ma vision de la physiopathologie de la pr xavier mariette hôpital bicêtre, université paris- sud,...
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Ma vision de la physiopathologie de la
PR
Xavier MARIETTEHôpital Bicêtre, Université Paris-
Sud, INSERM U802
Ce qu’on apprend aux étudiants
Maladie auto-immune
En rapport avec des anomalies de l’immunité adaptative liée principalement aux lymphocytes Th1
Une prédisposition génétique
Médiée essentiellement par une cytokine d’aval pivot: le TNF
Ce qu’on apprend aux étudiants
Maladie auto-immune
En rapport avec des anomalies de l’immunité adaptative liée principalement aux lymphocytes Th1
Une prédisposition génétique
Médiée essentiellement par une cytokine d’aval pivot: le TNF
PR = maladie auto-immune ?
Auto-immunité = perte de la tolérance
Auto-immunité Lymphocytes T et B auto-réactifs
responsables de la maladie Transmission de la maladie par les lympho T
ou par les Ac
PR = maladie auto-immune ?
Chez la souris Transmission de la maladie par les LT dans:
Arthrite au collagène Souris SKG (mutation Zap70)
Transmission de la maladie par les auto-Ac anti-G6PI dans: Souris KRN/NOD ou K/BxN
Chez l’homme A-t-on montré la spécificité pour le soi des LT synoviaux ? Facteur rhumatoïdes = Ac anti-IgG directement pathogènes ? Ac anti-CCP directement pathogènes ?
Mais si ce n’était pas une maladie auto-immune, ce serait quoi ?
Une maladie pseudo-cancéreuse Prolifération de synoviocytes fibroblastiques Le synovialosarcome est exceptionnel Mutations de p53 comme dans le cancer
Une maladie inflammatoire ou auto-inflammatoire ?
Une maladie infectieuse ? Aucun microbe retrouvé de façon reproductible
Une arthrite réactionnelle ? Erbringer: arthrite réactionnelle à E Coli
Ce qu’on apprend aux étudiants
Maladie auto-immune
En rapport avec des anomalies de l’immunité adaptative liée principalement aux lymphocytes Th1
Une prédisposition génétique
Médiée essentiellement par une cytokine d’aval pivot: le TNF
APC
T cell
Activated macrophage
ActivatedB cell
Osteoclast Chondrocyte
IFN-γ
IL-6 TNF-α IL-1 Autoantibodies, e.g. RF IL-6
RANK
Inflammation and destruction
IL-2
TNF-α
MMPs
MHCAntigenTCR
RANK-L
Adapted from Choy EH and Panayi GS. N Engl J Med 2001; 344(12): 907–16
CD80/86
CD28
APC=antigen presenting cell (dendritic cells, B cells, Macrophages)
PR: Rôle des lymphocytes T
Les différentes populations lymphocytaires T
Laurence, Nature Immunol 2007
Hyperactivité des LTh17 dans la PR
IL-17
IL-6IL-8
MMPs
RANKL
MonocytesFLS
Inflammation
Chondrolyse
Erosions
ACR 2006 – D’après Gaffen, Arthritis Res Ther, 2004
TH17
L’IL-17 est une cytokine qui favorise l’inflammation et la destruction dans la PR
Chondrocytes
Ostéoblaste
IL-23
IL-23, IL-22 et IL-17 dans sérum et synoviale de PR
Présent dans liquide synovial de PR précoce et de PR établie
Expression synoviale IL-17 pronostique de l’atteinte structurale à 2 ans
Raza. Arthritis ResTher 2005Kirkham. Arthritis Rheum 2006
Hyperactivité des LTh17 dans la PR
Hypoactivité des LT reg dans la PR
LT reg = nouveau nom des LT suppresseurs Pas de marqueur spécifique mais CD4+ CD25++ et expression de
foxp3 Dans la PR: pas de dans le sang mais sous anti-TNF
Ehrenstein, M. R. et al. J. Exp. Med. 2004;200:277-285
Hypoactivité des LT reg dans la PR
Fonction de suppression de la prolifération normale Mais fonction de suppression d’expression de cytokines
Ehrenstein, M. R. et al. J. Exp. Med. 2004;200:277-285
Synoviale rhumatoïde. Anti-CD3
Synoviale rhumatoïde. Anti-C20
4 fonctions du lymphocyte B dans les MAI
IL-6
Cartilage lossCartilage loss
IL-6
T cell
Macrophage
Dendritic cell
TNF-IL-10
RF
Fix complementFix complement
Inflamed Inflamed synoviasynovia
Inflammatory Inflammatory damagedamage
TNF-
Plasma cell
RF RF
RF
RF
IL-10TNF-
IL-1
B cell B cellB cell
Présentation de l’ antigène
Activation du LT
Productiond’Ac
Secrétion decytokines proinflammatoires
BAFF (BLyS) est exprimé par les synoviocytes de PR
Ohata, JI 2005
Normal
PR
Arthrose
BAFF est exprimé par les synoviocytes en culture après stimulation par l’IFN et TNF
Ohata et al, JI 2005
Corrélations des bio-marqueurs B au DAS28
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30 40 50
DA
S28
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5 10 15 20 25 30 35
DA
S28
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5
DA
S28
r= 0.27, P = 0.0001 r= 0.33, P < 10-4 r= 0.33, P < 10-4 IgG Kappa Béta2-microglobuline
DAS28
Gottenberg, Arthritis Research Ther 2009
ESPOIR: 813 arthrites récentes de moins de 6 mois
Ce qu’on apprend aux étudiants
Maladie auto-immune
En rapport avec des anomalies de l’immunité adaptative liée principalement aux lymphocytes Th1
Une prédisposition génétique
Médiée essentiellement par une cytokine d’aval pivot: le TNF
La prédisposition génétique de la PR
Une prédisposition génétique certaine Mais risque seulement x 4 ou 5 chez un
apparenté du 1er degré 2 à 2.5% au lieu de 0.5%
Les 2 gènes associés à la PR de façon reproductible : MHC: Epitope partagé: DRB1-01 et 04
Présente le peptide au LT
PTPN 22 Modifie le seuil d’activation du LT
Une nouvelle vision de la PR anti-CCP+:
une maladie auto-immune liée à une immunisation systémique T et B contre les peptides citrullinés
Survenant sur un terrain génétique
induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale
D’expression synoviale car forte expresion de la citrulline dans la synoviale
Une nouvelle vision de la PR anti-CCP+:
une maladie auto-immune liée à une immunisation systémique T et B contre les peptides citrullinés
Survenant sur un terrain génétique
induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale
D’expression synoviale car forte expresion de la citrulline dans la synoviale
Modèle souris transgénique DR4 humain immunisation avec des peptides de vimentine et de fibrinogène
citrullinés ou non étude de la réponse T anti-peptide
Résultats : prolifération uniquement avec peptides citrullinés
Les peptides citrullinés sont spécifiquement présentés par l’épitope partagé
ACR 2002 - D’après Hill (745, 746)
Concentration en peptide (µg/ml)
Ind
ex d
e s
tim
ula
tio
n
Concentration en peptide (µg/ml)0,00 0,01 0,10 1,00 10,00 50,00
10
8
6
4
2
0
FibCit
Fib Arg
Ind
ex d
e s
tim
ula
tio
n
0
10
6
2
4
8
Vim CitVim Arg
0 10 50 100
La réponse est inhibée par un Ac anti-HLA DR
Les souris transgéniques DRB1*101, 401, 404, mais pas DR 7ou DR11 ont une réponse anti-Vim citrullinée
ACR 2002 - D’après Hill (745, 746)
Fixation spécifique du peptide citrulliné à l’épitope partagé
1e+1
1e+0
1e-1
1e-2
1e-3
1e-4
* 0101 * 0401 * 0404 * 0701 * 1101
DRB1
Vim Arg
Vim Cit
Ind
ex d
e s
tim
ula
tio
n1/
IC50
Ha
ute
aff
init
éB
on
ne
aff
init
é
Les peptides citrullinés sont spécifiquement présentés par l’épitope partagé
Mouse strain Immunizing Ag
Mice immunized
%
DR4-IE tg CithFib 135 48 (35.5)
DR4-IE tg hFib 24 0
DR4-IE tg CitmFib 14 0
DR4-IE tg mFib 14 0
DR4-IE tg CitKLH 8 0
B6 CithFib 14 0
B6 hFib 14 0
B6 CitmFib 8 0
B6 mFib 8 0
Souris Tg DR4 humain Arthrite avec Fib citrullinée
Hill, J. A. et al. J. Exp. Med. 2008;205:967-979
Le rôle pathogène des protéines citrullinées en présence de l’EP
Hill, J. A. et al. J. Exp. Med. 2008;205:967-979
Le rôle pathogène des protéines citrullinées en présence de l’EP
Hill, J. A. et al. J. Exp. Med. 2008;205:967-979
Le rôle pathogène des protéines citrullinées en présence de l’EP
La Fib citrullinée Réponse T chez les souris DR4
Hill, J. A. et al. J. Exp. Med. 2008;205:967-979
Le rôle pathogène des protéines citrullinées en présence de l’EP
La Fib citrullinée Réponse Ac chez les souris DR4
Day 70 Day 100
Une nouvelle vision de la PR anti-CCP+:
une maladie auto-immune liée à une immunisation systémique T et B contre les peptides citrullinés
Survenant sur un terrain génétique
induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale
D’expression synoviale car forte expresion de la citrulline dans la synoviale
Les auto-Ac apparaissent avant les signes cliniques
FR-IgM ou CCP
anti-CCP
FR-IgM
49 %
41 %
28 %
0
10
20
30
40
50
60
15 13 11 9 7 5 3 1
Années avant le début des symptômes
Pat
ient
s +
(%
)
Nielen et al. Arthritis Rheum 2004; 50 : 380-6.
5000 PR - 79 donneurs de sang avant la PR13 sérums/patients : 1188 sérums total
La prédisposition génétique de la PR chez l’homme
Les 2 gènes associés à la PR de façon reproductible sont en fait associés aux ACPA (anti-citrullinated proteins antibodies) : MHC: Epitope partagé: DRB1-01 et 04 PTPN 22
L’épitope partagé (EP) et PTPN22 sont associés aux ACPA et non à la PR
Cohorte de Leiden de polyarthrites débutantes Les allèles codant pour l’EP sont associés à la présence d’anti-CCP
indépendamment de la présence de FR
ACR 2005 – D’après Verpoort (312)
Présence de l’épitope partagé
Statuts Nombre de patients (n)
Fréquence OR (IC95)
Anti-CCP+/FR+ (n = 366) 183 50 % 3,13 (2,4-4,08)
Anti-CCP+/FR– (n = 58) 29 56 % 3,13 (1,77-5,53)
Anti-CCP-/FR+ (n = 78) 20 25,6 % 1,08 (0,61-1,89)
Contrôles (n = 846) 205 24,2 % 1,0
PR CCP+ EP-: Le microchimérisme fœtomaternel peut apporter le gène HLA prédisposant
Le microchimérisme correspond à la présence de cellules génétiquement différentes chez un individu. Ces cellules peuvent être transmises lors d’une :
grossesse ou fausse couche avec un transfert entre la mère et le fœtus via le placenta
transfusion
Après grossesse, le microchimérisme physiologique peut persister des années
Dans les maladies auto-immunes (sclérodermies, myosites…), ce microchimérisme est augmenté
Cellules fœtales(XY)
Placenta
Fœtus mâle(XY)
XX
ACR 2007 – D’après Maestroni (744)
ACR 2007 – D’après Maestroni (744)
Les cellules microchimériques HLA-DRB1*04 ou 01 sont plus souvent présentes chez les patientes atteintes de PR que chez les témoins
Le microchimérisme permet de transmettre l’épitope partagé aux patientes atteintes de PR n’ayant pas de gènes HLA qui codent pour cet épitope partagé
Expression de cellules microchimériquesHLA-DRB1*04 chez sujets n’ayant pas cet HLA
p = 0,031
0
200
400
600
800
1 000
3 000
5 000
7 0009 00010 000
300 000
500 000
PR (n = 43)
Témoins (n = 64)
Nom
bre
de c
M/m
illio
n de
PB
MC
5 %
1 %
0,1 %
L’épitope partagé est transmis aux PR par les cellules microchimériques fœtales
= 1 patient
Une nouvelle vision de la PR anti-CCP+:
une maladie auto-immune liée à une immunisation systémique T et B contre les peptides citrullinés
Survenant sur un terrain génétique
induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale
D’expression synoviale car forte expresion de la citrulline dans la synoviale
Tabac, EP et anti-CCP
1er exemple d’interaction entre un facteur d’environnement: tabac Un facteur génétique : EP
Pour production d’auto-Ac: Ac anti-CCP ou ACPA (anti-citrullinated proteins antibodies)
Klareskog, Arthritis Rheum. 2006 Jan;54(1):38-46.
Anti-CCP -
Anti-CCP +
Chez le fumeur, citrullination anormale des macrophages alvéolaires
Non fumeur : 0% Fumeur sain: 14% Fumeur avec
inflammation: 28%
Tabac, EP et anti-CCP
Klareskog, Arthritis Rheum. 2006 Jan;54(1):38-46.
Tabac, EP et anti-CCP: conclusion
Tabac augmentation de la citrullination
Puis si épitope partagé: meilleure présentation des peptides citrullinés
anti-CCP
Une nouvelle vision de la PR anti-CCP+:
une maladie auto-immune liée à une immunisation systémique T et B contre les peptides citrullinés
Survenant sur un terrain génétique
Induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale
D’expression synoviale car forte expresion de la citrulline dans la synoviale
Rôle de l’immunité innée dans la PR
Les arguments pour le rôle de l’immunité innée dans la PR
Signature interféron récemment décrites dans la PR Signature interféron classique dans le lupus ou le
Sjögren Transcriptome sur PBMC de 35 PR Signature IFN de type 1 confirmée en PCR
quantitative Pas de lien avec un profil clinico-biologique IFN de type 1 non de type 2
van der Pouw Kraan, T C T M et al. Ann Rheum Dis 2007;66:1008-1014
van der Pouw Kraan, T C T M et al. Ann Rheum Dis 2007;66:1008-1014
Signature interferon de type 1 dans la PR
Déiminases et PR
Déiminases = enzymes de la citrullination: PADI 1 à 4
Association génétique entre un polymorphisme de PADI 4 et PR au Japon
Takata et al. J Hum Genet. 2008;53(2):163-73
Présence d’AC anti-PADI 4 chez 40% des PR Associés aux anti-CCP Associés aux érosions Associés au polymorphisme favorisant la PR au Japon
Harris et al. Arthritis Rheum. 2008 Jul;58(7):1958-67
PADI 4 présente dans une seule bactérie: Porphyromonas gengivalis Responsible de parodontopathies
Parodontopathies
Parodontopathies et PR
56% des patients avec PR (25 patients) ont des signes de parodontopathie
Corrélation avec anti-CCP
Anti-TNF Amélioration de la parodontopathie dans 80% des cas
Ancuta et al. Ann Rheum Dis 2009;68(Suppl3):413
Parodontopathies et PR
Patients avec parotodonpathie : risque accru de développer une PR: HR=2.6 [1.0-6.4], p=0.04
Risque plus élevé de PR si parodontopathie et non fumeur: HR=8.8 [1.1-68.9], p=0.04
Anti-CCP plus élevé chez PR avec parodontopathie: 22.5 vs 8.4, p=0.04
Molitor et al. Ann Rheum Dis 2009;68(Suppl3):399
Ac anti-P. gengivalis et PR
Ac anti-P. gengivalis et PR
Ac anti-P. gengivalis associés aux anti-CCP
“Cross-mimicry” entre énolase citrullinée humaine et énolase citrullinée de P. gengivalis
Lundberg et al. Arthritis Rheum. 2008 Jul;58(10):3009-19
P. Gengivalis induit des cytokines inflamatoires et… l’IL-17
Monocytes ou c dendritiques + P.gengivalis Cytokines pro-inflammatoires et pro-
ostéoclastiques IL-1, IL-6, TNF
IL-23
PBMC + surnageant de Monocytes ou c dendritiques stimulés par P.gengivalis TH17 avec sécrétion d’IL-17
NM Moutsopoulosn International Sjögren’s s symposium, Brest 2009
Erosions péri-odontales, PR et syndrome de Sjögren
Fréquentes au cours des PR
Association avec P. gengivalis
Association avec épitope partagé et donc anti-CCP
Association avec destruction osseuse des poignets
Association avec BGSA positive
Marotte et al, ARD 2006;65: 905-9
Une nouvelle vision de la PR anti-CCP+:
une maladie auto-immune liée à une immunisation systémique T et B contre les peptides citrullinés
Survenant sur un terrain génétique
induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale
D’expression synoviale car forte expresion de la citrulline dans la synoviale
23 PR et 31 autres rhumatismes inflammatoires (spondylarthropathies, rhumatismes microcristallins…)
peptides citrullinés dans le tissu synovial des PR… mais aussi des autres rhumatismes inflammatoires
ACR 2004 - D’après Vossenaar (1361)
Peptides citrullinés et synoviale
IgG contrôle
Synoviale PR
Synoviale non PR
Anti-CCP Anti-A2-2 IgG contrôle
Génétique des PR anti-CCP-
Un autre HLA: HLA-DRB1*03 est associé aux PR sans anticorps anti-CCP avec ou sans facteurs rhumatoïdes
PR sans anti-CCP associée à un polymorphisme de IRF-5 Mêmes facteurs de prédisposition que le lupus et le
SjögrenVerpoort, Arthritis Rheum. 2006;54:3799-808Sigurdson, Arthritis Rheum. 2007;56:2202-10
Shimane, Ann Rheum Dis online 13 April 2008
HLA-DRB1*03
Statuts Nombre
de patients (n)Fréquence
de DRB1*03OR
(IC95)
Anti-CCP–/FR+ (n = 78) 17 21,8 % 2,46 (1,32-4,56)
Anti-CCP–/FR– (n = 260) 42 16,2 % 1,7 (1,12-2,58)
Contrôles (n = 846) 86 10,2 % 1,0
Conclusion-1 L’immunisation anti-CCP doit être systémique
Ac anti-CCP avant l’inflammation synoviale Présence de citrulline dans toutes les synoviales inflammatoires et anti-CCP que
dans la PR
Phase 1: génétique (PADI) et/ou environnement (Tabac ou infection orale) augmentation
de la citrullination Puis si épitope partagé: meilleure présentation des peptides citrullinés réponse T et B anti-CCP
Phase 1 alternative: Infection péridontale par P. gengivalis Puis si épitope partagé: meilleure présentation des peptides citrullinés bactériens
(énolase) réponse T et B anti-CCP par cross mimicry
Phase 2: La réponse T et B anti-CCP asymptomatique devient symptomatique Car citrullination de la synoviale lors de toute réaction inflammatoire et rôle
pathogène direct de ces T et B anti-CCP dans la synoviale et pas dans d’autres organes
Conclusion-2
Remettre en cause les idées reçues est toujours stimulant
La physiopathologie de la PR est complexe car il n‘existe pas qu’une seule PR
Challenge important à l’heure de la multiplication des biothérapies
PR ACPA + et ACPA - Choix de la biothérapie en fonction de la
signature physiopathologique