Déficits immunitaires primitifs

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Déficits immunitaires primitifs

Pauline SOULAS-SPRAUEL CNRS UPR 9021 (Hôpital Civil / IBMC) « Tolérance B lymphocytaire et autoimmunité » Service d’Immunologie clinique Hôpitaux Universitaires de Strasbourg [email protected]

Plan du cours I. Définition V. Autres anomalies de l’immunité innée IV. Anomalies des cellules phagocytaires II. Anomalies des lymphocytes (LT, LB et NK) III. Anomalies du complément VI. Conclusion

Plan du cours I.

Définition II. DIP avec anomalies des lymphocytes

A. DICS : Anomalies des LT +/- LB +/- NK B. Autres DIP avec anomalies spécifiques des LT C. DIP avec anomalies spécifiques des LB

III. DIP avec anomalies du complément IV. DIP avec anomalies des cellules phagocytaires V. Autres DIP avec déficits de l’immunité innée VI. Conclusion

I. Définition

• Anomalies dans le

développement, la maturation et la fonction

des différents éléments du système immunitaire • diagnostiqués après plusieurs épisodes d'infections (quand elles ne sont pas graves) • le type d'infection est variable selon le type de déficit • parfois

association avec cancers ou maladies autoimmunes

I. Définition : fréquence

Fréquence des DIP : quelques exemples :

• SCIDs

(Severe combined Immunodeficiencies) immunitaires combinés sévères)

- DICS

(Déficits

: 1/75000 à 1/100000 naissances • Agammaglobulinémies : 1/50000 • Déficits immunitaires communs variables (DICV) : 1/10000 à 1/50000 • Déficit sélectif en IgA : 1/500

I. Définition

I. Définition Plusieurs classifications possibles : Classification des DIP selon les mécanismes impliqués :

• Développement lymphocytaire • Présentation antigénique • Réparation des cassures de l'ADN • Commutation de classe des Ig • Migration cellulaire • Voie des TLRs • Destruction des pathogènes intracellulaires • Destruction des pathogènes par la voie oxydative • Voie cytotoxique • Apoptose • Complément… Rem : certaines affections incluent des anomalies de pls de ces voies

I. Définition

Degré de sévérité du déficit

• Si anomalie génétique sur une voie de signalisation unique : à priori pathologie sévère • Si anomalie génétique sur une voie redondante : phénotype moins sévère • sévérité va également dépendre du type de mutation : atteinte d'un domaine important de la protéine ou non ?

I. Définition

Le type d'infection peut orienter sur le type de DIP

Système/cellules atteints LB, anticorps Cellules phagocytaires Complément Germes bactéries pyogènes (otites, sinusites) encapsulées (S. aureus, S. pneumoniae, H. Influenzae) Id Id + N. meningitidis...

infections opportunistes (cf VIH) LT CD4+ LT CD8+ NK virus herpes virus

II. DIP avec anomalies des lymphocytes A. DICS : Anomalies des LT +/- LB +/- NK Les Déficits Immunitaires Combinés Sévères

Absence ou réduction très sévère du nombre de LT, accompagnée ou non d’une réduction en LB, ou NK, ou les 2.

Bébés « bulle »

II. DIP avec anomalies des lymphocytes A. DICS : Anomalies des LT +/- LB +/- NK

1

. DICS T B + NK + : anomalies spécifiques des LT 1 T-B+NK+ 1 T-B+NK T-B-NK+ T-B-NK de Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

gène IL7R α

: développement T gène CD3 : défaut de transduction de signal nécessaire au développement T

II. DIP avec anomalies des lymphocytes A. DICS : Anomalies communes aux LT et LB ou NK, ou aux 3 lignées

2

. DICS T B + NK : anomalies communes aux LT et NK 2 T-B+NK+ T-B+NK 2 T-B-NK+ T-B-NK de Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

gène γ c

: chaîne commune à pls récepteurs de cytokines nécessaires au développement T et NK

gène JAK3

: signalisation récepteurs de cytokines

gène CD45

: protéine Tyr Phosphatase membranaire, inhibe JAK

Le déficit en chaîne

g

c des récepteurs de cytokines entraîne un déficit immunitaire très sévère (cas n

°

2) CD45 Régulation d’autres kinases T-B+NK 2 T-B-NK+ T-B-NK Leonard WJ, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

Déficience en

g

c : essais de traitement par thérapie génique

Thérapie possible : greffe de cellules souches hématopoïétiques d'un donneur compatible (parent, fratrie)

Pb : manque de donneurs compatibles

Alternative : thérapie génique J Clin Invest, 2007, 117, 2083 Nature Rev Immunol, 2002, 2, 165

Déficience en

g

c : essais de traitement par TG

Nature Rev Immunol, 2002, 2, 165 CD34+ haematopoietic progenitor cell

Déficience en

g

c : essais de traitement par TG

Science, 2003, 302, 415 J Clin Invest, 2007, 117, 1456

Déficience en

g

c : essais de traitement par thérapie génique

Résultats préliminaires très encourageants : 9/10 patients développent des fonctions T normales

Pb : 3 patients ont développé après pls années une leucémie T

Causé par l'intégration du rétrovirus dans un locus contenant l'oncogène LMO2

L'expression de LMO2 dans les cellules T matures conduit alors à une prolifération incontrolée des LT

II. DIP avec anomalies des lymphocytes A. DICS : Anomalies communes aux LT et LB ou NK, ou aux 3 lignées

3

. DICS T B NK + : anomalies communes aux LT et LB 3 T-B+NK+ T-B+NK 3 T-B-NK+ 3 T-B-NK de Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

gène Rag1/Rag2 et artemis

: gènes de la recombinaison VDJ

L’exemple des mutations dans les gènes artemis

ou Rag1/Rag2

Rappel sur la recombinaison VDJ De Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

Exemple du déficit en Artemis : SCID T-B-NK+

Artemis est une protéine impliquée dans la recombinaison VDJ

Artemis est une protéine également impliquée dans la réparation des cassures de l'ADN

Exemple d'une famille présentant des mutations du gène artemis

maladie génétique récessive

associée à une radiosensibilité des cellules Nicolas N, J Exp Med, 1998, 188, 627

Déficit SCID en Artemis : un bon exemple de l'information apportée par les mutations Le Deist F, Immunol Rev, 2004, 200, 142

Exemple du déficit en Artemis : confirmation du phénotype SCID chez la souris Rooney S, Mol Cell, 2002, 10, 1379

Exemple du déficit en Artemis : confirmation du phénotype SCID chez la souris Rooney S, Mol Cell, 2002, 10, 1379

Exemple du déficit en Artemis : mutations hypomorphes

Des mutations hypomorphes d'Artemis aboutissent à une perte partielle de fonction de la protéine : troncation de la partie C-terminale de la protéine : phénotype = lymphopénie et non SCID

Exemple du déficit en Artemis : mutations hypomorphes

Faible taux de VDJ autorise quelques lymphocytes à se développer : ces lymphocytes ont un répertoire polyclonal

Chez ces patients est souvent associé un développement de leucémie B ; dû au défaut de réparation des cassures de l'ADN Moshous D, J Clin Invest, 2003, 111, 381

II. DIP avec anomalies des lymphocytes A. DICS : Anomalies communes aux LT et LB ou NK, ou aux 3 lignées

4

. DICS T B NK : anomalies communes aux LT et LB et NK 4 de Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

gène ADA (adénosine déaminase) : synthèse d'ADN, survie cellulaire

T-B+NK+ T-B+NK T-B-NK+ T-B-NK 4

Essai de TG dans la maladie ALD :

ALD : adrénoleucodystrophie liée à l’X : mutation du gène ada Science, 2009, 326, 805

Essai de TG dans la maladie ALD :

TG efficace

Pas d’effet secondaire leucémogène à 4 ans ?

Nouvelle voie de thérapie qui pourrait remplacer la thérapie substitutive (PEG-ADA) NEJM, 2009, 360, 447

II. DIP avec anomalies des lymphocytes B. Autres DIP (non DICS) avec anomalies spécifiques des LT

1

. Autres anomalies de développement des LT :

Syndrome de Di George : gène TBX 1

Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962 = classés dans les DICS, pas toujours spécifiques aux LT (cf précédemment)

II. DIP avec anomalies des lymphocytes B. Autres DIP (non DICS) avec anomalies spécifiques des LT

2

. Anomalies d’activation des LT : Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962 + déficit CD40 CD40L (cf hyper IgM3)

II. DIP avec anomalies des lymphocytes B. Autres DIP (non DICS) avec anomalies spécifiques des LT

3

. Anomalies de fonction des LT : Maladie : XLP : syndrome lymphoprolifératif lié à l'X Mutation du

gène SH2D1A = SAP

LTeff

II. DIP avec anomalies des lymphocytes B. Autres DIP (non DICS) avec anomalies spécifiques des LT 4. Anomalies de régulation des LT : Maladie : APECED : autoimmune polyendocrinopathy-ectodermal dystrophy-syndrome Mutation du

gène AIRE

Souris

AIRE

KO

Infiltrats lymphocytaires que les souris AIRE KO développent dans certains organes Aire KO mice WT mice Science, 2002, 298, 1395

Rôle du gène

AIRE

Les auteurs ont purifié les ARN des cellules MECs de souris AIRE KO et WT, ont préparé les ADNc, puis les ont hybridé à 12000 gènes murins présents sur une puce à ADN.

L’absence de AIRE résulte en une diminution voire une abolition de l’expression d’un nombre important de gènes dans les cellules MECs AIRE contrôle l’autoimmunité par une régulation de l’expression ectopique d’antigènes périphériques dans les MECs de la médulla thymique.

II. DIP avec anomalies des lymphocytes B. Autres DIP (non DICS) avec anomalies spécifiques des LT 4. Anomalies de régulation des LT : Maladie : IPEX : immunodysregulation, polyendocrinopathy and enteropathy, X linked syndrome Maladie endocrinienne et autoimmune Déficit en cellules T régulatrices Mutation du

gène FoxP3

ALPS : autoimmune lymphoproliferative syndrome Mutation de plusieurs LT DN CD4-/CD8-

gènes de l’apoptose

Prolifération des LT et LB : nombre ecessif de

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : Les déficits en LB vont se traduire par une diminution ou absence d’au moins une des classes d’Ig = hypo- ou a-gammaglobulinémie 1 . Anomalies de maturation des LB dans la moelle : = DICS, non spécifiques des LB (cf précédemment) Hypo ou agammaglobulinémies + Artemis… Kurosaki T., Curr Opin Immunol, 2002, 14, 341 Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : Rappel sur la diversification du répertoire B AID de Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : Rappel sur les mécanismes de maturation des anticorps CSR : class switch recombination : commutation de classe des Ig SHM : somatic hypermutation ; mutation hypersomatique de Villartay JP, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : a.

Syndromes d’Hyper-IgM (hIgM) Hyper-IgM1 :

Déficit

CD40L

exprimé sur les LT

Hyper-IgM2 :

Déficit

AID (activation induced deaminase) ou UNG (uracyl N glycosylase)

Enzymes exprimés dans les LB Défaut du processus de switch

Hyper-IgM3 :

Déficit

CD40

exprimé sur les LB

Hyper-IgM4 Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : a.

Syndromes d’Hyper-IgM (hIgM)

Comprend :

des anomalies de signaling par le CD40 impliquant les LT

des anomalies intrinsèques aux LB, dûes à des déficits de commutation isotypique des Ig

Le pronostic de ces dernières est meilleur ; le traitement par des Ig est en général efficace

Déficit en AID

défaut de switch et d'hypermutation somatique défaut de switch Notarangelo LD, J Allerg Clin Immunol, 2006, 117, 855 activité enzymatique anormale activité enzymatique normale

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : b. XL-EDA-ID : Déficit en NEMO Déficit en I

kkg

partie V.

1

(NEMO) : voir Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962 Notarangelo LD, J Allerg Clin Immunol, 2006, 117, 855

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : c. DICV DICV : déficit immunitaire communs variables

Les DICV sont caractérisés par un déficit en anticorps IgG et IgA

Sont diagnostiqués plus tard dans la vie au décours d'infections répétées type otites, sinusites...

Nombre LB souvent normal

Défaut de différenciation en cellules plasmocytaires

Taux d'IgM svt normal Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

2 . Anomalies de fonction des LB matures : c. DICV

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : 2 . Anomalies de fonction des LB matures : d. Déficit sélectif en IgA Causes génétiques mal connues : locus de susceptibilité détecté dans le CMH, appelé IGAD1 Cunningham-Rundles C, Nat Rev Immunol, 2003, 3, 962

II. DIP avec anomalies des lymphocytes C. DIP avec anomalies spécifiques des LB : CONCLUSION :

III. DIP avec anomalies du complément : Rappel sur le système du complément

III. DIP avec anomalies du complément :

IV. DIP avec anomalies des cellules phagocytaires : 1 . Anomalies de production/différenciation des phagocytes : a. Neutropénies congénitales sévères :

gène ELA2 (elastase 2) : protéine de défense anti-bactérienne produite par les PNN + autres gènes gène ELA2 (elastase 2)

b. Neutropénies cycliques :

IV. DIP avec anomalies des cellules phagocytaires : 2 . Anomalies de migration des phagocytes : Déficit en GDP-fucose, synthèse de sialyl Lewis x (LAD2) Déficit en sous unité CD18 d’intégrine

b

2 (LAD1)

IV. DIP avec anomalies des cellules phagocytaires : 3 . Anomalies de fonction des phagocytes : a. Maladies granulomateuses chroniques :

gènes CYBA et CYBB : + défauts de la transporteurs d’elections (production ROS) voie de la NADPH oxydase

IV. DIP avec anomalies des cellules phagocytaires : 3 . Anomalies de fonction des phagocytes : b. Déficits de la voie de l’IFN-

g

:

Boucle d’amplification de la production d’IL-12/IL-23

Tyk2

MSMD : mendelian susceptibility to mycobacterial diseases

V. DIP avec autres déficits de l’immunité innée : IL-1R

1.

Déficits dans la voie de NF-kB :

NEMO = I

kk

-

g IkBa

2. Déficits dans la voie TLR/IL-1R :

IRAK-4 MyD88

UNC93B 3. Déficits dans la voie TLR3/ UNC93B :

TLR3 UNC93B

VI. Conclusion :

DIP : atteinte de toute molécule du système immunitaire

DIP illustrent rôle vital de l’immunité innée et adaptative dans la défense contre les infections

Autres DIP : exemples :

voie cytotoxique LT CD8+ Ménasché G, Immunol Rev, 2005, 203, 165

Maladies autoinflammatoires : TNF-R etc…