover. Lésions tissulaires bénignes
L’identification du type cellulaire marqué peut se faire sur des données
liées aux biothérapies anti-TNFmorphologiques et/ou à l’aide de techniques de double marquage
tissulaire, un marqueur étant la réaction TUNEL, l’autre marqueur étant
Parmi les complications non tumorales rapportées avec les anti-caractéristique d’un type cellulaire donné. L’analyse quantitative des
TNF-α prescrits pour le traitement d’affections rhumatologiques doubles marquages permet d’apprécier le pourcentage de cellules
chroniques et la maladie de Crohn, certains effets secondaires non apoptotiques pour un type cellulaire donné. L’importance des
phénoinfectieux peuvent faire l’objet de prélèvements histologiquesmènes de phagocytose peut être évaluée en microscopie électronique
Les plus fréquentes manifestations sont cutanées [80] avec des érup-ou, plus simplement, par analyse morphologique des réactions
tions érythématosquameuses psoriasiformes, des pustuloses palmo-TUNEL révélées par technique enzymatique sur coupes en paraffine.
plantaires, et des atteintes du cuir chevelu [35]. Les lésions histologi-Dans ce cas, on peut déterminer le nombre de corps apoptotiques
ques comportent volontiers des polynucléaires éosinophiles, qui les localisés dans le cytoplasme de cellules macrophagiques ou épithéliales.
distinguent des lésions classiques du psoriasis où l’infiltrat est neutro-Il peut être utile de coupler ces études d’apoptose sur coupes à des
philique. Enfin, des cas de pelade extensive persistante existent [69]. méthodes de détection par cytofluorimétrie sur suspensions cellulaires.
Le délai moyen de survenue de ces complications cutanées est de 3 à Par cette technique, des marqueurs membranaires (annexine),
nucléai4 mois et peut varier de quelques jours à 4 ans [16].res (Hoechst, iodure de propidium) ou mitochondriaux (DIOC-6,
Les vascularites, d’expression cutanée plus souvent que systémique, rhodamine) peuvent être utilisés.
surviennent dans un délai plus court de 9,5 mois (± 2,3).Enfin, il faut distinguer l’analyse dans les tissus des lésions de mort
Les manifestations lupiques comportent près de 90 p. 100 d’attein-cellulaire que nous venons de voir et les études tissulaires des médiateurs
tes cutanées, associées à des signes articulaires et musculaires dans et des gènes régulant l’apoptose. L’expression tissulaire des récepteurs
40 p. 100 des cas, des signes généraux dans 30 p. 100 des cas, et des pour Fas et ligand de Fas, des récepteurs pour le TNF permettent des
anticorps anti-ADN dans 90 p. 100 des cas, regroupant souvent études physiopathologiques sur la régulation de l’apoptose. L’expression
quatre critères de l’American College of Rheumatology (ACR) [89].tissulaire des protéines codées par les gènes des familles Bcl2, Bax permet
une approche de la régulation génétique des phénomènes d’apoptose. De façon paradoxale, rares sont les éruptions eczématiformes, le
Les surcharges tissulaires, consécutives à une réaction inflamma- rash et les réactions anaphylactiques et d’hypersensibilité au point
toire, sont avant tout l’amylose et la surcharge ferrique. La détection d’injection.ANALYSES TISSULAIRES 131
La dermite séborrhéique profuse, de même que les épisodes infec- modéré mais statistiquement significatif est retrouvé avant tout
traitetieux cutanés sont le reflet de l’immunosuppression thérapeutique. Les ment [65]. Les syndromes myéloprolifératifs observés sont des
polycyinfections à germes opportunistes restent l’apanage des patients rece- thémies, des thrombopénies essentielles et des myélofibroses
primitivant simultanément d’autres molécules immunosuppressives. ves, sans particularité microscopique.
Parmi les atteintes extracutanées sont rapportées des affections pul- Les études les plus récentes, réalisées dans une démarche prospective,
monaires [90] (sarcoïdosiques, vascularites, pneumopathies intersti- permettent de mieux analyser le rôle de nouvelles molécules dans
l’émertielles), neurologiques [117] (myélites et névrites périphériques), des gence de maladies malignes. Ainsi, les cancers du sein, du côlon,
hépatites auto-immunes [26], des glomérulonéphrites [113], des uvéi- du poumon et les lymphomes observés dans une cohorte de
polytes [89] et un syndrome des antiphospholipides [89], posant le difficile arthrites rhumatoïdes traitées par abatacept n’étaient pas plus nombreux
problème de l’exacerbation d’une pathologie auto-immune sur terrain que ceux observés dans une population témoin non traitée [109].
prédisposé ou d’un effet médicamenteux indésirable.
Apport des nouvelles Lésions tissulaires malignes
technologies de lames virtuelles des maladies systémiques traitées
pour les analyses Il est nécessaire de distinguer les lésions malignes lymphoïdes,
myéloïdes et les tumeurs solides. anatomopathologiques
Pour les tumeurs solides, les études les plus récentes concernent les
polyarthrites rhumatoïdes [3, 52] et montrent une incidence plus des maladies systémiques
élevée des carcinomes épidermoïdes de la peau et des voies
aérodigestives supérieures ainsi que des mélanomes. Les carcinomes épidermoïdes Faciliter la capacité de transmission des images microscopiques afin
de la peau et des voies aérodigestives supérieures sont aussi les tumeurs de confirmer certains diagnostics difficiles est devenu crucial dans de
solides les plus fréquentes dans les cohortes de malades transplantés de nombreuses situations. Ces « deuxièmes lectures » nécessitent encore le
rein sous immunosuppresseurs [1, 118]. Ces carcinomes épidermoïdes plus souvent de communiquer les documents histologiques
euxdéveloppés sous immunosuppression ont des particularités par rapport mêmes, à savoir les lames colorées ou les blocs tissulaires paraffinés,
à ceux observés dans la population générale : la proportion des carci- avec des risques de détérioration et de perte associés à d’importants
nomes spinocellulaires et plus importante que celle des carcinomes délais d’acheminement, retardant ainsi le retour de l’expertise
demanbasocellulaires, à l’inverse de ce qui est observé dans la population dée. De la nécessité de transmettre facilement et rapidement des
dongénérale. Ces carcinomes spinocellulaires sont volontiers plus fré- nées microscopiques est née la télépathologie, technique permettant de
quents et multiples [91], expriment fortement la protéine TP53 et ont reproduire en partie ou en totalité et à distance un diagnostic
histopaun pronostic plus sévère que les carcinomes spinocellulaires de la thologique uniquement à partir d’images envoyées par des réseaux de
population générale [2]. Les larges cohortes de patients avec des gref- communication [28, 122]. Les premières applications de la
télépathofons rénaux ont permis de montrer que l’effet de l’immunosuppression logie ont été développées pour permettre de réaliser à distance des
diagsur l’incidence des cancers est rapidement réversible pour les cancers nostics dans des hôpitaux isolés géographiquement dans lesquels il y
de cause infectieuse confirmée, de type EBV (virus d’Epstein-Barr) avait peu ou pas de pathologistes [84].
[55], mais ne change pas pour les autres types de cancers [119]. Ces approches initiales de la télépathologie sont en passe d’être
révoPour les lymphomes, une méta-analyse de 2005 [126] montre une lutionnées par les systèmes de lames virtuelles [95]. Le développement
extrême hétérogénéité selon les études publiées, avec un risque élevé exponentiel des réseaux numériques et des capacités de numérisation
pour les syndromes de Gougerot-Sjögren primitifs, un risque modéré des images observables au microscope permet en effet de réaliser
mainpour les lupus érythémateux systémique et un risque bas pour les poly- tenant un diagnostic histopathologique à distance, en combinant
quaarthrites rhumatoïdes. Pour cette dernière maladie systémique, le lité d’observation et simplicité de mise en œuvre.
risque de lymphome dépend aussi du type de traitement
immunosuppresseur utilisé. Certains types de lymphomes seraient plus fréquem- Principes de fonctionnement ment rencontrés dans certaines maladies systémiques sous traitement
immunosuppresseur. Les lymphomes T hépatospléniques sont une des systèmes de lames virtuelles
forme agressive de lymphome plus fréquente chez les malades atteints
Les systèmes de lames virtuelles permettent de numériser toute la de maladies chroniques inflammatoire de l’intestin sous
immunosupsurface d’une coupe tissulaire à un fort grossissement [46]. L’utilisa-pression [15]. Le rôle de l’immunosuppression reste toutefois difficile
teur distant peut accéder à cette image de très grande taille (en règle à déterminer, puisqu’il existe un lien fort entre la sévérité de la réaction
plusieurs centaines de méga-octets) et choisir lui-même la zone qu’il inflammatoire chronique et la survenue de lymphomes dans le
synobservera plus en détail sur un simple ordinateur connecté à internet drome de Gougerot-Sjögren et la polyarthrite rhumatoïde [111].
ou à un réseau local, et au grossissement de son choix. L’initiative, lais-L’association des lymphomes de type MALT (mucosa associated
lymsée au destinataire de l’image, permet de reproduire presque intégrale-phoid tissue) avec le syndrome de Gougerot-Sjögren est établie depuis
ment la qualité d’observation d’un microscope – pourvu que la fluidité longtemps, la plus grande incidence des lymphomes diffus à grandes
du réseau soit correcte pour obtenir une vitesse uniforme de transmis-cellules B avec la polyarthrite rhumatoïde, le syndrome de
Gougerotsion des données et que le dispositif d’affichage de l’image soit de qua-Sjögren et le lupus érythémateux systémique a été plus récemment
lité pour obtenir la meilleure résolution possible de l’image observée.observée [110, 111].
Pour les syndromes myéloprolifératifs, il existe un risque accru dans la Tous les systèmes de microscopie virtuelle de haute résolution sont
polyarthrite rhumatoïde, l’artérite à cellule géante et le syndrome de composés d’un système de microscopie photonique, d’un système
Fiessinger-Leroy-Reiter [65]. Le rôle aggravant du traitement immu- d’acquisition des images d’un logiciel qui contrôle le processus
nosuppresseur est possible pour ces maladies, cependant un risque d’acquisition et d’un lecteur de lames virtuelles qui peut être spécifique 132 PATHOGÉNIE : GÉNÉRALITÉS
du système d’acquisition ou adapté à différents formats d’images scan- ainsi la faisabilité d’un système « tout numérique » en termes
d’organinées. Le système d’acquisition se compose d’un microscope motorisé, sation interne pour un laboratoire de pathologie.
microscope ordinaire auquel est associée une caméra haute résolution, Dans le domaine des maladies systémiques, le développement des
ou d’un scanner, système fermé à l’exception de l’emplacement per- systèmes de lames virtuelles facilitera les confrontations
anatomoclinimettant d’insérer la ou les lames à numériser. Pour la numérisation qui ques, car les lames virtuelles permettent une visualisation dynamique,
nécessite un balayage complet en x et y de toute la coupe tissulaire, à partir de toute salle de réunion pourvue d’un ordinateur connecté en
l’ensemble des clichés peut être réalisé, selon le fabriquant, soit direc- intranet ou sur internet et d’un vidéoprojecteur, sans nécessiter
l’instement au fort grossissement, soit à différents grossissements (une tallation d’un système complet de projection de lames, plus
contraimacro à × 2, puis × 20 ou × 40, par exemple), étant ensuite ré-agencé gnant, à partir d’un microscope. Elles permettront un accès instantané
pour ne former qu’une seule image qui reconstitue la lame initiale. à l’image archivée quand un patient est adressé dans une autre
strucL’image peut être stockée localement sur l’ordinateur d’origine pour ture de soins, par exemple, ou lors d’une prise en charge
pluridiscipliêtre consultable à distance avec un navigateur internet et un
pronaire. Elles permettront des comparaisons rapides et pertinentes entre
gramme de visualisation. L’ordinateur où sont stockées les images des prélèvements effectués à plusieurs moments de l’histoire d’une
devient alors un serveur internet consultable 24 heures sur 24. L’image
maladie chronique par simple affichage simultané de plusieurs images
peut aussi être sauvegardée sur un support de capacité suffisante
sur un même grand écran. Elles faciliteront les demandes d’avis
(DVD-rom) pour une utilisation nomade.
d’expert chaque fois que la communication du tissu lui-même n’est
Les systèmes actuels de lames virtuelles offrent des fonctionnalités
pas requise pour une étude biologique complémentaire. La lame
virtrès proches de celles d’un microscope classique (défilement et zoom
tuelle permet alors une communication d’information instantanée,
aux grossissements souhaités), mais aussi des fonctionnalités
supplésans risque de perte d’échantillon comme cela était souvent le cas
mentaires, outre l’accessibilité à internet, comme la possibilité
d’annoauparavant et totalement fidèle à la lame qui a servi à faire le diagnostic
ter les lames histologiques ou d’effectuer de l’analyse d’image
automainitial.
tisée.
Les applications pour la relecture des documents histopathologiques
dans les programmes de recherche clinique sont maintenant
couramUtilisations des systèmes ment développées. Des panels de relecture composés de plusieurs
pathologistes adoptant tous des critères homogènes sont alors consti-de lames virtuelles
tués pour revoir une par une les lames des patients de l’étude.
AuparaL’intérêt des lames virtuelles s’est d’abord concrétisé dans des vant, ces relectures nécessitaient une logistique complexe pour
retrouactions pédagogiques [32, 47]. Les possibilités de cette avancée tech- ver les documents histopathologiques dans chaque centre et les
nologique suscitent actuellement de nombreuses initiatives pédagogi- adresser au panel de relecture tout en conservant l’anonymat des
ques intégrées, rassemblant dans un format numérique les données cli- échantillons. Dans une dimension plus expérimentale, le partage
niques, radiologiques et histopathologiques. Outre les vastes d’images dynamiques représentatives de toute une lame transformera
possibilités offertes pour l’apprentissage, ces techniques permettent certaines pratiques de recherche avec la possibilité d’interpréter à
diségalement l’organisation des contrôles de connaissance [120] et offrent tance une expérience préliminaire de mise au point et d’éviter ainsi des
un recours d’expertise pour renforcer la qualité d’un diagnostic posé déplacements inutiles.
plus complexe [59]. Il a été récemment suggéré que cette technologie Les systèmes de lames virtuelles concrétisent donc la révolution
pourrait avoir une utilisation très confortable auprès des rapporteurs
numérique en marche dans les laboratoires de pathologie et dans les
chargés de juger d’un travail scientifique en vue de sa soumission dans
structures de santé en général. Si la mise en œuvre de ces systèmes est
un journal. En effet, bien souvent, dans les publications ne sont
préaisée dans un but pédagogique et pour les relectures de lames dans les
sentées qu’une partie des images histologiques faisant l’objet de l’étude
protocoles de recherche clinique, une utilisation diagnostique
quotiqui ne donne en conséquence qu’une idée partielle de l’ensemble,
dienne nécessite encore quelques progrès dans la rapidité de
numérisaorientant et limitant le lecteur sur une seule région photographiée.
tion. De tels systèmes sont maintenant commercialisés mais pour des
L’idée émise serait de permettre aux rapporteurs, tout comme aux
leccoûts encore élevés. La principale difficulté de la diffusion de ces
systèteurs de la communauté scientifique, d’avoir un accès total à
l’ensemmes reste encore la capacité d’interconnexion et de communication
ble de la lame qui aura été préalablement scannée et rendue disponible
entre les systèmes d’information des structures de santé et les pare-feu
sur un site dédié [53].
informatiques imposés par la confidentialité des données patients.
Les possibilités de stockage lourd qui sont d’ores et déjà offertes aux
Résoudre ce problème représente un des principaux enjeux d’actions
structures hospitalières permettent d’envisager une utilisation
diagnosstructurantes telles que l’IHE (integrating the healthcare enterprise). En tique des lames virtuelles à moyen terme. L’une des applications
possitermes de stockage, les images générées par ces systèmes correspon-bles est l’examen extemporané per opératoire [34]. Avec l’aide d’un
dront à plusieurs téra-octets d’information par an. Il sera alors indis-technicien formé à la pratique des coupes congelées et au maniement
pensable que les laboratoires de pathologie travaillent en réseau avec du système de lames virtuelles, l’examen extemporané peut être
effecles PACS (picture archiving and communication system) au sein desquels tué sans la présence effective du médecin pathologiste. Cela a été
util’ensemble des producteurs d’images d’un site (radiologues, patholo-lisé avec des systèmes de télépathologie habituels à partir d’hôpitaux
gistes, scintigraphistes, endoscopistes…) pourront déposer des images d’Afrique ou d’Asie [17]. La pratique de diagnostics initiaux à
disdans des formats internationaux sécurisés permettant leur communica-tance, sur lames virtuelles, est actuellement en place dans certains
labotion sous le format standard de type DICOM (digital imaging and ratoires de pathologie aux États-Unis [122] et même entre différents
communications in medicine). Ce n’est qu’à ces conditions que les pays, comme par exemple entre l’Égypte et l’Italie [11]. L’utilisation
des lames virtuelles a été rapportée en pratique quotidienne au sein images virtuelles produites par les pathologistes prendront toute leur
puissance en étant, par des liens internet sécurisés, directement inté-d’un cabinet de pathologie dont le plateau technique ne se situe pas
sur le même lieu géographique que les pathologistes [96] montrant grables au dossier médical des patients.ANALYSES TISSULAIRES 133
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