Ma vision de la physiopathologie de la PR Xavier MARIETTE Hôpital Bicêtre, Université Paris- Sud, INSERM U802

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


Maladie auto-immune




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


Maladie auto-immune




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


Maladie auto-immune




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






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





La Fib citrullinée Réponse T chez les souris DR4



La Fib citrullinée Réponse Ac chez les souris DR4

Day 70 Day 100






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






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




Induite par : Le tabac Des stimulations infectieuses de la cavité buccale


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






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

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