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A CTUALITES

La n opt rine, un marqueur de l 'act ivation de l ' immunit6

cellulaire

p a r P. L a m b i n * et N. Devi l l i e r re**

* Laboratoire d ' Immunochimie Institut National de Transfusion sanguine, Paris.

** Ddpartement de Radioimmunologie, Laboratoires Behring, Rueil Malmaison.

La n~opt~rine ou 6 D-Erythro-trihydroxypropylpt~rine est un com- pos~ de faible poids molSculaire. Elle provient de la 7, 8 dihydron~opt~- rine triphosphate qui est elle-mSme un d~riv5 de la guanosine tripho- sphate (GTP) [6, 10]. La figure 1 montre les voies de la biosynth6se des pt~rines.

La dihydron~opt~rine triphosphate est un interm~diaire dans la synth~se de la 5, 6, 7, 8 t~trahydrobiopt~rine (BH4). Cette substance est le coenzyme nScessaire pour l'hydroxylation de la phSnylalanine de la tyrosine et du tryptophane. La carence en BH 4 entralne une hyperph~ny- lalan~mie n6onatale par d~faut de fonctionnement de la phSnylalanine- hydrolase et un d~ficit des neurotransmetteurs monoaminergiques par d~faut de la tyrosine-hydrolase et de la tryptophane-hydrolase. Ce type d'anomalie a ~t~ appel~, phSnylectonurie atypique ,,.

Les donnSes concernant le m~tabolisme des ptSrines et leurs implica- tions dans les affections neurologiques ont fait l'objet d'une s~rie d'ou- vrages publi~s depuis 1982 chez De Gruyter (Biochemical and Clinical Aspects of Pteridines).

416 LAMBIN P. et coil.

Guanosinetriphosphate(GTP)

/ 7,8-Dihydroneopt6rine-

triphosphate

0 HO OH l~l N (~--([.,--CH, OH HN, ,

111 H .

D-6rythro-Neopterine

5 6,7,8-T6tra- hydrobiopter ne

Fro. 1. - Voies de biosynth6se des pt6ridines. Ensymes impliqu6s : 1. GTP cyclohydrolase ; 2. Dihydron6optdrine tr iphosphate converting enzymes ; 3. La conversion de la dihydron6optbfine tr iphosphate en nfopt6rine s 'accompli t sans l 'interven-

tion d 'enzymes.

N E O P T E R I N E ET I M M U N I T E CELLULAIRE

En 1979, Wachter et coll. [47] ont observ5 des taux 61ev6s de n~opt6rine chez des sujets atteints de n~oplasies et d'infections virales. La nature de ces augmentations sugg~rait qu'elles pouvaient &tre le reflet d'tme r~ponse immunitaire cellulaire g une affection tumorale ou tree infection virale. Des exp6riences in vi tro ont montrd que la n6opt6rine 5tait d~tectde dans les cultures cellulaires form6es de cellules mononu- cl6es [16]. Par la suite, il a pu &tre d6montr~ que le macrophage est la cellule responsable de la production de la n6opt&rine. La synth&se de cette substance peut 6tre obtenue in vi tro aprSs activation des macro- phages par l'interfdron gamma [17, 45, 50].

D'autres puissants activateurs des macrophages tels que : le zymo- san, le colony stimulating factor, l'interf6ron b6ta ne peuvent induire la production de n~opt~rine. I1 a 5t~ ~galement montr6 que les lymphocy- tes B, les granulocytes, les lymphocytes NK et les lign6es de ceUules tumorales ne peuvent produire de n&optdrine.

LA NEOPTERINE, UN MARQUEUR DE L'ACTIVATION 417

La n6opt6rine repr6sente donc un t6moin de l'activation du systbme irnmunitaire cellulaire.

M E T H O D E S DE DOSAGE ET VALEURS N O R M A L E S

Les premiers tests utilis6s (Chritidia fasciculata ou m6thodes enzy- matiques utilisant la phfinylalanine-hydroxylase) ont 6t6 abandonn6s au profit de la chromatographie /t haute pression (HPLC) et du dosage radioimmunologique.

La n6opt6rine est essentiellement 61imin6e par voie urinaire et cette 61imination se fait par filtration glom6rulaire sans r6absorption ni s6cr6- tion significatives. I1 est doric possible de suivre la production de ndopt6rine par son 61imination urinaire. Bien entendu, ceci n'est valable que si la fonction r6nale est normale. En cas d'insuffisance r6nale, les dosages sanguins sont fiables mais cependant ils devront ~tre rapport6s /~ la valeur de la filtration glom6rulaire.

La ndopt~rine des 6chantillons urinaires peut btre mesur6e par HLPC sans aucun pr6traitement h 1' exception d'une dilution ou apr6s oxydation h pH acide [15, 48]. La d6tection est g6n6ralement bas6e sur la fluores- cence des pt6ridines oxyd6es. En utilisant les urines du matin, les taux de n6opt6rine d6termin6s sont rapport6s anx concentrations de crdatinine, 6vitant ainsi le recueil des urines de 24 heures.

Pour le dosage de la n6opt6rine s6rique, une m6thode radioimmuno- logique a 6t6 d6velopp6e par Rokos et al. [37, 39, 40]. C'est une rn6thode simple qui permet la r6alisation de grandes s6ries. Elle a 6t6 6tendue depuis, au dosage de la n6opt6rine urinaire. Le principe de cette m6thode radioimmtmologique repose sur l'utilisation de n6opt6fine marqu6e h l'iode 125 et d 'un anticorps anti-n6opt6rine. Les complexes n6opt6rine et anticorps-antin6opt6rine sont pr~cipit6s par un 2 e anticorps.

Les valeurs s6riques normales de l'adulte sain, exprim6es en nmol/L sont de : 5,89 4- 1,78. La limite sup6rieure de la normale clans le s6rum est de 10nmol/L. Les taux de n6opt6rine urinaire sont de 140 + 60 grnole/mol de cr6atinine sans oxydation pr6alable et de 240 4- 80 gmole/mol de cr6atinine apr6s oxydation.

N E O P T E R I N E ET MALADIES I N F E C T I E U S E S

De nombreuses maladies infectieuses d'origine virale telles que les h6patites, la rougeole, les infections h virus d'Epstein-Barr et h cytom6ga- lovirus s'accompagnent de valeurs 6levdes de n6optdrine [ 18, 31, 35, 47]. Dans les infections virales, les taux 61evds de n6optdrine diminuent

4 1 8 L A M B I N 17. e t coil.

habituellement quand les anticorps contre les agents pathog6nes devien- nent d4tectables. Ce ph6nomhne est 6galement observ6 apr6s vaccination par des souches de vaccins vivants [33].

La gravit6 de certaines infections bact6riennes (tuberculose, lbpre) ou parasitaires comme le paludisme (Plasmodium falciparum ou P. Vi- vax) est corr616e de faqon significative avec des taux 61ev6s de n6opt6rine [43, 44].

Dans le cas de septic6mies, lors de la phase initiale de d6fense de l'h6te, il est probable que les antig6nes sont reconnus par les lymphocy- tes T, qui activent par la suite les macrophages, conduisant h des valeurs augment4es de n6opt4rine. Cette hypoth6se a 6t6 confirm6e par une 6tude de Strohmaier et coll. [46].

Des valeurs trhs 61ev6es de n6opt6rine constituent un mauvais pronostic chez les patients pr6sentant une septic6mie ou chez les trans- plant6s ayant une infection/~ cytom6galovirus.

N E O P T E R I N E ET A F F E C T I O N S N E O P L A S I Q U E S

Des modifications du taux des pt6ridines lors des affections canc6- reuses ont 6t6 rapport4es par de nombreux auteurs [36, 38, 47, 51]. L'augmentation de la n6opt6rine est corr616e avec le degr6 d'6volutivit6 de certains types de cancers du sang, comme le my61ome multiple et les leuc6mies [14, 32].

Darts les cancers du col de l'ut6rus, de l'ovaire ou du poumon, des valeurs 61ev6es de n6opt6rine sont reli6es de fa~on significative /: un mauvais pronostic [4, 34]. La neopthrine prdsente 6galement un int6r6t pour la surveillance de l'apparition de m4tastases visc4rales chez les patients atteints de m61anomes malins [28].

N E O P T E R I N E ET MALADIES A U T O I M M U N E S

Les taux de n6opt6rine sont 61ev6s dans la phase aigu~ de certaines affections autoimmunes, comme larthrite rhumatoide, la maladie de

~ . , ,

Crohn, la colite ulc6reuse, les thyroldites autoirnmunes, l'uv6ite ant6- rieure aigu~ et le diab6te autoimmun darts sa phase initiale [1, 20, 30].

Une augmentation significative de la n6opt4rine est trouvhe dans 90 % des cas de sarco'idose [7, 21].

N E O P T E R I N E ET ALLOGREFFES

La mesure du taux de n6opt6rines s'est av6r6e une aide pr6cieuse dans le diagnostic des 6pisodes de rejet chez les sujets recevant des

LA NEOPTERINE, UN MARQUEUR DE L'ACTIVATION 419

allogreffes (rein, cceur, foie). En effet, l 'augrnentation de la n6opt6rine s6rique et urinaire est un signe particulibrement pr6coce [3, 8, 12, 26, 49].

Dans le cas des greffes r6nales, pour distinguer les valeurs de n6opt6rine ~lev6es du fait d ' tme fonction r6nale alt6r6e par rappor t aux 616vations dues ~t une activation de l ' immunit6 cellulaire, il est recom- mand6 de relier les valeurs de n6opt6rine s6rique aux valeurs de cr6ati- nine s6rique [2].

Hacini et coll. [13] ont r6parti les patients ayant subi une transplanta- tion r6nale, en cinq groupes selon leur situation chnique : stabilit6, insuffisance rdnale aigu6 par n6crose tubulaire aigu~, rejet aigu, infection bact6rienne ou virale et surdosage en cyclosporine. Le rapport n6opt6- r ine/cr6atinine permet de discriminer certaines de ces situations. I1 est normal dans les g r o u p ~ et 2, significativement 61ev6 dans les groupes 3 et 4, et enfin bas dans~e groupe 5.

N E O P T E R I N E ET INFECTION PAR LE HIV

Jusqu'h pr6sent, seule une faible proport ion de sujets infect6s par le virus HIV a d6velopp6 un syndrome d' immuno-ddficience acquise (SIDA). Ce nombre repr6sente moins de 10 % de la population infect6e. I1 apparalt donc important d '6valuer darts quel d61ai les sujets s6ropositifs vont 6voluer vers le SIDA afin de pouvoir instituer un trai tement avant 1'apparition des signes cliniques.

Les 6tudes de cohortes de sujets s6ropositifs ont montr6 l ' importance de la mesure de plusieurs param6tres biologiques dont l '6volntion pr6c6de l 'apparition de la maladie et qui peuvent donc 6tre consid6r6s comme des marqueurs pr6dictifs de cette 6volution. Ainsi la baisse du taux des lymphocytes CD 4, la perte des anticorps anti-P 24 ou anti-P 17, une antig6n6mie P 24 positive, une acc616ration de la V.S., une augmen- tation du taux des IgG, des IgA, de la neopt6rine et de la b6ta 2 microglobuline s6rique sont des 616ments indiquant une 6volution vers le SIDA [24, 25, 29, 41, 42].

L'616vation du taux de la n6opt6rine est avec la baisse du taux des CD 4 un des t6moins le plus constant de cette 6volntion [11, 19, 23, 27].

Les patients atteints de SIDA pr6sentent des augmentations impor- tantes de la ndopt6rine s6rique ou urinaire [ 18]. Des taux significative- merit 61ev6s mais plus faibles que chez les sujets atteints de SIDA, sont 6galement observ6s chez les sujets s6ropositifs en l 'absence de toutte anomalie clinique et biologique [22]. D'une manibre g6n6rale, il est possible de mettre en 6vidence une corr61ation entre le taux de n6opt6- rine et le stade de la maladie [5, 9].

On observe une augmentat ion r6guli6re et significative du taux de la neopt6rine dans le temps chez les sujets s6ropositifs.

Ainsi, lots de l '6tude d 'une cohorte de 72 sujets s6ropositifs asymp- tomatiques, Lambin et coll. [23] ont observ6 un taux moyen de n6opt6-

420 L A M B I N P. et coll.

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25

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Groupe t(~moin

N = 4 3

SuJets s~ropos i t i f s HIV

l e r e x a m e n Apr~s 2 arts

X = 3,7 X = 10,2 X = 14,7

p < 0,001 p < 0,001

FIG. 2. - A u g m e n t a t i o n d u t a u x d e l a n 6 o p t 6 r i n e s 6 r i q u e c h e z 7 2 s u j e t s s 6 r o p o s i t i f s p o u r le H I V . Les m e s u r e s o n t 6 t6 e f f e c t u 6 e s c h e z l e s m 6 m e s s u j e t s / t 2 a n s d ' i n t e r v a l l e d ' a p r ~ s L a m b i n e t co l l . [ 23 ] .

LA NEOPTERINE, UN MARQUEUR DE L'ACTIVATION 421

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• i H6opt~rine < 10 nmolJl N~opt6rine > 10 nmol/!

l e r examen l e t examen

N = 45 N = 2?

X = 350/mm 3 X = 227/mm 3

p < 0,01

FIG. 3. - Un taux 41ev4 de n6opt6rine permet de pr4voir une baisse du taux des lymphocytes CD 4 dans tm dflai de 2 ans, chez les sujets HIV s6ropositifs. Dans une cohorte de 72 sujets, le taux de lymphocytes CD 4 est mesur6 2 ans apr6s l 'examen initial. Ces valeurs de CD 4 sont r6parties en 2 groupes en fonction du taux initial de n6opt4rine. Les sujets qui avaient un taux de n6opt4rine inf6rieur ~t 10 nmol /L lors du premier examen, ont, apr6s 2 ans d'observafion, un taux de CD 4 significativement sup4rieur ~t ceux dont le taux de n6opt4rine 4tait sup6rieur/~ 10 nmol/L d'apr~s Lambin et al. [23].

422 LAMBIN P. et coll.

rine de 10 nmol/1 du premier examen. Ces m~mes sujets avaient aprhs 2 ans d 'observation, un taux moyen de 15 nmol/1. Le nombre de sujets ayant un taux sup6rieur /~ 10 nmol/1 passait de 27 ~ 49 durant cette p6riode. Cette augmentat ion est tout ~ fait significative (p < 0,001) (voir Fig. 2).

La constatation d 'un taux 61ev6 de n6opt~rine permet de pr6voir dans un d6lai de deux ans une baisse importante du taux des lymphocytes CD 4.

Ainsi, dans cette m~me cohorte [23], les 27 sujets qui, lors du brian initial avaient un taux de n6opt6rine sup6rieur ~t 10 n m o l /L pr6sentaient deux ans plus tard une diminution significative du taux des CD 4 (valeur moyelme 277/mm3). Par contre, les 45 sujets de la m~me cohorte, ayant un taux de n6opt6rine inf6rieur fi 10 nmol /L avaient dettx ans plus tard une valeur moyenne du taux des CD 4 net tement sup6rieure (350 /mm 3) (p < 0,01). La figure 3 illustre ces r6sultats.

Ces r6sultats om 6t6 confirm6s par Melmed et coll. [27]. Ces auteurs ont montr6 que la combinaison de 1'augmentation du taux de n6opt4rine et de la baisse des lymphocytes CD 4 6tait un facteur pr6dictif fiable du d6veloppement du SIDA dans un d41ai de 3 ans chez les sujets s6roposi- tifs.

C O N C L U S I O N S

La n6opt6rine est un compos6 de faible poids mol6culaire d6riv6 de la guanosine triphosphate. Elle peut &re dos6e dans le s6rum ou les urines par des m6thodes radioimmunologiques ou par HLPC. Des exp6riences in vi tro out montr6 que la n6opt6rine est produite par les macrophages aprbs activation de ces cellules par l ' interf6ron gamma. La n6opt6rine est donc un t6moin non sp6cifique mais sensible de l'acfiva- tion du syst6me immunitaire cellulaire. La n6opt6rine est augment6e au cours des maladies infectieuses d'origine virale, bact6rienne ou parasi- taire. Elle est 6galement augment6e an cours d'affecfions n6oplasiques et dans certaines maladies autoimmunes, les valeurs 61ev6es 6rant reli6es ~t un processus 6volutif de la maladie. L 'augmentat ion de la n6opt6rine chez les sujets ayant requ une allogreffe peut 6tre due ~ un 6pisode de rejet. Enfin, la n6opt6rine est apparue comme un 616ment important de surveillance des sujets HIV s6ropositifs car c 'est tm marqueur pr6dictif de l '6volution vers le SIDA.

La n6opt6rine est donc un parambtre biologique particulibrement important ~ connaltre dans de nombreuses situations pathologiques en raison de sa qualit6 de marqueur de l 'activation de l ' immunit6 cellulaire.

REMERCIEMENTS. - - Nous remercions M me Nolet pour son aide/~ la pr6paration de ce manuscrit.

LA NEOPTERINE, UN MARQUEUR DE L'ACTIVATION

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