Une étude menée par Eric Vivier et Sophie Ugolini du Centre d’Immunologie de Marseille-Luminy (Inserm/CNRS/Université Aix Marseille) vient de mettre en évidence chez la souris un gène qui, muté, permet de stimuler les défenses immunitaires pour mieux lutter contre les tumeurs et les infections virales. Alors que ce gène était connu pour activer une des premières lignes de défense de l’organisme (les cellules Natural Killer ou NK), son inactivation rend paradoxalement ces cellules NK hypersensibles aux signaux d’alerte envoyés par les cellules malades. Ces nouvelles données, essentielles pour comprendre le fonctionnement de ces cellules-clés de l’immunité, pourraient ouvrir une nouvelle voie thérapeutique contre les infections. Elles suggèrent aussi que la fonction des cellules NK doit être finement régulée pour garantir une réaction immunitaire optimale. Le détail de ces travaux est publié dans la revue Science datée du 20 janvier 2012.

Notre organisme subit les attaques d’une multitude de particules infectieuses (microbes, virus…) qui gravitent dans notre environnement quotidien. Pour lutter contre ces attaques, différentes cellules immunitaires sont activées : en premier lieu les cellules de l’immunité innée (1), qui progressivement, laissent la place aux lymphocytes mémoires B et T de l’immunité dite adaptative. Les cellules Natural Killer (NK) font partie de cette première ligne de défense de l’organisme. Elles sont capables de tuer sélectivement les cellules tumorales ou infectées par des microbes tout en sécrétant des messagers chimiques, appelées cytokines, qui stimulent et orientent la réponse des lymphocytes B et T.

Suite à un vaste programme de génétique lancé il y a quelques années, les chercheurs sont parvenus à mettre en évidence un gène dont l’inactivation induit une augmentation de la fonction des cellules NK (voir figure).

Ce gène, appellé Ncr1, contribue à la fabrication du récepteur NKp46 présent à la surface des cellules NK. De façon surprenante, il est connu depuis plusieurs années comme activant les NK.

« Les cellules NK franchissent différentes étapes de développement avant de faire face à des microorganismes ou des cellules tumorales », explique Sophie Ugolini, co-responsable de cette publication. « sans ce récepteur, les cellules NK sont plus réactives et donc plus efficaces lorsqu’elles rencontrent des agresseurs de l’organisme. »

Pour tester le potentiel thérapeutique de leur découverte, les chercheurs ont bloqué le récepteur NKp46 à l’aide d’un médicament (en l’occurrence un anticorps monoclonal). Comme dans leurs expériences de génétique, ce traitement qui bloque NKp46 rend les cellules NK beaucoup plus efficaces.

« Désormais notre objectif est d’explorer plus avant les mécanismes biologiques sous jacents et de travailler en collaboration avec l’industrie biopharmaceutique et l’hôpital pour évaluer le potentiel médical de ce nouveau type de traitement notamment pour les patients dont le système immunitaire est déjà très affaibli comme les malades atteints d’un déficit immunitaire et les patients ayant subi une greffe de moelle ou une chimiothérapie anticancéreuse », conclut Eric Vivier.

Note

(1) L’immunité innée est un mécanisme de défense antitumoral et antimicrobien de première ligne. Il s’oppose immédiatement à des agents microbiens entrés en contact avec un organisme. L’immunité innée est présente chez tous les organismes vivants et joue un rôle indispensable dans l’activation de la réponse adaptative chez les vertébrés. Récemment, ce compartiment de l’immunité a été sous le feu des projecteurs puisque le Français Jules Hoffman, le canadien Ralph Steinman et l’américain Bruce Beutler (par ailleurs co-signataire de cette publication) ont reçu le prix Nobel pour leurs travaux sur l’immunité innée et ses liens étroits avec le système immunitaire adaptatif.

Une équipe de chercheurs dirigée par Pierre Delobel (Unité 1043 – Centre de physiopathologie de Toulouse Purpan/ CHU de Toulouse) a mis en évidence un des mécanismes clés de l’inflammation généralisée chronique qui persiste chez la plupart des patients infectés par le VIH malgré le traitement antirétroviral. Cette inflammation est notamment liée à un défaut de reconstitution de l’immunité de la muqueuse intestinale conduisant au passage de bactéries de la flore intestinale dans le sang. L’étude Anrs EP44 PERSIST montre qu’un défaut de production d’une chimiokine par la muqueuse intestinale empêche les lymphocytes CD4 de migrer vers celle-ci et de reconstituer son immunité. Cette observation ouvre des voies de recherche pour lutter contre l’inflammation, qui se révèle délétère à long terme pour les patients.

La majorité des patients infectés par le VIH présente une inflammation généralisée persistante, même sous traitement antirétroviral efficace. Si cette inflammation est asymptomatique sur le plan clinique, elle contribue à altérer le pronostic à long terme, notamment en favorisant le vieillissement accéléré et la survenue de pathologies cardiovasculaires. Une altération de l’immunité de la muqueuse intestinale est en cause. Celle-ci, en effet, conduit au passage constant de bactéries de la flore intestinale vers la circulation sanguine, entrainant ainsi un état inflammatoire chronique.

Les résultats de l’étude Anrs EP44 PERSIST, publiés dans le Journal of Clinical Investigation du 12 décembre décrivent pour la première fois un des mécanismes clés de l’altération immunitaire de la muqueuse intestinale. Réalisée sous la direction du Dr Pierre Delobel au CHU de Toulouse, et ses collègues de l’Inserm, cette étude a concerné 20 patients infectés par le VIH en succès thérapeutique et 10 témoins séronégatifs. Elle montre que, chez les patients infectés par le VIH, certains lymphocytes CD4, qui sont normalement destinés à migrer vers la muqueuse intestinale, restent bloqués dans la circulation sanguine. Ces CD4, porteurs des marqueurs CCR9 et α4ß7, ont pour rôle de faire « barrière » entre le tube digestif et la circulation sanguine et donc d’empêcher le passage des bactéries vers le sang. Les chercheurs retrouvent, chez les patients VIH+, ces CD4 en nombre anormalement diminué dans la muqueuse intestinale mais paradoxalement en nombre élevé dans le sang. Inversement, chez les témoins non infectés par le VIH, ces CD4 sont peu nombreux dans le sang car ils ont migré normalement vers la muqueuse intestinale. Les chercheurs mettent en évidence que ce phénomène est lié à un défaut de sécrétion d’une chimiokine, appelée CCL25 par les cellules intestinales. Cette protéine a pour fonction d’attirer les lymphocytes CD4 exprimant CCR9 et α4ß7 vers la muqueuse intestinale.

« Lorsque les patients prennent un traitement antirétroviral efficace, le nombre de leurs lymphocytes CD4 sanguins, y compris ceux exprimant CCR9 et α4ß7, remonte sensiblement, explique Pierre Delobel. Ces lymphocytes devraient donc en toute logique être attirés vers la muqueuse intestinale. Mais comme la production de la chimiokine CCL25 y est insuffisante, ces lymphocytes n’atteignent pas leur cible au niveau de l’intestin.

Il ajoute : « C’est un vrai cercle vicieux : le déficit immunitaire de la muqueuse conduit à une altération de celle-ci, qui entraîne le déficit en CCL25, qui lui même entretient le déficit immunitaire de la muqueuse ».

La description de ce mécanisme ouvre des perspectives intéressantes pour la prise en charge de l’inflammation systémique persistante observée chez les patients VIH+, malgré le traitement antirétroviral. Cela constitue tout d’abord un argument supplémentaire en faveur d’un traitement antirétroviral précoce de l’infection par le VIH, avant que l’immunité de la muqueuse intestinale ne soit profondément altérée. Cela permet par ailleurs de rechercher désormais des traitements immunologiques susceptibles de restaurer la production intestinale de CCL25.

L’étude ANRS EP44 PERSIST a été financée par l’Anrs qui en est le promoteur et a été réalisée dans le cadre d’une collaboration entre le service des Maladies Infectieuses et Tropicales des Prs Bruno Marchou et Patrice Massip, le pôle Digestif du Pr Jean-Pierre Vinel, et le laboratoire de Virologie du Pr Jacques Izopet (Inserm UMR1043) au sein du CHU de Toulouse.

En pleine campagne de vaccination 2011-2012 contre la grippe saisonnière, Odile Launay, directrice du centre d’investigation clinique en Vaccinologie Cochin Pasteur (Inserm/AP-HP/Institut Pasteur/Université Paris Descartes) rend compte des résultats de l’étude clinique PREFLUVAC menée pendant la pandémie grippale de 2009. Les chercheurs ont étudié la réponse à la vaccination de 107 femmes enceintes après l’injection d’une dose de vaccin antigrippal H1N1 administré sans adjuvant. Les chercheurs concluent que la vaccination antigrippale est immunogène chez la femme enceinte et protège les nourrissons par les anticorps transmis à travers le placenta.
Ces résultats, publiés dans la revue Annals of Internal Medicine datée du 6 Décembre 2011, sont disponibles en ligne.

La grippe est une infection respiratoire aiguë, contagieuse, due aux virusInfluenzae. Les virus grippaux se répartissent entre différents types : A, B et C. Les virus A et B sont à l’origine des épidémies saisonnières mais seul le virus A est responsable de pandémies. Très tôt au cours de la pandémie grippale de 2009, les femmes enceintes et les nourrissons sont apparus comme étant à très haut risque de complications et de décès en cas d’infection comme cela avait été observé au cours des pandémies grippales antérieures. Dès août 2009, une étude publiée dans The Lancet montrait que 10 % des formes graves étaient observées chez les femmes enceintes alors qu’elles représentent environ 1 % de la population (en France). La vaccination antigrippale H1N1 a donc été recommandée de façon prioritaire chez la femme enceinte.

L’équipe d’Odile Launay, directrice du centre d’investigation clinique en Vaccinologie Cochin Pasteur (Inserm/AP-HP/Institut Pasteur/Université Paris Descartes) a mis en place une étude vaccinale dont le but était de démontrer l’immunogénicité, c’est-à-dire la réponse en terme de production d’anticorps, après une injection unique du vaccin A (H1N1) administré sans adjuvant (1) chez la femme au 2e et 3e trimestre de la grossesse et de mesurer le passage trans-placentaire des anticorps maternels chez le nouveau-né.

Dans cette étude, 107 femmes entre 22 et 32 semaines d’aménorrhée suivies dans 5 maternités en France, ont été vaccinées entre le 3 novembre et le 4 décembre 2009 par une injection unique du vaccin A H1N1 administré dans le bras.

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Des prélèvements sanguins ont été pratiqués pour mesurer le taux d’anticorps protégeant contre le virus de la grippe :

• avant la vaccination
• 3 et 6 semaines après la vaccination
• à l’accouchement
• 3 mois après l’accouchement

A l’accouchement un prélèvement du sang du cordon ombilical a permis de mesurer la quantité d’anticorps antigrippaux transmis au nouveau-né. Tous les événements observés chez la mère et chez l’enfant ont été recueillis pendant le suivi de l’étude.

Avant la vaccination, 19 % des patientes avaient déjà des anticorps dirigés contre le virus H1N1 à des taux considérés comme protecteurs. Trois et 6 semaines après la vaccination, 98 % des patientes avaient des anticorps à des taux considérés comme protecteurs. A l’accouchement et 3 mois après l’accouchement, la proportion des patientes ayant des anticorps à des taux considérés comme protecteurs étaient de 92 % et 90 %. Chez le nouveau-né (au sang de cordon), des anticorps à des taux considérés comme protecteurs étaient mesurés dans 95 % des cas avec des concentrations d’anticorps plus élevés que chez la mère (rapport de 1,4 entre les taux chez le nouveau-né et les taux chez la mère à l’accouchement).

« Ces résultats montrent que la vaccination antigrippale est immunogène chez la femme enceinte et permet également de protéger les nourrissons par les anticorps transmis à travers la placenta« , conclut Odile Launay.

Cette étude mais aussi d’autres, portant sur un nombre plus important de femmes enceintes, ont confirmé l’absence de toxicité du vaccin antigrippal administré au cours de la grossesse. Cette année encore, la vaccination antigrippale est fortement recommandée chez la femme enceinte. La composition du vaccin contre la grippe est actualisée tous les ans en fonction des souches virales qui ont circulé majoritairement durant l’hiver précédent et qui sont susceptibles d’être présentes lors de l’hiver suivant. « Le virus grippal H1N1 2009 est toujours circulant, c’est pourquoi le virus vaccinal H1N1 inactivé est intégré dans la vaccination antigrippale saisonnière actuelle. Il est donc vivement recommandé de vacciner les femmes enceintes pour les protéger et protéger leur enfant pour lequel le vaccin ne peut être administré qu’à partir de l’âge de 6 mois » explique Odile Launay.

Note
(1) Les vaccins contre la grippe saisonnière ont tous la même composition et ne contiennent pas d’adjuvant à l’exception d’un vaccin, GRIPGUARD, indiqué chez les personnes de 65 ans et plus. L’adjuvant permet de stimuler la réaction immunitaire.

Une équipe française présente une approche novatrice pour le traitement des maladies auto-immunes. Dans le cadre de l’essai Anrs HC21 VASCU-IL2, les Professeurs David Klatzmann et Patrice Cacoub (Hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris) et leurs collègues de l’AP-HP, de l’Université Pierre et Marie Curie, du CNRS et de l’Inserm ont traité des patients présentant une complication auto-immune de l’hépatite C chronique avec de faibles doses d’interleukine-2. En stimulant une population précise de lymphocytes T, le traitement a permis d’obtenir une amélioration clinique marquée chez la majorité des patients. Ces résultats, publiés dans le New England Journal of Medicine du 30 novembre 2011 (1), ouvrent des perspectives nouvelles pour le traitement des maladies auto-immunes et inflammatoires.

Parmi les quelque 300 000 personnes chroniquement infectées par le virus de l’hépatite C (VHC) en France, 5% à 10% développent des complications auto-immunes atteignant les vaisseaux sanguins, appelées vascularites. Ces complications inflammatoires touchent notamment la peau, les articulations, les nerfs et les reins, avec une symptomatologie pouvant être sévère. Les équipes des Professeurs Patrice Cacoub et David Klatzmann (service de Biothérapies et service de Médecine Interne de l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière, Paris) ont montré il y a quelques années que les patients atteints de vascularites induites par le VHC présentent un déficit en lymphocytes T régulateurs (Tregs). Ces cellules du système immunitaire ont notamment pour fonction de prévenir l’apparition des maladies auto-immunes. Les chercheurs ont également montré qu’une fois les patients guéris de leur hépatite C, le taux des Tregs revient à la normale parallèlement à la guérison de la vascularite. Cela les a conduits à évaluer une approche thérapeutique originale visant à faire remonter le taux des Tregs chez des patients atteints de vascularites liées à une hépatite C chronique résistante aux traitements antiviraux. C’est l’objet de l’essai Anrs HC21 VASCU-IL2, dont les résultats sont publiés cette semaine dans The New England Journal of Medicine.

L’approche des chercheurs repose sur l’administration d’interleukine-2 (IL-2). Cette molécule est évaluée depuis plus de vingt ans pour le traitement de maladies pour lesquelles un renforcement des lymphocytes T est souhaité. Cependant, son efficacité est modeste et son usage est aujourd’hui limité à quelques indications, comme le cancer du rein ou le mélanome. Dans ces indications, l’IL-2 est administrée à fortes doses, entraînant des effets indésirables importants.

L’utilisation de l’IL-2 dans les maladies auto-immunes est a priori paradoxale. La survenue de ces maladies est en effet souvent due à l’attaque des tissus sains par une population particulière de lymphocytes T dits effecteurs (Teffs). A l’état normal, ces cellules ne s’attaquent pas aux cellules saines car elles sont contrôlées par les Tregs. La crainte des chercheurs était qu’en administrant de l’IL-2, les deux types de lymphocytes soient stimulés, avec un risque d’aggravation de la maladie auto-immune. C’est pourquoi les chercheurs ont choisi d’administrer l’lL-2 à très faibles doses, espérant activer uniquement les Tregs et non les Teffs.

L’essai réalisé a inclus 10 patients présentant des vascularites induites par une hépatite C chronique résistante à un traitement antiviral. Ils ont reçu quatre cures de cinq jours d’IL-2, à trois semaines d’intervalle, à des doses 10 à 20 fois plus faibles que celles habituellement utilisées en oncologie. Après six mois de suivi, le traitement par IL-2 à faibles doses se révèle très bien toléré, il a induit une stimulation significative des Tregs chez tous les patients, sans activation des Teffs, et il a entraîné une amélioration clinique marquée chez huit patients.

Ces résultats montrent pour la première fois chez l’homme que l’IL-2 à faibles doses a des effets thérapeutiques dans le contexte d’une maladie auto-immune, ouvrant la voie à ce type de traitement dans des maladies comme le diabète, la polyarthrite rhumatoide, la sclérose en plaque, le lupus…. Des essais de traitement par l’IL-2 du diabète de type 1 sont déjà en cours à l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière.

(1) David Saadoun, Michelle Rosenzwajg, Florence Joly, Adrien Six, Fabrice Carrat, Vincent Thibault, Damien Sene, Patrice Cacoub, David Klatzmann. Efficacy of low-dose IL-2 in HCV-vasculitis. N Engl J Med 2011;365:2067-77.

Les cellules dendritiques, sentinelles du système immunitaire (découvertes en 1973 par Ralph Steinman, Prix Nobel de Médecine 2011), jouent un rôle essentiel dans le mécanisme de fabrication des vaisseaux sanguins HEV, véritables portes d’entrée des lymphocytes dans les ganglions lymphatiques, les tissus enflammés et les tumeurs cancéreuses. C’est ce que viennent de montrer Christine Moussion et Jean-Philippe Girard (1), chercheurs à l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier). Ces travaux (2) sont publiés en ligne par la revue Nature le 13 novembre 2011. Mieux connaître ces mécanismes pourrait conduire à des applications importantes pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques et du cancer.

Afin de lutter contre les infections virales et bactériennes, les lymphocytes, globules blancs circulants dans le sang, s’acheminent vers les ganglions lymphatiques (3). Ils pénètrent dans les ganglions grâce à un type particulier de vaisseaux sanguins, appelés HEV. Ces vaisseaux HEV constituent des portes d’entrée très efficaces puisque l’on estime que dans l’organisme, à chaque seconde au moins 5 millions de lymphocytes entrent dans les ganglions via les vaisseaux HEV.

Depuis plusieurs années, l’équipe de Jean-Philippe Girard, directeur de recherche Inserm, s’efforce de mieux comprendre comment un vaisseau sanguin normal se transforme en vaisseau HEV (et vice versa). En étudiant les cellules présentes au voisinage des vaisseaux HEV, les chercheurs toulousains viennent de mettre en évidence le rôle fondamental des cellules dendritiques dans la fabrication des vaisseaux HEV. Grâce à de longs prolongements, ces cellules de forme étoilée entrent en contact avec les vaisseaux sanguins afin de leur délivrer un signal indispensable à leur transformation en vaisseaux HEV. Sous l’action des cellules dendritiques, les vaisseaux sanguins qui constituaient une barrière infranchissable pour les lymphocytes deviennent alors capables de les faire entrer massivement dans les ganglions lymphatiques. Ce processus est un élément nécessaire à la surveillance immunitaire de l’organisme.

En effet, les cellules dendritiques connues comme les sentinelles du système immunitaire, sont chargées de collecter et de présenter les antigènes étrangers provenant de virus, de bactéries ou de cellules cancéreuses, aux lymphocytes T. En contrôlant aussi l’accès des lymphocytes aux ganglions via les vaisseaux HEV, les cellules dendritiques vont permettre la rencontre entre les lymphocytes et les antigènes étrangers contre lesquels ils sont dirigés. Les cellules dendritiques jouent ainsi un nouveau rôle essentiel dans le système immunitaire, rôle insoupçonné jusqu’alors.

Les chercheurs ont également étudié les mécanismes mis en jeu dans le dialogue entre les cellules dendritiques et les vaisseaux HEV. Une meilleure connaissance de ces mécanismes pourrait avoir des applications importantes pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques et du cancer.

En effet, des vaisseaux HEV apparaissent dans la plupart des maladies inflammatoires chroniques (polyarthrite rhumatoïde, maladie de Crohn, dermatite atopique, psoriasis, asthme, …) et contribuent à l’inflammation du tissu. Bloquer la fabrication des vaisseaux HEV permettrait donc de diminuer l’inflammation. A l’inverse, dans le cancer, les vaisseaux HEV ont un effet bénéfique car ils facilitent l’entrée dans les tumeurs des lymphocytes tueurs.

Mieux comprendre les mécanismes de fabrication des vaisseaux HEV pourrait permettre d’augmenter la quantité de ces vaisseaux dans les tumeurs afin d’améliorer l’éradication des cellules cancéreuses par les cellules tueuses.

Notes
(1) Directeur de recherche Inserm.
(2) Ces travaux ont bénéficié du soutien financier de la Ligue Nationale Contre le Cancer (Equipe Labellisée Ligue 2009), et de l’Association pour la Recherche contre le Cancer (ARC) et de la Fondation RITC (bourses doctorale et post-doctorale).
(3) Les ganglions lymphatiques sont le lieu de prolifération et de différenciation des cellules immunitaires. Les vaisseaux lymphatiques amènent un antigène (souvent issu d’un pathogène), du tissu jusqu’aux ganglions, permettant ainsi d’entraîner une réponse immunitaire spécifique en activant les lymphocytes T et B.

Une collaboration internationale impliquant l’Inserm (Unité Inserm 891 « Centre de recherche en cancérologie de Marseille ») a permis de comprendre comment le virus de la rougeole quitte un organisme infecté pour contaminer un nouvel individu. Les chercheurs ont identifié un récepteur clé, localisé au niveau de la trachée, permettant au virus de propager très rapidement l’infection d’un organisme à l’autre et ce par voie aérienne. Ce récepteur appelé nectine-4 est également connu pour être un biomarqueur de certains cancers. Ces travaux font l’objet d’une lettre dans la revue Nature datée du 2 novembre 2011.

Le virus de la rougeole est un des pathogènes humains les plus contagieux et peut entraîner de graves complications, parfois mortelles. Il est transmis d’hôte à hôte principalement par voie aérienne (postillons, éternuements…). Ce phénomène est à l’origine de la propagation rapide de ce virus dans les populations à risque (non ou mal vaccinées) et interfère avec les programmes mondiaux de vaccination visant à l’éradiquer. Ainsi, on dénombre plus de 10 millions d’enfants malades et 120 000 décès par an dans le monde. La France est également confrontée à une épidémie de rougeole préoccupante. Alors qu’une quarantaine de cas seulement étaient déclarés chaque année en 2006 et 2007, on assiste, depuis 2008 à une nette augmentation (déjà 14 600 cas recensés depuis le début de l’année 2011) (1).

La découverte rapportée dans la revue Nature explique pourquoi ce virus se propage si rapidement. Les virus se servent généralement de récepteurs cellulaires pour initier et propager l’infection dans l’organisme. C’est le cas pour le virus de la rougeole qui infecte les cellules immunitaires présentes au niveau des poumons pour entrer et se propager dans l’organisme. L’étude montre, pour la première fois, comment le virus de la rougeole « sort » de son hôte en utilisant un autre récepteur (la nectine-4). La nectine-4 est spécifiquement localisée au niveau de la trachée, un site anatomique « privilégié » pour faciliter la contagion par voies aériennes.

Des perspectives intéressantes dans le domaine du traitement des cancers

La nectine-4 est un biomarqueur dans certains cancers comme le sein, l’ovaire et le poumon. Des thérapies utilisant une souche vaccinale modifiée du virus de la rougeole sont actuellement en cours de développement pour le traitement de certains cancers. En effet, ce virus se réplique préférentiellement dans les cellules cancéreuses et induit leur destruction. Ainsi, la prise en compte de la présence de ce biomarqueur dans les tumeurs est essentielle à l’amélioration de l’efficacité de ces thérapies innovantes.

Note
(1) Source INPES octobre 2011 – Epidémie de rougeole : présentation de la campagne de communication

Dans le cadre d’un projet mené par des équipes de l’université de Cambridge et du Sanger Institute, en collaboration avec une équipe de l’Institut Pasteur et de l’Inserm, des chercheurs montrent pour la première fois que des cellules souches adultes appelées iPS (1), produites à partir de cellules de patients atteints d’une maladie du foie, peuvent être génétiquement corrigées puis différenciées en cellules hépatiques pour participer à une régénération du foie dans un modèle animal. Ces travaux, publiés le 12 octobre sur le site de la revue Nature, constituent une preuve de concept majeure pour envisager le recours futur à ces cellules souches chez l’Homme, en vue d’une thérapie génique.

Depuis quelques années, les scientifiques savent produire des cellules ayant les propriétés de cellules souches à partir de cellules déjà matures et spécialisées de notre organisme, comme celles de la peau. Ces cellules souches, appelées « iPS », sont dites « pluripotentes » : elles peuvent fournir des cellules spécialisées, sur commande, possédant le même patrimoine génétique que les cellules d’origine. Les cellules iPS constituent une base potentielle à l’exploration de nombreux domaines thérapeutiques, notamment celui des greffes ou de la thérapie génique. Pour autant, les travaux menés sur ces cellules n’avaient pas à ce jour apporté de preuve de leur efficacité potentielle in vivo pour de telles utilisations.

Des chercheurs du Sanger Institute et de l’université de Cambridge (Royaume-Uni), avec la collaboration d’une équipe française Institut Pasteur/Inserm, viennent pour la première fois de démontrer que les cellules dérivées de cellules souches iPS peuvent être utilisées dans le cadre d’une thérapie génique pour contribuer à pallier les effets d’une pathologie dans un modèle de souris portant une insuffisance hépatique.

Les chercheurs ont travaillé sur une maladie génétique rare qui affecte le foie. Elle est due à une mutation ponctuelle dans le gène de l’enzyme alpha-1-antitrypsine, essentielle au bon fonctionnement des cellules hépatiques. Chez l’enfant, elle se manifeste par des symptômes plus ou moins bénins (jaunisse, distension de l’abdomen…), mais peut évoluer progressivement chez l’adulte vers un emphysème pulmonaire et une cirrhose, contre laquelle le seul espoir de guérison est une transplantation de foie.

Les chercheurs de l’université de Cambridge, dirigés par Ludovic Vallier et David Lomas, et du Sanger Institute, conduits par Allan Bradley, ont dans un premier temps prélevé des cellules de la peau de patients, et les ont mises en culture in vitro afin de les « dédifférencier » et de leur conférer les propriétés de cellules souches pluripotentes : c’est le stade « cellules iPS ». Les scientifiques sont alors parvenus, par génie génétique, à corriger dans ces cellules la mutation responsable de la maladie. Ils ont ensuite engagé ces cellules souches devenues « saines » dans la voie de maturation les conduisant à se différencier en cellules du foie.

Les scientifiques de l’Institut Pasteur et de l’Inserm, menés par Hélène Strick-Marchand dans l’unité mixte Institut Pasteur/Inserm Immunité innée dirigée par James Di Santo, ont alors testé les nouvelles cellules hépatiques humaines ainsi produites sur un modèle animal atteint d’insuffisance hépatique. Leur travail a montré qu’elles étaient d’une part parfaitement fonctionnelles et aptes à s’intégrer dans le tissu existant, et d’autre part qu’elles contribuaient à la régénération du foie chez les souris traitées.

Ces travaux pionniers, publiés dans Nature, renforcent ainsi les espoirs des communautés scientifiques et médicales dans le recours aux cellules iPS à des fins thérapeutiques chez l’Homme.

Note
(1) Induced pluripotent stem cells – cellules souches pluripotentes induites

Un nouveau mécanisme de défense naturelle contre les infections vient d’être mis en évidence par une équipe internationale menée par des chercheurs du CNRS, de l’Inserm, de l’Institut Pasteur et de l’Université Paul Sabatier – Toulouse III (1). Le zinc, métal lourd toxique à forte dose, est utilisé par les cellules du système immunitaire pour éliminer les microbes tels que le bacille de la tuberculose ou E. coli.Publiée dans la revue Cell Host & Microbe le 14 septembre 2011, cette découverte permet d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques et de tester de nouveaux candidats-vaccins.

L’une des stratégies bien connues de notre système immunitaire pour détruire les microbes consiste à les priver de nutriments essentiels comme les métaux lourds, notamment le fer. Pour la première fois, une étude internationale menée par les chercheurs de l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (CNRS/Université Paul Sabatier – Toulouse III), du Centre d’immunologie de Marseille Luminy (CNRS/Inserm/Université de la Méditerranée) et de l’Institut Pasteur, révèle que l’inverse est également vrai : les cellules immunitaires sont capables de mobiliser des réserves de métaux lourds, en particulier de zinc, pour intoxiquer les microbes. Ce phénomène vient d’être mis en évidence pour Mycobacterium tuberculosis, l’agent de la tuberculose chez l’homme qui fait près de 2 millions de morts par an dans le monde ainsi que pour Escherichia coli dont certaines souches sont responsables d’infections graves du système digestif et urinaire. Dans les cellules du système immunitaire (les macrophages -2) ayant ingéré M. tuberculosis ou E. coli, les chercheurs ont constaté une accumulation rapide et persistante de zinc. Ils ont également observé la production de nombreuses protéines à la surface des microbes dont la fonction est de « pomper », c’est-à-dire d’éliminer les métaux lourds à l’extérieur de ces organismes. Dans les macrophages, les microbes sont donc exposés à des quantités potentiellement toxiques de zinc et ils tentent de se protéger contre une intoxication en

synthétisant ces pompes. Preuve en est qu’en inactivant par génie génétique ces pompes, M. tuberculosis et E. coli deviennent encore plus sensibles à la destruction par les macrophages.

Le zinc, bien que toxique quand il est ingéré en trop grande quantité, est donc bénéfique pour le système immunitaire, en particulier parce qu’il est utilisé par les macrophages pour intoxiquer les microbes. Des mécanismes équivalents pourraient exister pour d’autres métaux lourds comme le cuivre. Ces résultats ont des implications cliniques très concrètes. Ils permettent notamment de reposer la question de la complémentation nutritionnelle dans le traitement des malades (ex. par le zinc). Ils pourraient aussi être à l’origine de nouveaux antibiotiques qui bloqueraient l’action des pompes microbiennes à métaux ou de nouvelles souches vaccinales atténuées qui sont actuellement déjà testées comme candidats vaccins.

Note

(1) Ces chercheurs travaillent à l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (CNRS/Université Paul Sabatier – Toulouse III), au Centre d’immunologie de Marseille Luminy (CNRS/Inserm/Université de la Méditerranée) et au sein de l’Unité de génétique mycobactérienne de l’Institut Pasteur.
(2) Un macrophage est une cellule du système immunitaire. Il est localisé dans les tissus pouvant être soumis à des infections ou à une accumulation de débris à éliminer (foie, poumons, ganglions lymphatiques, rate…) et possède notamment une fonction de phagocytose, à savoir la capacité d’ingérer des bactéries, levures, débris cellulaires… (la vésicule intracellulaire formée lors de la phagocytose est appelée phagosome et sera dirigée vers le lysosome pour sa dégradation complète).

Développer un vaccin efficace contre l’hépatite C : tel est l’objectif d’une étude européenne coordonnée par David Klatzmann du laboratoire Immunologie-immunopathologie-immunothérapeutique (CNRS/UPMC/Inserm) et soutenue par l’ANRS. Pour la première fois, les chercheurs sont parvenus à produire chez l’animal des anticorps à large spectre contre le virus de l’hépatite C. Publiés le 3 août 2011 dans la revue Science Translational Medicine, ces résultats ouvrent la voie à la mise au point d’un vaccin contre l’hépatite C et plus largement, vers une nouvelle technologie pour le développement de vaccins contre d’autres infections (VIH, dengue…).

L’infection par le virus de l’hépatite C (VHC) est un problème de santé publique majeur. Dans le monde, 200 millions de personnes sont chroniquement infectées et, dans certaines régions, 10 à 30 % de la population est touchée. Les complications majeures de l’infection par le VHC (comme l’insuffisance hépatique ou les cancers du foie) provoquent environ 50 000 morts par an au niveau mondial. L’OMS estime que sans intervention rapide pour contenir la propagation de l’infection, la mortalité liée à l’infection par le VHC pourrait dépasser celle causée par le VIH. Il existe des traitements antiviraux qui permettent d’éradiquer le virus mais ils sont très coûteux et peu accessibles aux pays du Sud et il n’y a pas encore de vaccin préventif de l’infection dont le besoin est pourtant manifeste.

Dans le cadre d’une étude européenne coordonnée par David Klatzmann du laboratoire Immunologie-immunopathologie-immunothérapeutique (CNRS/UPMC/Inserm) et soutenue par l’ANRS, la start-up Epixis révèle les résultats prometteurs d’une nouvelle stratégie de développement vaccinal obtenus par plusieurs équipes françaises (1).
Dans le but de développer un vaccin contre le VHC, les chercheurs ont mis au point une technologie basée sur l’utilisation de « pseudo-particules » virales. De telles structures artificielles ressemblent aux particules virales mais elles n’en n’ont pas la dangerosité puisqu’elles ne contiennent pas de matériel génétique et ne permettent pas au virus de se multiplier (2). La nouveauté de l’étude réside dans l’élaboration de pseudo-particules virales « chimériques », c’est-à-dire construites avec des fragments issus de deux virus différents. Ici, il s’agit d’une pseudo-particule issue d’un rétrovirus de souris recouverte de protéines du VHC.
En réaction à une vaccination avec ces pseudo-particules virales, les chercheurs ont observé, pour la première fois, la production d’anticorps neutralisants le virus VHC chez la souris et le macaque. Il est largement accepté que les anticorps neutralisants sont les principaux médiateurs d’une immunité protectrice pour la plupart des vaccins utilisés chez l’homme.

Ces mêmes anticorps se sont révélés avoir une activité à large spectre, c’est-à-dire capables d’induire une immunité neutralisante contre les différents sous-types du VHC. Jusqu’à présent, les tentatives dans ce sens avaient échoué.

Ces résultats sont importants pour la mise au point d’un vaccin préventif contre le virus de l’hépatite C. Plus généralement, ils sont applicables au développement de stratégies similaires pour des vaccins contre d’autres infections, comme le VIH, la dengue, leVirus Respiratoire Syncytial (RSV)…

Ces travaux ont été soutenus par l’ANRS et par un contrat de recherche européen « CompuVac » financé dans le cadre du 6ème Programme-cadre de recherche et de développement (PCRD). Ils impliquent 18 partenaires européens dont le CNRS, l’UPMC, l’ENS de Lyon, l’Institut Pasteur, le CEA, l’Inserm, l’Université Claude Bernard – Lyon 1, la société Epixis.

Notes

(1) Ont notamment été impliquées dans cette étude : des équipes du laboratoire Immunologie-immunopathologie-immunothérapeutique (CNRS/UPMC/Inserm), du laboratoire de virologie humaine (Inserm/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS Lyon), de l’Unité de génomique virale et vaccination (CNRS/Institut Pasteur), du service d’immunovirologie (CEA/Université Paris-Sud 11).
(2) L’utilisation de pseudo-particules virales est bien connue et appliquée, par exemple dans le vaccin contre le papillomavirus.

Maryse Lebrun, directrice de recherche à l’Inserm et ses collaborateurs du laboratoire Dynamique des interactions membranaires normales et pathologiques (CNRS/Universités Montpellier 1 et 2), ont caractérisé un complexe de protéines qui permet aux agents responsables du paludisme et de la toxoplasmose d’infecter les cellules hôtes. Un mécanisme très original car le parasite fournit à la fois le récepteur qu’il insère dans la membrane de la cellule hôte et le ligand qu’il expose à sa surface. La structure tridimensionnelle du complexe vient d’être élucidée par les chercheurs. Ces nouvelles données sont publiées dans la revue Science datée du 22 juillet 2011. En vue : la conception de molécules capables d’inhiber la formation du complexe protéique en question et de bloquer l’invasion de Plasmodium falciparum dans les globules rouges.

Les Apicomplexes constituent une vaste famille de parasites responsables de nombreuses maladies chez l’homme et chez les animaux: c’est le cas de Plasmodium, parasite responsable du paludisme et de Toxoplasma gondii agent de la toxoplasmose. Le paludisme entraîne la mort de plus d’un million d’individus chaque année. Plus du tiers de la population mondiale y est exposé et le parasite a développé des mécanismes de résistance à la plupart des médicaments disponibles. La toxoplasmose, quant à elle, est placée au premier rang des infections congénitales.

Ces parasites intracellulaires pénètrent à l’intérieur des cellules des organismes qu’ils infectent. Le laboratoire de recherche montpelliérain étudie les mécanismes liés à l’invasion de la cellule-hôte, étape cruciale au développement de l’infection, dont ils recherchent les spécificités afin de développer de nouvelles cibles thérapeutiques.

Les chercheurs de l’Inserm et du CNRS ont récemment décrypté au niveau cellulaire et moléculaire le mécanisme d’entrée des Apicomplexes dans la cellule. Il repose sur la formation d’un complexe protéique à l’interface de la membrane de la cellule hôte et de celle du parasite, constituant une structure appelée jonction mobile (JM). Ce mécanisme est très original car le parasite fournit à la fois le récepteur (RON2) qu’il insère dans la membrane de la cellule hôte et le ligand (AMA1) qu’il expose à sa surface. Ces protéines sont absentes chez l’hôte et ce mécanisme est donc spécifique aux Apicomplexes. Les chercheurs ont délimité dans RON2 une courte région peptidique capable de lier AMA1 avec une très forte affinité et qui inhibe l’invasion du parasite.

Reconstitution tridimensionnelle du complexe RON à la jonction de Toxoplasma gondii et sa cellule hôte lors de l’invasion du parasite dans la cellule hôte. L’anneau en rouge correspond à la protéine RON2 et délimite la partie intra- et extra-cellulaire du parasite. Images obtenues par les chercheurs de l’UMR5235 CNRS Université Montpellier 2

En collaboration avec un groupe Canadien (University of Victoria, à Vancouver) les chercheurs ont cristallisé le complexe AMA1-peptide RON2 chez Toxoplasma et cartographié les acides aminés essentiels à l’interaction AMA1-RON2 et la formation de la JM in vivo. Le peptide RON2 s’insère dans un sillon hydrophobe d’AMA1 et permettrait au parasite de vaincre les contraintes mécaniques rencontrées lors de l’invasion de la cellule hôte. « L’analyse de la relation ‘structure/fonction’ et la modélisation du complexe équivalent de Plasmodium falciparum nous ont permis de délimiter sur RON2 une zone plus particulièrement impliquée dans la spécificité de l’interaction parmi les différents Apicomplexes et de comprendre les mécanismes d’inhibition d’invasion des anticorps dirigés contre AMA1″ précise Maryse Lebrun. L’ensemble de ces données offre des bases à la conception de molécules capables d’inhiber la formation du complexe AMA1-RON2 et l’invasion de P. falciparum dans les globules rouges.

De plus, le complexe AMA1-RON2 étant conservé chez des Apicomplexes responsables d’infections vétérinaires à fort impact économique comme les coccidioses aviaires, la piroplasmose, la néosporose, la toxoplasmose ovine, cette stratégie est également généralisable à la lutte contre d’autres infections parasitaires. Les résultats de ce projet sont donc potentiellement à l’origine d’applications directes sur le plan médical et vétérinair.

Le programme de circoncision masculine à Orange Farm en Afrique du Sud (étude ANRS 12126) ralentit fortement l’infection des hommes par le VIH. 

Trois ans après le début d’une intervention reposant sur la circoncision des hommes adultes dans le bidonville d’Orange Farm (Afrique du Sud), une réduction importante de la prévalence et de l’incidence du VIH chez les hommes circoncis a été observée. Ce résultat démontre pour la première fois que la circoncision masculine appliquée à grande échelle est efficace pour lutter contre le VIH au niveau d’une communauté. Cette recherche, coordonnée par Bertran Auvert (Inserm U1018/Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines) et menée par Dirk Taljaard (Progressus, Afrique du Sud) et David Lewis (Institut National des Maladies Contagieuses, Afrique du Sud), est financée par l’ANRS. Ces résultats sont présentés en tant que présentation orale « late breaker » à la conférence IAS-2011, à Rome, le 20 juillet.

L’effet protecteur de la circoncision de l’homme adulte sur l’acquisition du VIH a été démontré dans trois essais randomisés princeps menés en Afrique du Sud (étude ANRS 1265, publiée en 2005), au Kenya (2007) et en Ouganda (2007). Ces études ont établi que le risque d’être infecté par le VIH des hommes circoncis était réduit de 60%. Ces résultats ont conduit l’OMS et l’ONUSIDA à recommander en 2007 la circoncision de l’adulte comme stratégie de prévention additionnelle contre le VIH dans les communautés ayant une forte prévalence du VIH et une faible prévalence de la circoncision.

Plusieurs programmes proposant la circoncision médicalisée des hommes adultes à large échelle sont actuellement en cours dans des pays d’Afrique subsaharienne tels que le Swaziland, le Kenya, le Zimbabwe et l’Afrique du Sud. Cependant, la capacité de ces programmes à réduire le nombre de nouveaux cas de VIH (l’incidence) et la proportion des personnes infectées (la prévalence) n’avait pas encore été démontrée. C’est ce que vient de faire l’étude ANRS 12126. En effet, cette étude menée en Afrique du Sud démontre l’efficacité de la circoncision de l’adulte comme intervention contre le VIH chez les hommes à l’échelle communautaire.

L’étude porte sur la population de 110 000 adultes du bidonville d’Orange Farm et a été conduite entre 2007 et 2010. Le projet consistait à proposer une circoncision gratuite et médicalisée à tous les hommes volontaires âgés d’au moins 15 ans. Plus de 20 000 circoncisions ont été effectuées. Le projet s’est appuyé sur une mobilisation des habitants ainsi que sur un large programme d’information sur la prévention, incluant le dépistage, la distribution de préservatifs, et la promotion de la santé sexuelle et reproductive.
Entre 2007 et 2010, la proportion d’hommes circoncis est passée de 16% à 50% parmi les 15-49 ans, avec un pic à 59% chez les 15-24 ans. Les comportements sexuels, notamment l’usage des préservatifs ne se révèlent pas différents chez les hommes circoncis et non circoncis. Chez les hommes circoncis, la prévalence du VIH est 55% plus basse et l’incidence du VIH est 76% plus faible. Sur le plan statistique, cette réduction d’incidence n’est pas différente de celle observée dans les trois essais princeps.
Enfin, les chercheurs montrent que si aucun homme n’avait été circoncis dans cette communauté pendant cette période, la prévalence du VIH aurait été de 25% plus élevée qu’elle ne l’est maintenant et l’incidence du VIH aurait été de 58% plus élevée.

Le professeur Bertran Auvert, principal investigateur déclare : « Cette étude démontre que la circoncision permet de réduire l’épidémie de l’infection à VIH dans les communautés fortement infectées ; c’est un espoir dans notre lutte contre cette infection. Réduire le nombre de nouvelles infections va réduire les décès dus au SIDA mais aussi les besoins en traitements antirétroviraux. Cette étude montre enfin que la généralisation de la circoncision devrait être une priorité de santé publique en Afrique australe et de l’Est et qu’un engagement politique fort est nécessaire ».

Le docteur Dirk Taljaard, l’un des deux investigateurs sud africains déclare: « Nous sommes en train de changer les normes sociales relatives à la circoncision. Ceci rend son utilisation pérenne. Nous devrions bientôt détecter une réduction de l’infection des femmes »;

Le professeur David Lewis, l’autre investigateur sud-Africain déclare : « Cette étude montre un résultat extraordinaire pour une intervention qui coûte 40 euros, prend 20 minutes et ne doit être faite qu’une seule fois dans la vie ».

Enfin, le professeur Jean-Francois Delfraissy, Directeur de l’ANRS, déclare : « Cette étude marque une étape importante qui confirme les données des essais randomisés princeps, mais cette fois-ci à l’échelle d’une communauté, dans la « vraie vie » : la circoncision masculine est capable de protéger partiellement mais fortement les hommes du VIH. Il nous faudra ensuite analyser l’ensemble des données qui nous permettront de mesurer l’impact de la circoncision masculine sur l’ensemble de la population d’Orange Farm, hommes ET femmes ».

La généralisation de la circoncision se poursuit à Orange Farm. Les résultats obtenus aujourd’hui sont encourageants pour la poursuite des programmes de généralisation de la circoncision masculine médicalisée menés en Afrique Australe et de l’Est, sous réserve que cette pratique soit acceptée des populations comme cela a été le cas à Orange Farm.