Les dfenses pulmonaires antiaspergillaires

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Les défenses pulmonaires antiaspergillaires

• Dominique Israël-Biet
• Service de Pneumologie
• Hôpital Européen Georges Pompidou

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INTRODUCTION

• Poumon plus grande surface épithéliale en
  contact avec lextérieur.
• Voie d entrée majoriaire des pathogènes dans le
  poumon inhalation. Plus rarement voie
  sanguine.
• Système de défense très élaboré pour assurer la
  stérilité des voies aériennes.

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• Repose sur les fonctions conjointes de 2 types
  dimmunité innée et acquise.
• Le recrutement et l activation de cellules
  inflammatoires implique l expression orchestrée
  de molécules d adhésion, la production de
  médiateurs inflammatoires, mais aussi
  l activation de systèmes régulateurs
  antiinflammatoires.

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• Objectifs
• empêcher la colonisation des voies respiratoires,
  voire élimination des pathogènes
• protéger les structures pulmonaires des
  médiateurs aux effets délétères

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Immunité innée les barrières naturelles

• Mucus piège les particules, puis clearance
  mucociliaire
• Défensines
• Sécrétion par cellules épithéliales et PN
• Formation de pores dans les membranes biologiques
• Plusieurs types, dexpression constitutive et/ou
  stimulable

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• Collectines Surfactant A et D
• Sécrétion par les pneumocytes II
• Liaison aux pathogènes diminution de leur
  virulence, augmentation de leur phagocytose et de
  leur killing

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Aspergillus rôle du surfactant

• Agglutination des conidies et diminution de leur
  infectivité
• Facilitation de leur phagocytose
• Augmentation du stress oxydatif des phagocytes
• Augmentation du killing du champignon
• Immunol Rev 2000 17366.

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Immunité innée les cellules phagocytaires

• Polynucléaires neutrophiles (PN) et macrophages
• Récepteurs pour carbohydrates, anticorps,
  complément
• Rôle de lopsonisation
• Assurent le killing des pathogènes (anions
  superoxydes, radicaux OH-, NO, lysozyme)

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Aspergillus rôle des PN

• Souris transgéniques (surexpression pulmonaire
  exclusive) pour KC exposées à A. fumigatus vs
  type sauvage
• Pic de PN plus précoce et plus élevé
• Expression pulmonaire accrue d IL-12 et dIFNg
• Charge fongique locale diminuée de 74
• Survie 3 fois plus longue
• Am J Respir Crit Care Med 2002 1661263

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Aspergillus macrophages et oxydants

• Souris invalidées pour la NADPH oxydase pas de
  killing d A. fumigatus
• Inhibiteurs de la NADPH oxydase diminution du
  killing, sans diminution de la phagocytose.
• Corticoïdes
• inhibent la production de réactifs oxydants et le
  killing des conidies.
• Favorisent le développement d API chez la
  souris.
• Infect Immun 2003 713034.

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Les Toll-like récepteurs (TLR)

• Permettent la reconnaissance de structures
  hautement conservées sur les pathogènes.
• Liaison microbe-TLR entraîne soit une réponse
  inflammatoire et élimination du pathogène, soit
  le développement de réponses immunes adaptatives.
• 10 membres de la famille des TLR décrits chez
  l homme, dont certains, présents sur macrophages
  et cellules dendritiques, jouent un rôle dans
  l immunité antifongique.

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Aspergillus et TLR

• Souris TLR2-/- diminution de TNF après
  stimulation de Mac par Aspergillus.
• Asp. stimule NFk-B dans lignée humaine HEK293
  uniquement si transfectée par TLR2. Activité
  nettement accrue si co-transfection par CD14.
• CCL signalisation optimale par Aspergillus
  requiert TLR2 chez la souris et chez l homme.
• J Biol Chem 2002 27739320

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Immunité innée les cellules dendritiques

• Reconnaissent des motifs antigéniques (mannose)
• Processing des antigènes et présentation aux
  cellules T
• Expression des molécules de costimulation

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Aspergillus et cellules dendritiques (1)

• Récepteurs et mécanismes de phagocytose distincts
  pour conidies et hyphes
• Réponses cytokiniques différentes
• Conidies IL-12
• Hyphes IL-4, IL-10
• Maturation fonctionnelle dans les ganglions
• Induction dune activation sélective Th des T
  CD4.
• CD sentinelles de limmunité innée et
  initiatrices de la différentiation fonctionnelle
  des T (J Immunol 2002 1681362).

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Aspergillus et cellules dendritiques (2)

• CD normales incubées en présence d'A. fumigatus
  tué sactivent et accroissent
• expression HLA-DR, CD80/CD86
• production d'IL-12
• prolifération lymphocytaire autologue
• CD prélevées avant greffe de moëlle et
  réinjectées restauration partielle des réponses
  antifongiques des T autologues prélevés 1 mois
  post-greffe (Bone Marrow Transplantation 2001
  27647).

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Immunité innée les médiateurs solubles

• Complément (opsonisation, chémoattraction,
  perforation des membranes)
• Cytokines
• IL-6, TNFa,
• C-X-C chémokines (IL-8),
• GM-CSF, M-CSF

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• Rôle crucial des CK dans les défenses
  anti-aspergillaires effet direct sur croissance
  du champignon (TNFa) et sur la modulation de la
  différentiation des lymphocytes intra-pulmonaires
• Rôle du GM-CSF promotion de la résistance aux
  conidies en permettant le maintien d'une réponse
  inflammatoire (J Infect Dis 2003 187705)
• Rôle du M-CSF administration prophylactique
  chez le lapin augmente la survie et décroît les
  lésions pulmonaires (Cytokine 2001 1587)

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Immunité acquise les lymphocytes T

• CD8 cytotoxiques
• CD4 inducteurs de l'immunité
• Th1 IL-2 et IFNg. Pas IL-4, -5 -6, -10.
• Active la bactéricidie des phagocytes
• Th2 IL-4, -5, -6, et -10. Pas IL-2 ni IFNg.
• Inhibe la bactéricidie.
• Inhibe Th1

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Aspergillus et cytokines

• Résistance associée à
• immunité innée intacte
• TNFa, IL-18, IL-12
• lymphocytes environnants produisant activement
  IFNg et IL-2
• Susceptibilité associée à
• perte de l'immunité innée
• IL-4, IL-10
• Infect Immun 2001 691554

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Aspergillus modèle vaccinal murin

• Souris immunocompétente traitée avec filtrat de
  culture dAsp. développement dune forte
  réponse Th1 protectrice. Transfert de protection
  vers hôte naïf par T CD4 (IL-2 et IFNg )
• Souris immunodéficiente pas de réponse Th1
• Ag purifié Asp f2 réponse Th2
• Possibilités vaccinales avec Ag relevant ? (J
  Immunol 2000 165381)

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CONCLUSION (1)

• Défenses pulmonaires antifongiques dépendent
  d'une immunité innée intacte et de la capacité à
  monter une immunité acquise efficace pour
  renforcer le killing des pathogènes.
• Rôle crucial des médiateurs solubles (nature,
  quantité, dynamique de production, équilibre).

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CONCLUSION (2)

• Utilisation potentielle en thérapeutique humaine
• dimmunothérapie utilisant ces médiateurs (IFNg,
  IL-12, anti-IL-4)
• de thérapie cellulaire utilisant des CD pulsées
  avec des Ag fongiques
• Synergie puissante de l'immunothérapie et des
  drogues antifongiques dans les essais animaux.

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CONCLUSION (3)

• Meilleure connaissance des mécanismes
  élémentaires de défense du poumon peut constituer
  la base de réflexions dordre thérapeutique dans
  les infections fongiques pulmonaires.