Diplôme Balloy - EPHE
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MINISTERE DE l’EDUCATION NATIONALE<br />
ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES<br />
Sciences de la Vie et de la Terre<br />
MEMOIRE<br />
Présenté<br />
Par<br />
Viviane BALLOY<br />
Pour l’obtention du diplôme de l’Ecole Pratique des Hautes Etudes<br />
TITRE :<br />
Aspergillose pulmonaire invasive et défense innée : comparaison de<br />
modèles expérimentaux murins.<br />
Soutenu le 21 Novembre 2002 devant le jury suivant<br />
Pr. Jean-Claude GLUCKMAN – Président<br />
Dr. Sylvie DEMIGNOT – Rapporteur<br />
Dr. Michel CHIGNARD – Examinateur<br />
Dr. Jean-Michel ALONSO – Examinateur<br />
Laboratoire de Pharmacologie Cellulaire et Moléculaire – Unité INSERM 505 – 15 rue des<br />
Cordeliers - 75006 PARIS. (Sylvie.Demignot-U505@bhdc.jussieu.fr)<br />
Laboratoire de Défense Innée et Inflammation – Institut Psateur – 25 rue du docteur Roux –<br />
75015 PARIS. (chignard@pasteur.fr)<br />
PRATIQUE DES HAUTES ETUDES<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 1
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE<br />
Aspergillose pulmonaire invasive et défense innée : comparaison de<br />
modèles expérimentaux murins.<br />
Viviane BALLOY<br />
Soutenu le 21 Novembre 2002<br />
RESUME<br />
L’immunité innée joue un rôle primordial dans la défense de l’hôte contre les micro-organismes. L’efficacité<br />
de ce système de défense est constitué pour l’essentiel par l’activité phagocytaire et antimicrobienne des différentes<br />
cellules qui le constituent, principalement les macrophages, les polynucléaires neutrophiles et les monocytes, et par<br />
leur capacité à produire des médiateurs pro-inflammatoires. L’altération de ce système de défense a pour conséquence<br />
le développement de l’infection.<br />
L’aspergillose pulmonaire invasive (API) est une maladie grave, mortelle dans 80 à 90% des cas, qui ne<br />
survient que chez des personnes dont les défenses immunitaires sont diminuées. Le responsable de cette pathologie est<br />
un champignon opportuniste et saprophyte, Aspergillus fumigatus.<br />
La mise au point d’un modèle murin d’API a permis d’étudier l’évolution de la pathologie en fonction de<br />
deux types d’immunosuppression : la corticothérapie et la neutropénie induite par chimiothérapie. La réponse de l’hôte<br />
à l’infection a été mesurée au niveau pulmonaire (lavages broncho-alvéolaires, histologie) chez les animaux<br />
immunodéprimés et comparée à celle d’animaux immunocompétents en termes de recrutement cellulaire, de<br />
production de médiateurs pro-inflammatoires (TNF-a, IFN-g, IL-12) et anti-inflammatoires (IL-10), de destruction du<br />
tissu pulmonaire, de développement du champignon et de la mortalité. Des déplétions cellulaires sélectives ont été<br />
entreprises afin d’identifier les cellules essentielles à la lutte contre ce pathogène.<br />
Cette étude a permis de mettre en évidence des altérations du système de défense innée, et qui diffèrent selon<br />
le type d’immunosuppression. Les mesures effectuées chez les animaux infectés et traités avec un glucocorticoïde<br />
montrent une inhibition de la production de médiateurs pro-inflammatoires et la présence d’IL-10, un recrutement<br />
massif de polynucléaires neutrophiles, une destruction importante du parenchyme pulmonaire et un développement<br />
modéré du champignon. L’infection d’animaux rendus neutropéniques a pour conséquence une production importante<br />
de TNF-a et d’IL-10, une destruction tissulaire moindre et un envahissement fongique important du parenchyme<br />
pulmonaire. Dans les deux cas d’immunosuppression, la mortalité des animaux est de 100% avec cependant une<br />
cinétique différente. La mort des animaux soumis au glucocorticoïde survient entre 3 et 5 jours, alors que la totalité des<br />
animaux neutropéniques meurent au troisième jour de l’infection. La comparaison de ces différents paramètres suggère<br />
que les lésions tissulaires observées dans les poumons des animaux traités avec le glucocorticoïde ne seraient pas dues<br />
à l’envahissement fongique mais à l’afflux massif de polynucléaires neutrophiles et pourraient être la cause de la mort<br />
des animaux. Des études complémentaires seront nécessaires pour comprendre les causes de la mort des animaux<br />
neutropéniques. Il est possible que, dans ce cas, le champignon dissémine dans l’organisme entier et induise des<br />
lésions dans d’autres organes, fatales pour les animaux. Les déplétions cellulaires ont permis de montrer que les<br />
polynucléaires neutrophiles sont essentiels dans la lutte contre l’API alors que les macrophages alvéolaires ont un rôle<br />
plus secondaire, rôle qui pourrait être associé en partie à l’expression d’un récepteur impliqué dans l’immunité innée,<br />
le “ Toll-like récepteur 4 ”.<br />
Mots clés : Aspergillus fumigatus, poumon, infection, inflammation.<br />
TABLE DES MATIERES<br />
Abréviations 5<br />
A – INTRODUCTION ________________________________________________ 6<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 2
I - Présentation d’Aspergillus fumigatus 6<br />
I .1 – Généralités 6<br />
I .2 – Facteurs de virulence 8<br />
II - L'Aspergillose pulmonaire invasive (API) 10<br />
II . 1 – Facteurs favorisants 10<br />
II . 2 – Symptômes et diagnostics 10<br />
II . 3 – Pathogénie 11<br />
II . 4 – Traitement 11<br />
III - Défense pulmonaire de l'hôte immunocompétent 12<br />
III . 1 – Généralités 12<br />
III . 1 – a) L’épithélium 12<br />
III . 1 – b) Les macrophages alvéolaires (MA) 13<br />
III . 1 – c) Les neutrophiles (PN) et les monocytes 14<br />
III . 1 – d) Activité microbicide des phagocytes 16<br />
III . 1 – d1) La phagocytose 16<br />
III . 1 – d2) Production de radicaux oxygénés et de réactifs<br />
dérivés de l’azote 16<br />
III . 1 – d3) Dégranulation 17<br />
III . 1 – e) Les cytokines 17<br />
III . 2 – Défenses vis-à-vis d’Aspergillus fumigatus 18<br />
III . 2 – a) L’épithélium 19<br />
III . 2 – b) Les macrophages alvéolaires 19<br />
III . 2 – c) Les polynucléaires neutrophiles 20<br />
III . 2 – d) Les monocytes 21<br />
III . 2 – e) Les cytokines 21<br />
III . 2 – e1) Le TNF-a 22<br />
III . 2 – e2) L’IFN-g 22<br />
III . 2 – e3) L’IL-12 23<br />
III . 2 – e4) L’IL-10 24<br />
IV - Défense de l'hôte immunodéprimé par corticothérapie 25<br />
ABREVIATIONS<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 3
API<br />
CAM<br />
ESL-1<br />
GSC<br />
IL-1b,-4, –5, –8, –10<br />
i.p.<br />
i.t.<br />
IFN-a, -b, -g<br />
LBA<br />
MA<br />
MCP-1<br />
MIP-1a, -b, -2<br />
MPO<br />
NADPH<br />
NK<br />
NO<br />
PBS<br />
PN<br />
PSGL-1<br />
RANTES<br />
RG<br />
TGF-b<br />
TNF-a<br />
Aspergillose pulmonaire invasive<br />
Cellular adhesion molecule<br />
E-Selectin ligand -1<br />
Granulomatose septique chronique<br />
Interleukine-1b -4 –5 –8 –10<br />
Intrapéritonéale<br />
Intratrachéale<br />
Interféron-a, -b, -g<br />
Lavage broncho-alvéolaire<br />
Macrophages alvéolaires<br />
Monocyte chemotactic protein-1<br />
Macrophage inflammatory protein<br />
Myéloperoxydase<br />
Nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate<br />
Natural killer<br />
Oxyde nitrique<br />
Phosphate-buffer solution<br />
Polynucléaires neutrophiles<br />
P-selectin glyco protein ligand-1<br />
Regulated on activation, normal T cell expressed and secreted<br />
Récepteur aux glucocorticoïdes<br />
Tumor growth factor-b<br />
Tumor necrosis factor-a<br />
A - INTRODUCTION<br />
I – PRESENTATION D’ASPERGILLUS FUMIGATUS<br />
I . 1 – Généralités<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 4
Les champignons véhiculés par l’air peuvent être responsables de mycoses invasives qui constituent<br />
aujourd’hui des pathologies infectieuses parmi les plus graves en santé humaine. Parmi les germes en cause,<br />
Aspergillus fumigatus est de loin le plus dangereux. A. fumigatus est un champignon filamenteux,<br />
appartenant à la classe des ascomycètes, rencontré de façon ubiquiste dans l’atmosphère. Il se développe<br />
dans les lieux humides, sur la matière organique en décomposition, dans le sol ainsi que dans les<br />
climatiseurs et humidificateurs. Il est caractérisé par un mycélium formé de filaments (hyphes) de taille<br />
régulière de 4 µm de diamètre, septés avec des ramifications souvent dichotomiques à angle aigu et de<br />
filaments, dits conidiophores, se terminant par une vésicule sphérique de taille variable. Autour de celle-ci,<br />
sont disposées une ou plusieurs rangées de phialides à l’intérieur desquelles naissent des spores (ou<br />
conidies). L’ensemble forme la tête aspergillaire qui a l’aspect d’un aspersoir d’où son nom. Chaque tête<br />
aspergillaire peut relarguer jusqu’à une centaine de spores. Lors de sa croissance saprophytique, A.<br />
fumigatus produit ainsi des millions de spores asexuées qui sont véhiculées par l'air. Grâce à leur petite<br />
taille (1-3 µm), les spores sont facilement inhalées et transportées à travers l’appareil respiratoire jusqu’aux<br />
alvéoles.<br />
Ce champignon, totalement inoffensif pour la majorité de la population et dont la présence est<br />
commune dans les expectorations, est normalement éliminé par les défenses naturelles de l'homme.<br />
Cependant, capable de se développer sous forme d’hyphes (la forme invasive du champignon) à 37°C, il<br />
peut, dans certains cas, provoquer des mycoses. Ces mycoses, appelées aspergilloses, sont très variables et<br />
vont d'une maladie de type allergique, l’aspergillose bronchopulmonaire allergique, à une infection<br />
généralisée gravissime le plus souvent mortelle, l’aspergillose pulmonaire invasive (API) (Latgé 1999).<br />
I . 2 – Facteurs de virulence<br />
Comme tout pathogène opportuniste, A. fumigatus n'a pas développé de stratégie sophistiquée de<br />
survie. Les principaux facteurs pathogènes connus attribués à A. fumigatus sont son omniprésence, la petite<br />
taille de ses spores, sa thermophilie lui permettant de croître et de survivre dans une grande gamme de<br />
températures (12-50°C) et sa capacité à se transformer en hyphes pouvant envahir des tissus sous certaines<br />
conditions. Cependant, A. fumigatus peut avoir des propriétés qui le protègent des défenses pulmonaires et<br />
qui pourraient assurer sa survie dans le poumon dans un délai suffisant pour initier et développer une<br />
infection dans un hôte approprié. Des enzymes et des toxines sécrétées par A. fumigatus ont ainsi été<br />
analysées pour leur pouvoir pathogène potentiel (Bouchara et al., 1995 ; Jaton-Ogay et al., 1994 ; Tang et<br />
al., 1993 ; Monod et al., 1993 ; Paris et al., 1993) mais aucun de ces facteurs n’a pu être impliqué<br />
expérimentalement dans des infections. L’analyse de mutants a été tout aussi infructueuse (Smith et al.,<br />
1994 ; Aufauve-Brown et al., 1997 ; Calera et al., 1997). Toutefois, un type d’avirulence a été obtenu pour le<br />
mutant Pyr-G, incapable de germer in vivo en absence d’uracile et d’uridine (d’Enfert et al., 1996). Plus<br />
récemment, sur 5000 mutants testés, le seul avirulent identifié est un champignon dépendant de l’acide Paminobenzoïque<br />
qui est incapable de germer in vivo quand ce métabolite n’est pas présent (Brown et al.,<br />
2000). Cependant, le terme de facteur de virulence ne peut être appliqué à de tels facteurs qui, une fois<br />
mutés, affectent en fait la morphogénèse du champignon. Il est cependant possible que ces différents facteurs<br />
aient individuellement un effet mineur mais que ce soit leur combinaison qui permette la progression de<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 5
l’infection.<br />
II - L’ASPERGILLOSE PULMONAIRE INVASIVE (API)<br />
II . 1 – Facteurs favorisants<br />
Depuis une dizaine d’années, A. fumigatus est devenu le plus prévalent des champignons aéroportés,<br />
responsable d’infections invasives sévères et souvent mortelles chez les sujets immunodéprimés. On a<br />
assisté à la multiplication par 4 des API en 12 ans. L’augmentation de la fréquence de cette pathologie<br />
résulte du nombre croissant de patients immunodéprimés et de la plus grande agressivité des traitements<br />
immunosuppresseurs (Stevens, 2000).<br />
Les sujets à risque sont toutes les personnes dont les défenses immunitaires sont diminuées, en<br />
particulier celles présentant des altérations quantitatives ou qualitatives de la fonction phagocytaire:<br />
neutropénie chimio-induite avant allogreffe de moelle osseuse, traitement par cyclosporine des patients<br />
transplantés (greffes pulmonaires surtout), chimiothérapie anticancéreuse intense, corticothérapie massive. Il<br />
existe aussi une maladie génétique rare, la granulomatose septique chronique (GSC), caractérisée par un<br />
dysfonctionnement de la production des métabolites oxygénés par les polynucléaires neutrophiles (PN) et<br />
les macrophages, qui rend ces individus plus susceptibles à l'infection aspergillaire. Ainsi, on estime que<br />
l’incidence de l’API se situe entre 5 et 25% chez les patients ayant une leucémie aiguë, entre 5 et 10% chez<br />
les patients ayant subi une allogreffe de moelle et entre 0,5 et 5% après traitement cytotoxique<br />
d’hémopathies ou après autogreffe de moelle ainsi qu’après transplantation d’organe. Chez le greffé du rein,<br />
la dose totale de glucocorticoïdes reçue rapportée à la durée du traitement est en étroite corrélation avec le<br />
développement de l’API. Il ressort que la granulopénie profonde et prolongée souvent induite par<br />
chimiothérapie semble être le facteur le plus important (Stevens, 2000).<br />
II . 2 – Symptômes et diagnostics<br />
L’API est une pneumopathie opportuniste particulièrement redoutable, qui évolue rapidement vers la<br />
mort en 1 à 2 semaines chez plus de la moitié des patients. Les chances de survie augmentent si le<br />
diagnostic est effectué précocement. Malheureusement, ce diagnostic, difficile à établir, est souvent trop<br />
tardif et les traitements antifongiques sont actuellement mis en place sur la base d'une simple suspicion de<br />
l'infection.<br />
Les malades atteints de cette infection présentent, la plupart du temps, de la fièvre et des symptômes<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 6
pulmonaires (toux, douleurs thoraciques, malaises et difficultés à respirer) qui ne disparaissent pas sous<br />
traitement antibiotique. Des tests de diagnostic précoce sont utilisés pour la détection d’anticorps<br />
anti-Aspergillus ou d’antigènes circulants (Weiner et al., 1983) comme le galactomannane, un constituant<br />
de la paroi du champignon. Ils ne sont cependant pas suffisamment sensibles.<br />
D’autres tests plus fiables, mais de pronostics plus tardifs, sont utilisés tels que les examens aux<br />
rayons X et au "scanner" qui permettent de localiser le(s) foyer(s) infectieux. La bronchoscopie est souvent<br />
très utile pour confirmer le diagnostic (Sharma et Chwogule, 1998).<br />
II . 3 – Pathogénie<br />
Suite à la colonisation de l’arbre trachéobronchique et des alvéoles, les spores germent et les<br />
filaments d’A. fumigatus gagnent de proche en proche le parenchyme pulmonaire, les lésions étant<br />
maximales autour des bronches. A. fumigatus franchit au cours de sa croissance différentes barrières<br />
anatomiques et parvient à envahir les vaisseaux pulmonaires de petits et moyens calibres. Ce tropisme<br />
vasculaire des filaments va entraîner une thrombose responsable d’un infarctus localisé. En<br />
histopathologie, la lésion caractéristique est la lésion en cible : nécrose ischémique entourée d’un<br />
liseré hémorragique. Les filaments sont observés aussi bien dans la nécrose que dans la zone<br />
hémorragique. A partir des vaisseaux, tous les organes peuvent être atteints par dissémination<br />
aspergillaire : cœur, rein, foie, cerveau, os, tube digestif, peau, etc…(Huerre et al., 2000)<br />
II . 4 – Traitements<br />
Le traitement repose sur l'emploi de molécules antifongiques telles que l'amphotéricine B et/ou<br />
l'itraconazole. L'amphotéricine B est administrée à concentrations élevées par injection intraveineuse. Cet<br />
antifongique peut cependant occasionner, chez certains patients, des dommages au niveau du rein et d'autres<br />
organes. Pour remédier à ces inconvénients, de nouvelles formules d'amphotéricine B moins toxiques ont<br />
été développées. L'itraconazole est généralement administré oralement, lui aussi à doses très élevées. Le<br />
plus tôt sera démarré le traitement antifongique, plus grandes seront les chances de survie. Seul un tiers des<br />
patients traités survit à l'infection et aucun malade infecté ne survit en absence de traitement (Stevens,<br />
2000).<br />
Les efforts de recherche portent actuellement sur l'amélioration de la précocité du diagnostic et<br />
l'efficacité du traitement. Cependant, pour enrayer le développement croissant de cette pathologie, il est<br />
essentiel d’atteindre une meilleure compréhension de la physiopathologie de la maladie. Des progrès doivent<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 7
être faits, en particulier, au niveau de la réponse de l’hôte.<br />
III - DEFENSE PULMONAIRE DE L’HÔTE IMMUNOCOMPETENT<br />
III . 1 - Généralités<br />
La première ligne de défense contre les pathogènes est constituée par le système de l’immunité<br />
innée. Dans le tractus respiratoire, les cellules responsables de cette défense innée sont les cellules<br />
épithéliales, les macrophages alvéolaires (MA) et les phagocytes sanguins.<br />
Les pathogènes inhalés rencontrent un grand nombre d’obstacles avant de parvenir dans les alvéoles.<br />
Une grande partie de la défense pulmonaire est accomplie par les différentes barrières physiques des voies<br />
aériennes supérieures, le réflexe de la toux, l’élimination mucociliaire et les propriétés antimicrobiennes des<br />
muqueuses.<br />
Les micro-organismes, qui parviennent à franchir ces barrières, atteignent les alvéoles. Ils se<br />
trouvent alors confrontés à deux types cellulaires importants dans la défense innée : les MA dans un<br />
premier temps, et dans un deuxième temps, si cette première ligne de défense est insuffisante, les<br />
phagocytes recrutés du sang, incluant les PN et les monocytes. Les PN et les monocytes sont des cellules<br />
circulantes qui migrent dans les tissus, ici le poumon, lors d’une infection. Les premiers à s’accumuler sur<br />
le site infectieux sont les PN suivis des monocytes transportés par un flux sanguin accru dans la zone<br />
inflammatoire (Nelson et al., 1995).<br />
III . 1 – a) L’épithélium<br />
Les voies aériennes partant du nasopharynx jusqu’à la trachée et aux bronchioles terminales sont<br />
principalement tapissées de cellules épithéliales ciliées et de cellules sécrétrices. Cette muqueuse épithéliale<br />
est composée aussi d’autres cellules comme les cellules dendritiques. La partie alvéolaire du poumon est<br />
formée de deux types de cellules épithéliales : les pneumocytes de type I importants dans les échanges<br />
gazeux, et les pneumocytes de type II, précurseurs des types I et dotés des principales fonctions<br />
immunorégulatrices.<br />
Ces différents types cellulaires produisent de nombreux facteurs pouvant contribuer à la défense<br />
pulmonaire de l’hôte. Ainsi, les cellules sécrétrices produisent le mucus qui, avec les mouvements dûs aux<br />
cellules ciliées, forme une barrière mucociliaire permettant l’élimination des pathogènes. Les constituants<br />
majeurs du mucus sont des complexes glycoprotéiques appelés mucines qui contiennent des sites<br />
d’adhérence pour de nombreuses bactéries. Les microorganismes piégés dans le mucus sont incapables de<br />
se lier aux cellules épithéliales et sont éliminés par les mouvements ciliaires qui propulsent le mucus du<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 8
tractus respiratoire vers l’oropharynx où ils sont déglutis ou expectorés. Les cellules sécrétrices et les<br />
pneumocytes de type II sécrètent du surfactant qui diminue la tension de surface à l’interface air/liquide et<br />
empêche le collapsus des alvéoles à l’expiration. Plusieurs protéines du surfactant ont été caractérisées, dont<br />
les protéines A et D qui joueraient un rôle important dans la défense innée contre les microbes en agissant<br />
comme des opsonines. Les cellules ciliées et les pneumocytes de type II contribuent aussi à cette défense en<br />
produisant, entre autres, des b-défensines ayant une activité antimicrobienne. L’épithélium pulmonaire peut<br />
également participer à la régulation de la réponse inflammatoire en produisant des cytokines (TNF-a, IL-6,<br />
IL-1b…), des chimiokines (IL-8, RANTES..) et d’autres médiateurs tels que des métabolites de l’acide<br />
arachidonique, activant ou permettant le recrutement de cellules immunocompétentes. Ainsi la production de<br />
TNF-a stimule l’expression de molécules d’adhérence à la surface de l’endothélium et de l’épithélium<br />
pulmonaires et celle de l’IL-8, par son pouvoir chimiotactique, attire les PN dans les espaces aériens<br />
(Cunningham et Mahon 2001).<br />
III . 1 – b) Les macrophages alvéolaires (MA)<br />
Les MA sont des cellules résidantes dérivées de monocytes recrutés hors de toute inflammation. Ils<br />
représentent la première ligne de défense contre les micro-organismes ayant atteint les alvéoles. Ils<br />
éliminent ces derniers intracellulairement après les avoir phagocytés.<br />
Outre leur fonction phagocytaire, les MA jouent un rôle prédominant dans l’orchestration de la<br />
réponse inflammatoire. En effet, face à une charge microbienne trop importante ou trop virulente pour être<br />
contenue par les MA, ces derniers sont capables d’induire le recrutement de PN et de monocytes sanguins.<br />
Pour cela, les MA sécrètent plusieurs cytokines et chimiokines intervenant dans la réponse inflammatoire<br />
telles que le TNF-a et l’IL-8 (Nelson et Summer, 1998).<br />
III . 1 – c) Les polynucléaires neutrophiles (PN) et les monocytes<br />
En absence d’inflammation, les leucocytes sont des cellules sanguines circulantes. L’apparition sur<br />
l’endothélium adjacent au site inflammatoire, de molécules d’adhérence induites par les médiateurs<br />
inflammatoires libérés par les tissus endommagés, est le premier événement responsable de l’extravasation<br />
locale de leucocytes. L’interaction leucocytes/endothélium implique directement différentes molécules<br />
appartenant à des familles variées (sélectines, intégrines, ligands de type mucine..) et plusieurs chimiokines<br />
et leurs récepteurs (Witko-Sarsat, 2000). La migration des leucocytes, à travers l’endothélium, peut se<br />
décomposer en quatre phases:<br />
1) Le ralentissement et roulement des leucocytes sur l’endothélium:<br />
Le ralentissement initial est dû essentiellement aux sélectines P et E exprimées à la surface des<br />
cellules endothéliales après stimulation par différents médiateurs inflammatoires tels que la thrombine, le<br />
TNF-a, l’IL-1. Les sélectines P et E interagissent alors avec des ligands de type mucine (PSGL-1 et ESL-1)<br />
situés à la surface des leucocytes. La sélectine L, exprimée de façon constitutive à la surface des PN, se lie<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 9
au PSGL-1 des PN déjà adhérents, permettant le roulement de nouveaux PN.<br />
2) Le déclenchement de l’activation des leucocytes:<br />
Lors d’une inflammation, des gradients de concentrations de molécules chimiotactiques tels que le<br />
C5a, l’IL-8, le PAF, le LTB4 ou des composés bactériens sont formés à partir du site inflammatoire.<br />
L’interaction de ces molécules chimiotactiques avec les nombreux récepteurs présents à la surface des PN<br />
entraîne l’activation de ces derniers au travers d’une cascade de signalisation conduisant à leur adhésion à<br />
l’endothélium.<br />
3) L’adhésion des leucocytes:<br />
Elle implique des interactions entre les intégrines leucocytaires et les CAM des cellules<br />
endothéliales, dont l’expression à la surface est induite par les cytokines inflammatoires (TNF-a, IFN-g, IL-<br />
1b).<br />
4) La diapédèse :<br />
Les intégrines et les CAM sont reliées au cytosquelette de chacune des cellules, ce qui permet aux<br />
leucocytes de se tracter eux-mêmes à travers l’endothélium, lors d’un processus appelé la diapédèse. Les<br />
cellules adhérentes émettent des pseudopodes à travers les jonctions intercellulaires des cellules<br />
endothéliales avant de les traverser. Les enzymes libérées par les leucocytes en migration altèrent la<br />
membrane basale. La migration des PN à travers la matrice extracellulaire passe par des intégrines, des<br />
molécules d’adhérence, incluant les récepteurs à la laminine, à la fibronectine ou à la vitronectine et des<br />
chimiokines qui dirigent les leucocytes vers les tissus.<br />
III . 1 – d) Activité microbicide des phagocytes<br />
Les macrophages, les PN et les monocytes sont trois types cellulaires complémentaires dans<br />
l’élimination des pathogènes par leurs pouvoirs phagocytaires et microbicides et leur capacité à interagir<br />
entre eux en générant de nombreux médiateurs tels que des cytokines, des chimiokines et des radicaux<br />
oxygénés. Sur le site infectieux, ils vont remplir leur rôle qui est d’ingérer et de détruire les microorganismes.<br />
Pour cela, ils utilisent différents mécanismes (Witko-Sarast, 2000):<br />
III . 1 – d.1) La phagocytose :<br />
C’est le processus par lequel ces cellules internalisent les particules et les micro-organismes. Dans<br />
une première phase, les phagocytes adhèrent à la membrane des particules soit par des récepteurs non<br />
spécifiques tels que des récepteurs qui reconnaissent des motifs conservés sur les pathogènes comme les<br />
mannanes dans les parois de levures ou les lipopolysaccharides à la surface des bactéries à Gram négatif,<br />
soit par des récepteurs pour les opsonines spécifiques que sont les IgG ou la fraction C3b du complément.<br />
La cellule développe ensuite des pseudopodes autour des particules afin de les internaliser, formant ainsi des<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 10
vésicules intracellulaires liées à la membrane, les phagosomes.<br />
III . 1 – d.2) Production de radicaux oxygénés et de réactifs dérivés de l’azote :<br />
Durant la phagocytose, les cellules entrent dans une phase d’hyperactivité au cours de laquelle elles<br />
augmentent leur consommation d’O2 . Une enzyme, la NADPH oxydase, est assemblée dans la membrane du<br />
phagosome où elle réduit l’O 2 en ions superoxydes (O 2 .- ) qui peuvent alors donner naissance aux radicaux<br />
hydroxyles (OH . ), à l’oxygène singulet (O . ) et au peroxyde d’hydrogène (H 2 O 2 ), des métabolites aux effets<br />
toxiques sur l’acide désoxyribonucléique, les protéines et les lipides membranaires.<br />
Certaines cellules activées expriment une NO-synthase qui catalyse la production d’oxyde nitrique<br />
(NO) à partir de la L-arginine. L’activité toxique du NO est modeste mais est augmentée en présence<br />
d’anions superoxydes et d’O 2 , conduisant respectivement à la formation de peroxynitrite (ONOO - ) et à celle<br />
d’un puissant oxydant, le dioxyde d’azote (NO 2 ). Toutefois, le NO s’avère être directement toxique pour<br />
certains parasites, bactéries et champignons. Chez l’homme, les macrophages ne semblent pas pouvoir<br />
produire des quantités significatives de NO, mais d’autres cellules tels que les PN en sont capables.<br />
III . 1 – d.3) Dégranulation :<br />
Les lysosomes, qui sont des organites présents dans toutes les cellules, fusionnent avec les<br />
phagosomes pour former des phagolysosomes. Les enzymes lysosomales libérées dans le phagolysosome,<br />
dégradent et digèrent les particules phagocytées. Il peut arriver que la phagocytose échoue en raison d’une<br />
taille trop grande de la particule à phagocyter, le contenu des granules étant alors déversé dans le milieu<br />
extracellulaire. Parmi les molécules microbicides, on peut trouver :<br />
le lysozyme (muraminidase) qui est une enzyme hydrolysant des peptidoglycannes de la paroi de<br />
certaines bactéries à Gram positif. Il est produit de façon constitutive par les PN et certains macrophages. Il<br />
est présent dans la plupart des sécrétions ;<br />
les défensines qui sont des petits peptides à activité antimicrobienne, que l’on trouve dans les<br />
granules des PN. Elles sont plus actives à pH alcalin. Les défensines ont un spectre très large d’activités<br />
antibactériennes et antifongiques. Certaines défensines forment des canaux ioniques dans les membranes<br />
cibles, d’autres interfèrent avec le métabolisme des pathogènes ;<br />
les protéases acides, actives à pH acide, qui comprennent les glycosidases, les lipases et la<br />
phosphatase acide ;<br />
les protéases neutres, actives autour de pH 7, qui incluent la collagénase, l’élastase, la cathepsine G<br />
et la protéinase 3, et dont certaines ont été montrées actives sur les bactéries à Gram positif ou négatif, les<br />
levures et les champignons ;<br />
la lactoferrine des granules du PN, dont le domaine aminoterminal microbicide est libéré par la<br />
pepsine. Elle se lie très fortement au fer, privant ainsi les bactéries de cet élément essentiel à leur survie ;<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 11
la myéloperoxydase, présente dans les monocytes et surtout dans les PN, convertit, en présence<br />
d’H 2 O 2 , les halogénures en composés toxiques tel que l’acide hypochloreux (HOCl). A son tour, HOCl peut<br />
réagir avec les amines primaires ou secondaires pour former un groupe particulier d’oxydants, les<br />
chloramines. En raison de leur longue durée de vie, ces composés sont beaucoup plus toxiques que les<br />
dérivés oxygénés.<br />
III . 1 – e) Les cytokines<br />
Les cellules participant à la défense ont besoin de communiquer entre elles afin de mettre en<br />
place une réponse de l’hôte efficace. Les interactions cellulaires dans le système immunitaire se font à<br />
la fois par contact direct et par l’intermédiaire de médiateurs solubles appelés cytokines. Celles-ci<br />
interviennent à tous les stades et dans tous les types de réactions immunitaires, permettant<br />
l’amplification, l’orientation puis la régulation des réponses cellulaires et humorales. Elles ont le rôle<br />
de véritables médiateurs paracrines, mais parfois autocrines, de la réaction immunitaire. Ces<br />
molécules, aux effets pléiotropiques, s’articulent entre elles au sein d’un réseau complexe où elles<br />
interagissent par des relations de production en cascade, de synergie, d’amplification et d’inhibition.<br />
Elles sont produites par une grande variété de cellules et jouent un rôle important dans de<br />
nombreuses réponses physiologiques. Elles peuvent intervenir dans l’inflammation ou encore avoir<br />
une fonction de cytotoxines. Elles sont impliquées dans la physiopathologie de nombreuses maladies et<br />
peuvent avoir un pouvoir thérapeutique. Le terme cytokine est un terme général qui recouvre les<br />
interleukines (IL-1 à IL-23), le TNF-a, les IFN-a, b, g, le TGF-b et les chimiokines (IL-8, MIP-1 a et b,<br />
éotaxine, etc…). Les cytokines sont classées en deux catégories, selon les profils distincts de cytokines<br />
produites par des lymphocytes T auxiliaires (“ helper ” ou Th). Ainsi, les lymphocytes Th1 intervenant dans<br />
l’immunité de type antimicrobienne produisent des cytokines dites Th1 comme l’IL-12, l’IFN-g, le TNF-a<br />
ou -b. Les lymphocytes Th2, impliqués dans la réponse allergique, sont à l’origine des cytokines Th2 telles<br />
que l’IL-4, -5, -6, -10 et -13. Cette classification est étendue à toutes les cytokines quelques soient les<br />
cellules qui les ont produites ; on parle alors de cytokines de phénotype Th1 ou Th2 (Cavaillon, 1996).<br />
Les cellules épithéliales, les MA, les PN et les monocytes sont capables de synthétiser un grand<br />
nombre de cytokines pouvant à induire des effets différents parfois même opposés selon la cible cellulaire<br />
considérée. (Cavaillon, 1996 ; Mégarbane et al., 1998)<br />
III . 2 - Défenses vis-à-vis d’Aspergillus fumigatus<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 12
Dans le cas de l’API, c’est la réponse de l’hôte qui détermine l’établissement de l’aspergillose. En<br />
effet, le contact conidies-hôte est quotidien pour toute la population (1 à 20 spores/m 3 d’air). Ceci est<br />
d’autant plus vrai pour les personnes travaillant dans certains environnements exposés, par exemple les<br />
déchetteries, qui inhalent tous les jours des millions de spores dont celles d’A. fumigatus et qui ne<br />
développent pourtant pas d’API. Ceci s’explique par une réponse efficace de l’hôte qui élimine les conidies<br />
présentes dans l’appareil respiratoire, par les mécanismes mettant en jeu la défense innée du poumon. Une<br />
grande partie des conidies est, en effet, éliminée des voies respiratoires par les mouvements ciliaires de<br />
l’épithélium muqueux.<br />
Les mécanismes employés par les MA, les PN et les monocytes pour tuer les conidies et les<br />
filaments sont encore mal compris. En effet, si différentes études ont été réalisées sur ce sujet, les<br />
interprétations diffèrent selon les protocoles mis en place (in vivo et in vitro) et la source des cellules<br />
étudiées, humaines ou murines, sanguines ou alvéolaires.<br />
III . 2 – a) L’épithélium<br />
La majorité des conidies d’A. fumigatus sont éliminées du poumon par l’action mucociliaire de<br />
l’épithélium bronchique. Cependant, A. fumigatus peut produire des toxines ayant un rôle inhibiteur sur<br />
l’activité ciliaire et des protéases capables d’endommager le tissu épithélial (Robinson et al., 1990 ;<br />
Amitami et al., 1995). De plus, il a été montré que les cellules épithéliales, tout comme les cellules<br />
endothéliales, étaient capables d’internaliser des spores d’A. fumigatus (Wasylnka et Moore, 2002).<br />
Toutefois, les conséquences de cette internalisation, soit comme voie d’élimination du champignon, soit<br />
comme site primaire d’infection, n’ont pas encore été mises en évidence.<br />
Le surfactant pulmonaire joue un rôle protecteur contre l’invasion fongique. En effet, il a été montré<br />
que les protéines A et D du surfactant étaient impliquées dans l’augmentation de la phagocytose et<br />
l’élimination des conidies d’A. fumigatus par les MA et les PN (Madan et al., 1997).<br />
III . 2 – b) Les macrophages alvéolaires<br />
Les MA ingèrent les conidies inhalées et les détruisent de manière intracellulaire, prévenant ainsi<br />
leur germination sous forme d’hyphes (Schaffner et al., 1982 ; Waldorf et al., 1984 ; Levitz et al., 1986).<br />
Il a été montré que les MA murins se lient aux conidies par des interactions de type lectine (Kan et<br />
Bennett, 1988). La phagocytose est efficace même en absence d’opsonine ou d'immunoglobuline. Après<br />
phagocytose, la germination des conidies est inhibée à l'intérieur du compartiment phagolysosomal et les<br />
macrophages, humains ou de différentes espèces animales, dérivés du sang ou alvéolaires, tuent et digèrent<br />
les spores (Schaffner et Schaffner, 1987). Après 24 heures, 90% des conidies phagocytées sont tuées et 6 à<br />
12 heures plus tard complètement digérées (Schaffner, 1994). Cependant, il est important de noter qu’il est<br />
nécessaire que les spores aient gonflé et soient ainsi devenues métaboliquement actives à l’intérieur du<br />
phagosome, c’est-à-dire 4 à 6 heures après la phagocytose, pour que les phagocytes soient capables de les<br />
tuer (Schaffner, 1994). Le processus de gonflement induit des altérations morphologiques et des<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 13
changements dans la composition de la paroi fongique précédant la transformation en hyphe. Cette<br />
activation survient quand les conidies rencontrent un environnement propice comme dans les voies<br />
aériennes terminales du poumon ou à l’intérieur des phagosomes du MA.<br />
Les dérivés actifs oxygénés produits en faible quantité par les MA ne semblent pas impliqués dans<br />
le processus fongicide. En effet, les macrophages humains dérivés du sang, qui après 10 jours de culture ne<br />
produisent plus de quantité significative de réactifs oxygénés, sont encore capables de tuer les conidies<br />
(Schaffner et al., 1983). Il en est de même pour les macrophages d'enfants souffrant de GSC qui ne<br />
produisent pas de radicaux oxygénés (Morgenstern et al., 1997).<br />
La production de NO, puis la formation de peroxynitrite sont reconnues comme étant de puissants<br />
métabolites antifongiques (Moncada et Higgs, 1993). Toutefois, l’existence et l’efficacité des réactifs<br />
intermédiaires dérivés de l’azote ne sont pas encore éclaircies dans le cas d’une infection par A. fumigatus.<br />
Bien qu’il soit connu que le NO est synthétisé abondamment par les phagocytes murins et de rats et que<br />
cette synthèse est inhibée par les corticostéroides (DiRosa et al., 1989), sa sécrétion par les phagocytes<br />
mononucléés humains reste controversée (Albina, 1995). De plus, le NO ne semble pas impliqué dans<br />
l’élimination d’A. fumigatus par les MA murins (Michaliszyn et al., 1995).<br />
Les systèmes non oxydatifs tels que les défensines pourraient être des composants importants du<br />
mécanisme de défense antifongique (Levitz, 1986). Cependant, les défensines, bien qu'abondantes dans les<br />
MA de lapins, ne sont pas retrouvées dans les macrophages humains qu'ils soient alvéolaires, péritonéaux<br />
ou dérivés du sang (Schaffner, 1992).<br />
III . 2 – c) Les polynucléaires neutrophiles<br />
Le fait que la neutropénie soit un risque important d'API et que la reconstitution d’une population<br />
normale de PN soit essentielle pour stopper la croissance du champignon établit le rôle majeur de cette<br />
population cellulaire dans la lutte contre l’API.<br />
Durant sa germination et après sa transformation en hyphe, A. fumigatus est tué par les PN recrutés<br />
consécutivement à l’inflammation déclenchée par l’infection. Il a été montré que les hyphes étant trop<br />
larges pour être phagocytés par les PN, ces derniers adhèrent aux tubes germinatifs ayant échappé à la<br />
phagocytose macrophagique et tuent les filaments mycéliens de manière extracellulaire par exocytose de<br />
leur contenu granulaire et production de radicaux oxygénés (Diamond et al., 1978). Cette dernière est<br />
dépendante des dérivés oxygénés générés par les voies de la NADPH oxydase puis de la myéloperoxydase<br />
(MPO). L’importance de l’activité antifongique des métabolites de l’oxygène est confirmée par le fait que,<br />
chez les malades atteints de GSC, caractérisée par un déficit de l’un des composants de la NADPH-oxydase<br />
entraînant un défaut de production des radicaux oxygénés, les PN soient incapables d'endommager les<br />
hyphes (Rex et al., 1990). Cependant, les PN comme les macrophages sont impuissants contre les conidies<br />
non gonflées, métaboliquement inactives. Ceci semble dû à la capacité de ces conidies dormantes de résister<br />
aux dérivés oxygénés (Levitz et Diamond, 1985).<br />
Le rôle des dérivés de l'oxygène est important dans l'élimination des hyphes par les PN, mais il est<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 14
complété par l'action de systèmes non oxydatifs comme les défensines (Levitz et al., 1986) et les sérine-<br />
protéases. Ainsi, il a été montré que les souris dont les PN sont déficients en cathepsine G et en élastase<br />
sont plus sensibles à l’API (Tkalcevic et al., 2000). Toutefois, il faut noter que les conidies peuvent<br />
produire des protéases capables d'hydrolyser les peptides antimicrobiens endogènes (Delucca et al., 1997).<br />
III . 2 - d) Les monocytes<br />
Les monocytes humains s’attachent aux spores par un récepteur dont l'interaction est bloquée par des<br />
b-1,4-oligoglucosides (Kan et Bennett, 1991). Comme pour les MA, les mécanismes antifongiques des<br />
monocytes sanguins ne sont pas encore éclaircis. Ils possèdent un système oxydatif plus efficace que les<br />
MA, puisqu’il est complété par la production de MPO. En effet, durant leur différenciation en MA, les<br />
monocytes sanguins perdent leur capacité à produire cette enzyme. Malgré tout, leur activité dépendante de<br />
l’oxygène semble être moins puissante que celle des PN (Diamond et al., 1983). Les monocytes peuvent<br />
éliminer les conidies par d’autres mécanismes tels que la synthèse de protéases (Schaffner, 1985). Ils sont<br />
aussi capables d’endommager les hyphes par des systèmes oxydatifs et non oxydatifs (protéines cationiques)<br />
qui peuvent agir en synergie (Diamond et al., 1983). Il est ainsi possible que, dans quelques cas, les<br />
monocytes se substituent aux PN défectueux pour exercer certaines de leurs fonctions.<br />
III . 2 - e) Les cytokines<br />
Le TNF-a, l’IL-10, l’IL-12 et l’IFN-g ont été largement impliqués dans l’immunité innée<br />
pulmonaire. Les cytokines de type Th2, dont l’IL-10 et l’IL-4, et les cytokines de type Th1 telles que le<br />
TNF-a, l’IL-12 et l’IFN-g ont été particulièrement étudiées dans les infections pulmonaires fongiques,<br />
notamment dans le cadre de l’API. Plusieurs études suggèrent que ces deux classes de cytokines auraient<br />
des effets opposés sur l’évolution de la pathologie (Cenci et al., 1998 a). En effet, les cytokines de type Th1<br />
auraient un rôle protecteur vis-à-vis de l’infection alors que les cytokines de type Th2 seraient associées<br />
à la progression de la pathologie.<br />
Comme pour les études d’interaction du champignon avec les cellules phagocytaires, les<br />
résultats obtenus pour chacune de ces cytokines diffèrent selon les protocoles utilisés (in vivo, in vitro,<br />
espèces ou lignées animales, concentrations et voies d’administration des conidies, modèle<br />
d’immunosuppression, etc..).<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 15
III . 2 - e.1) Le TNF-a<br />
Le TNF-a est la cytokine la mieux étudiée dans la réponse inflammatoire pulmonaire, et a été<br />
impliqué dans de nombreux modèles animaux de pneumonie. Cette cytokine, sécrétée sous forme d’une<br />
protéine de 17 kDa principalement par les cellules de la lignée myéloïde et dans une moindre quantité par<br />
les cellules épithéliales pulmonaires, est l’un des activateurs essentiels des PN et des macrophages.<br />
La production de TNF-a liée à la présence d’A. fumigatus a été étudiée dans des modèles de<br />
stimulation in vitro. Les MA issus d’animaux immunocompétents et stimulés par des conidies ou des<br />
hyphes synthétisent du TNF-a, alors que ceux provenant de souris prétraitées par l’acétate de cortisone sont<br />
incapables de produire cette cytokine (Taramelli et al., 1996).<br />
Dans des modèles animaux d’API, le TNF-a est exprimé dans le poumon durant l’infection et est<br />
mesuré dans les liquides de lavages broncho-alvéolaires. La neutralisation du TNF-a induit une diminution<br />
de l’élimination du pathogène et parfois une augmentation de la mortalité selon l’importance de la charge de<br />
conidies administrées ou l’état immunitaire de la souris (Duong et al., 1998 ; Mehrad et al., 1999).<br />
Les mécanismes par lesquels le TNF-a produit des effets bénéfiques dans la réponse pulmonaire<br />
innée ne sont pas bien définis. Ils pourraient être liés à sa participation à l’afflux de PN au site<br />
inflammatoire et/ou à son pouvoir activateur de la fonction antifongique des PN, ainsi qu’à son implication<br />
dans la production de chimiokines et d’autres cytokines. Ainsi, le TNF-a accroît la microbicidie des<br />
leucocytes en augmentant la phagocytose, la réponse oxydative et la libération des protéases (Beutler, 1995),<br />
notamment vis-à-vis d’A. fumigatus (Roilides et al., 1998). Le TNF-a contribue aussi à l’accumulation des<br />
PN dans les sites inflammatoires en stimulant l’expression de molécules d’adhérence à la surface des<br />
cellules endothéliales et des cellules phagocytaires et en induisant la production de chimiokines (Le et<br />
Vilcek, 1987). Cependant, malgré son rôle bénéfique, les effets toxiques importants du TNF-a le rendent<br />
difficilement utilisable en clinique.<br />
III . 2 - e.2) L’IFN-g<br />
L'IFN-g est une cytokine pléiotropique de 45 kDa sécrétée essentiellement par les lymphocytes T<br />
activés et les cellules NK (natural killer) et, dans une moindre quantité, par les MA (Robinson et al., 1985).<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 16
La sécrétion de l'IFN-g est induite par le TNF-a et l'IL-12 et provoque la différenciation et l'activation de<br />
différents sous-types de lymphocytes. De plus, l'IFN-g active les PN et les phagocytes mononucléés en<br />
augmentant leur pouvoir phagocytaire et leur capacité à présenter les antigènes et en stimulant l’explosion<br />
respiratoire et la production de NO par induction de la NO-synthase. En clinique, l'administration<br />
systémique d'IFN-g à des patients souffrant de GSC produit une réduction importante des infections (Gallin<br />
et al., 1995). Les effets de l'IFN-g sur les mécanismes de défense cellulaire de l'hôte sont étroitement liés à<br />
ceux du TNF-a. Ainsi, l'activation de macrophages murins par l'IFN-g conduit à la production d'IL-12<br />
(Boehm et al., 1997) et de TNF-a qui sert ensuite d'intermédiaire pour l'élimination intracellulaire de micro-<br />
organismes (Langermans et al., 1992).<br />
Vis-à-vis d'A. fumigatus, des études in vitro ont montré que le traitement de PN avec de l'IFN-g<br />
recombinant augmente leur capacité à endommager et à tuer les hyphes (Gaviria et al., 1999). De plus,<br />
l'IFN-g a la capacité d'augmenter l'activité fongicide des macrophages (Roilides et al., 1994). Ces effets<br />
bénéfiques sur l’activité antifongique des phagocytes sont potentialisés par la présence de Granulocyte<br />
Colony-Stimulating Factor (G-CSF) (Roilides et al., 1993a). Cette combinaison d’IFN-g et de G-CSF<br />
permet aussi d’augmenter l’activité antifongique de PN traités avec des corticostéroides (Roilides et al.,<br />
1993b). L'IFN-g recombinant a été utilisé avec succès, seul ou en association avec le G-CSF recombinant,<br />
dans des protocoles thérapeutiques chez des malades atteints d'infections fongiques à Candida ou<br />
Aspergillus (Poynton et al., 1998).<br />
Dans des modèles d'API murine, la résistance des souris aux infections aspergillaires est corrélée<br />
avec la concentration d’IFN-g dans les lavages broncho-alvéolaires et dans le poumon total (Brieland et al.,<br />
2001). Ceci est confirmé par l'administration combinée d’IFN-g et de TNF-a recombinants qui permet la<br />
diminution de l'invasion fongique dans les organes et de la mortalité (Nagai et al., 1995).<br />
III . 2 - e. 3) L’IL-12<br />
L'IL-12 est une cytokine hétérodimérique de 70 kDa (p70), composée de deux glycoprotéines p40 et<br />
p35. Elle est produite par de nombreux types cellulaires, incluant les lymphocytes B, les cellules NK, les<br />
PN, les monocytes, les macrophages et les cellules épithéliales pulmonaires. L'IL-12 stimule la prolifération<br />
et la cytotoxicité des cellules T ainsi que la sécrétion par ces cellules d'autres cytokines de type Th1, en<br />
particulier l'IFN-g (Trinchieri et Gerosa, 1996). Comme l'IFN-g, l'IL-12 a été impliquée dans l'immunité de<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 17
type antimicrobien dans de nombreux modèle animaux d'infection chronique (Heinzel et al., 1993). En<br />
plus de son rôle dans l'immunité acquise, l'IL-12 a un rôle important dans l'immunité innée contre les<br />
pathogènes communs des voies respiratoires (Greenberger et al., 1996). Dans des modèles murins<br />
d'infection par Candida albicans, il a été montré qu'elle protégeait les souris neutropéniques de<br />
l'infection (Romani et al., 1997). Son rôle dans l’API a été moins étudié. In vitro, l’IL-12 augmente la<br />
production d'anions superoxydes par des monocytes incubés en présence d'hyphes (Roilides et al.,<br />
1999). Dans des modèles in vivo, la présence de cette cytokine dans les poumons est associée à la<br />
résistance des animaux à l'infection (Cenci et al., 1998b ; Brieland et al., 2001).<br />
III . 2 - e.4) L’IL-10<br />
L'IL-10 est une cytokine pléiotropique de 18 kDa qui peut affecter la balance Th1/Th2 dans<br />
les infections fongiques. Elle est produite par les lymphocytes Th2, les macrophages, les mastocytes et<br />
les lymphocytes B. L'IL-10 est connue pour être une importante cytokine immunorégulatrice<br />
influençant le développement des cellules Th ainsi que la production de nombreuses cytokines pro-<br />
inflammatoires (Moore et al., 1993). De plus, l'IL-10 empêche la production de NO induite par<br />
l'IFN-g, aboutissant à une diminution de la résistance aux pathogènes (Romani et al., 1994).<br />
Cependant, in vivo, l’influence de l’IL-10 sur l'évolution des infections diffère selon les micro-<br />
organismes considérés. Selon les cas, une production endogène ou l'administration d'IL-10 peut, par<br />
ses propriétés anti-inflammatoires, se montrer bénéfique dans le cas de réponses inflammatoires<br />
aiguës liées à l’infection (Sawa et al., 1997 ; Chmiel et al., 1999). Au contraire, dans d'autres modèles,<br />
la suppression de l'IL-10 augmente la résistance des animaux à l'infection (Greenberger et al., 1995).<br />
En ce qui concerne l’API, il a été montré une meilleure résistance des souris génétiquement<br />
déficientes en IL-10 aux infections chroniques ou systémiques à A. fumigatus (Del Sero et al., 1999 ;<br />
Clemons et al., 2000).<br />
In vitro, les effets de l'IL-10 sont également contradictoires. Les monocytes humains élutriés,<br />
prétraités par l'IL-10 et incubés en présence d'A. fumigatus réagissent différemment selon qu’ils sont<br />
en présence de conidies ou d’hyphes. D'un côté, leur capacité à phagocyter et à inhiber la germination<br />
des conidies est augmentée et leur activité anticonidicidale reste intacte, alors que, d'un autre côté,<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 18
leur pouvoir fongicide sur les hyphes est diminué (Roilides et al., 1997). Le prétraitement de PN<br />
humains avec l'IL-10 aboutit à la suppression de leur activité phagocytique vis-à-vis de<br />
Staphylococcus aureus et des conidies de Candida albicans, ainsi qu’à une perte de leur activité<br />
fongicide sur les hyphes (Roilides et al., 2000).<br />
IV – DEFENSE DE L’HOTE IMMUNODEPRIME PAR CORTICOTHERAPIE<br />
Les glucocorticoïdes ont de multiples effets immunosuppresseurs et anti-inflammatoires, en<br />
particulier sur les macrophages. L'effet suppresseur des glucocorticoïdes sur les cellules est induit par<br />
l'interaction avec un récepteur intracellulaire spécifique qui est exprimé en nombre variable chez les<br />
monocytes, les macrophages, les granulocytes et toutes les sous-populations de lymphocytes.<br />
En absence de glucocorticoïdes, le récepteur aux glucocorticoïdes (RG) est présent dans le<br />
cytoplasme sous forme d’hétéro-oligomère constitué du RG lui-même, de deux molécules heat shock protein<br />
(hsp) 90, d’une molécule hsp 70 et d’une molécule hsp 56. Les glucocorticoïdes atteignent le cytoplasme<br />
des cellules par diffusion passive à travers la membrane. Une fois dans le cytoplasme, ils se lient au<br />
complexe RG/hsp qui change de conformation, par dissociation de hsp 90 et de hsp 56. Après cette<br />
activation, le complexe glucocorticoïde/RG passe la membrane nucléaire, entre dans le noyau et la molécule<br />
hsp 70 est dissociée. Dans le noyau, le RG forme un homodimère qui peut réguler la transcription de gènes<br />
de diverses manières : 1) par liaison du complexe glucocorticoïde/RG à des séquences d’ADN spécifiques,<br />
activant ou réprimant ainsi directement des gènes , 2) par interaction avec d’autres facteurs de transcriptions<br />
et 3) en modulant la stabilité de molécules d’ARNm spécifiques (Van der Velden, 1998).<br />
Les glucocorticoïdes affectent de différentes façons les activités antifongiques des monocytes, des<br />
MA et des PN tel que cela a été montré dans des modèles murins et dans des études in vitro utilisant des<br />
phagocytes humains.<br />
L'importance des systèmes non oxydatifs des MA est mis en évidence dans l'étude de l'action des<br />
corticostéroïdes sur leur activité antimicrobienne. En effet, les MA exposés à des concentrations<br />
pharmacologiques de corticostéroïdes phagocytent in vitro et in vivo de façon normale et ont une réponse<br />
oxydative adéquate, mais sont incapables d'inhiber la germination et de tuer les conidies intracellulaires qui<br />
finissent par germer et par transpercer le macrophage dépourvu de défense (Epstein et al., 1967). Ces<br />
observations constituent une preuve supplémentaire du rôle mineur de la réponse oxydative des MA dans les<br />
mécanismes de défense antifongique et permettent d’affirmer que les glucocorticoïdes inhibent des systèmes<br />
de défense non oxydatifs. Ces systèmes, opérationnels dans les phagolysosomes de MA compétents, n’ont<br />
pas été identifiés à ce jour. Une étude a suggéré que les glucocorticoïdes affectent l’activité anticonidicidale<br />
par leur propriété de stabiliser certaines membranes cellulaires telles que les membranes lysosomales,<br />
prévenant ainsi la fusion phagolysosomale (Merkow et al., 1971). Cette étude basée sur les aspects<br />
ultrastructuraux des phagolysosomes a été récemment infirmée par une autre étude utilisant des marquages<br />
<strong>EPHE</strong> Banque de Monographies SVT 19
lysosomaux (Schaffner et Schaffnerr, 1987).<br />
A l’inverse, l’action des glucocorticoïdes sur les PN induit une inhibition de la réponse oxydative et<br />
une diminution de la destruction hyphale (Roilides et al., 1993b). Bien que le rôle majeur des PN ait été<br />
établi dans la lutte contre l’API, l’étude de l’inhibition par les glucocorticoïdes de l’activité antifongique<br />
des PN n’a pas été plus approfondie à ce jour.<br />
H. BIBLIOGRAPHIE<br />
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