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Tolérance immunitaire Modèles animaux de maladies autoimmunes AS.Korganow, CNRS 9021,Tolérance B lymphocytaire et autoimmunité

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Présentation au sujet: "Tolérance immunitaire Modèles animaux de maladies autoimmunes AS.Korganow, CNRS 9021,Tolérance B lymphocytaire et autoimmunité"— Transcription de la présentation:

1 Tolérance immunitaire Modèles animaux de maladies autoimmunes AS.Korganow, CNRS 9021,Tolérance B lymphocytaire et autoimmunité

2 Modèles animaux de MAI 2011 Les partenaires de la réponse immunitaire spécifique 1. Les cellules présentatrices dAg macrophages Cellules dendritiques Lymphocytes B

3 Modèles animaux de MAI La réponse immunitaire cellulaire CD4+ Reconnaissance de lAg dans les molécules de classe II Profil de cytokines Th1 3. La réponse immunitaire cytotoxique CD8+ La réponse immunitaire humorale CD4+ primé Lymphocyte B Reconnaissance de lAg dans les molécules de classe I Lyse de la cible Reconnaissance de lAg dans les molécules de classe II Profil de cytokines Th2

4 Modèles animaux de MAI Les nouveaux lymphocytes effecteurs CD4+ Les lymphocytes régulateurs Lc T Th17, Th23... Lymphocytes B régulateurs

5 Modèles animaux de MAI 2011 Les partenaires de la réponse immunitaire innée Le système phagocytaire macrophages PNN Le système du complément Les Toll récepteurs TLR1 à TLR n Molécules exprimées à la surface des cellules du sytème immunitaire et susceptibles dêtre activées directement par des motifs des agents pathogènes

6 Modèles animaux de MAI 2011 Les principes de la tolérance (régulation des T ou des B générés autoréactifs) 1. Les lymphocytes B Tolérance centrale ou sélection négative apoptose dans la MO anergie récepteur éditing Tolérance périphérique délétion ou anergie 2.les lymphocytes T Tolérance centrale ou sélection négative apoptose Dans le thymus coexpression dun autre TCR anergie (rare) Tolérance périphérique anergie rare délétion

7 Modèles animaux de MAI 2011 Léchappement à la tolérance: hypothèses (« survie » de lymphocytes autoréactifs) Faiblement autoréactifs, échappant à la tolérance ex : autoanticorps naturels de faible affinité Lymphocytes autoréactifs vis à vis d'antigènes cachés Ag absents du thymus antigènes apparaissant au cours du dév. antigènes cryptiques tissulaires antigènes des sites privilégiés (œil, SNC)

8 Modèles animaux de MAI 2011 Autoimmunité : Réponse immunitaire adaptative dirigée contre Soi Mécanismes généraux Activation de lymphocytes T auto-réactifs à lencontre dun auto-antigène Activation de lymphocytes B auto-réactifs Notion de rupture de tolérance Cause inconnue Intervention facteurs génétiques facteurs hormonaux facteurs environnementaux radiations UV infectieux alimentaires Maladies autoimmunes : pathologie résultant dun processus autoimmun

9 Modèles animaux de MAI 2011 Pourquoi des modèles animaux de maladies autoimmunes ? Variabilité clinique au sein dune même pathologie Variabilité génétique ethnique et géographique Difficulté dappréhension des facteurs environnementaux Difficulté de cerner le début de la maladie Problème daccès au « matériel « cellulaire ou dorgane Quels animaux ? Le plus souvent des souris ou des rats Le plus petit, le moins de problèmes éthiques Se reproduisant facilement Le moins cher

10 Modèles animaux de MAI 2011 Pour quelles questions ? De façon générale, deux questions, La rupture de tolérance lymphocytaire T ou B Les mécanismes lésionnels : cellulaires, cascade inflammatoire, le rôle des autoanticorps Sous-tendant Une analyse génétique Une analyse des facteurs environnementaux, infectieux en particulier Une analyse des compartiments lymphocytaires T et B, centraux et périphériques Une dissection physiopathologique des lésions tissulaires

11 Modèles animaux de MAI 2011 Quels types de modèles animaux ? A chaque modèle, ses questions et ses réponses … Les modèles induits -modèles de transferts de sérums (myasthénie) -Arthrite au collagène -Lencéphalite allergique expérimentale -La kératite herpétique Les modèles spontanés ou multigéniques Les modèles congéniques Les modèles transgéniques/knock-in Pour un gène (MHC) Pour un clone lymphocytaire (B ou T) Pour surexprimer une molécule (TNF) Les modèles knock-out Pour une molécule de fonction mal connue Pour une cytokine Pour un gène du développement lymphocytaire

12 Modèles animaux de MAI 2011 Illustration de la multigénicité des maladies autoimmunes Le modèle de la souris NZB/NZW explication du principe des souris congéniques

13 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle de la souris NZB/NZW, modèle spontané de LED La maladie humaine : Le lupus érythémateux disséminé ou systémique : MAI relativement fréquente (10 à 65 cas / habitants) Maladie inflammatoire chronique évoluant par poussées : atteinte multiorgane (peau, articulations, rein, système nerveux) Production dautoanticorps anti-ADN, antinucléaires (ANAs)… Dépôts pathogènes dautoanticorps : ex : rein glomérulonéphrite Concordance chez les jumeaux monozygotes : 24 à 57% Maladie multigénique

14 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle NZB/NZW Croisement (F1) de la souche de souris NZB et de la souche NZW (1963) Développe des lésions rénales similaires à la glomérulonéphrite lupique, avec des dépôts dANAs sous forme de complexes immuns à la surface des glomérules Production dautoAC anti-nucléaires culmine à lage de 9 mois Défauts intrinsèques des LB : hyper-réactivité Rôle pathogène des cellules T, CD4+

15 Modèles animaux de MAI 2011 I ntérêt du modèle NZB/NZW : Détermination des loci de susceptibilité à la maladie Les souches parentales NZB et NZW ont des génomes différents : elles développent des symptômes autoimmuns différents entre eux et différents de la souche NZB/NZW : - NZB : anémie hémolytique - NZW : glomérulonéphrite moins sévère que NZB/NZW Développement de souches congéniques : par croisement au hasard des souches NZB et NZW ; ex : NZW x NZB/NZW A permis de développer 27 souches congéniques appelées NZM : chacune représente une combinaison unique des génomes de NZB et NZW

16 Congenic dissection of NZM2410 strain In NZM2410 strain: 3 major loci have been associated with disease susceptibility : sle1, sle2, sle3 3 congenic strains have been produced (sle1, sle2, sle3) on C57BL/6 background

17 Sle mice Sle1Sle2Sle3 Morel L., J Immunol, 1997, 158, 6019

18 Sle mice Sle1Sle2Sle3/5 Morel L., J Immunol, 1997, 158, 6019 Each of the four congenic strains expresses a unique collection of phenotypes None develop severe pathology: individual genes are not sufficient to cause lupus Sle4

19 Modèles animaux de MAI 2011 Illustration de la multigénicité des maladies autoimmunes autres systèmes d'abord : -création de souris KO pour différents gènes avec obtention d'un même phénotype -croisement de souris KO pour obtenir un phénotype lupique -utilisation d'un KO sur un fond génétique particulier, ne donnant pas le même résultat que sur un autre fond (B6, Balbc, 129, DBA2...)

20 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle de la souris NOD, modèle spontané de diabète La maladie humaine : le diabète Destruction des cellules des ilôts de Langherans du pancréas Infiltration CD4 et CD8, de lymphocytes B, de macrophages et de cellules NK Influence de facteurs génétiques Gènes de classe II du CMH (DR3, DR4) et autres loci Influence de facteurs environnementaux Concordance des jumeaux monozygotes de 36% Influence migratoire Rôle du virus cocksackie, de la rubéole congénitale

21 Modèles animaudx de MAI 2011 Le modèle de la souris NOD, modèle spontané de diabète Souche japonaise 26ème génération, 60 à 80% de femelles malades, 10% de males Insulite vers 4-5 semaines Diabète entre 12 et 25 semaines de vie Associé à un diabète, une thyroidite, une sialite Destruction des cellules des ilôts de Langherans du pancréas Infiltration CD4 et CD8, de lymphocytes B, de macrophages et de cellules NK Influence de facteurs génétiques (15 loci ou Idd, sur 11 chromosomes, Idd1 est le CMH) Influence de facteurs environnementaux : souris NOD en zone SPF rôle des virus cocsackie, de la rubéole, de la chorioméningite Lc

22 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle de la souris NOD, modèle spontané de diabète Le diabète est-il une maladie T dépendante ? -infiltration histologique par des lymphocytes T CD4 et CD8 (insulite) -Traitements par des anticorps monoclonaux anti-CD4 et CD8 -Introduction dune déficience T (souris nude, TCR KO) -Thymectomie néonatale -Transferts de clones de cellules T, issus des ilôts de souris diabétiques -Souris transgéniques pour un récepteur de cellule T « diabétogène »

23 Modèles animaux de MAI 2011

24 Modèles animaux de MAI 2011 N.Engl.J.Med. 2009

25 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD La maladie humaine : la polyarthrite rhumatoide Infiltration inflammatoire de la synoviale articulaire et pannus destructeur Existence dautoAc (FR et anti-peptides citrullinés) Rôle du TNF Influence génétique : allèles DRB1 du groupe dallèles DR4 (QKRAA, QRRAA ou RRRAA) Influence environnementale (concordance des jumeaux monozygotes)

26 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD Validation dun modèle de PR KRN : modèle trangénique pour un TCR F1, KRN x NOD : descendance du croisement souris KRN et NOD Polyarthrite érosive à 5 semaines Infiltration de la synoviale articulaire Existence dautoanticorps Influence génétique (molécules de classe II de NOD)

27 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD Exploitation dun modèle de PR Traitement par anti-CD4 : les lymphocytes T sont indispensables à larthrite Croisements avec des souris mt : les lymphocytes B sont également indispensables Transferts de sérums de souris arthritiques : le sérum transfert larthrite Transferts dIgG purifiées de souris arthritiques : ce sont les auto-Ac qui sont nécessaires Analyse de la spécificité des Ac par Western Blott : Ag ubiquitaire, la GPI Croisements avec des souris déficientes pour des fractions du complément : activation du complément dans larticulation

28 Modèles animaudx de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD Exploitation dun modèle de PR : rôle des autoAc

29 Modèles animaudx de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD Exploitation dun modèle de PR : rôle des lymphocytes T et B

30 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD

31 Modèles animaux de MAI 2011 Le modèle KRN x NOD

32 Modèles animaux de MAI 2009

33 Modèles animaux de MAI 2011 Recherche thérapeutique sur la PR Utilisation du modèle murin d'arthrite au collagène Recherche sur une thérapie locale, en remplacement de l'anti-TNF systémique = délivrance intra-articulaire d'un rAAV5 virus, contenant un anti-TNF shRNA

34 Modèles animaux de MAI 2011 Coopération des shémas de limmunité innée et spécifique Rôle potentiel des TLRs dans lautoimmunité Récepteurs Toll ou Toll-R : récepteurs présents à la surface ou dans les endosomes de différents types cellulaires (lymphocytes T ou B, cellules dendritiques) Susceptibles dêtre directement activés par des composants bactériens TLR-4 : LPS TLR-9 : CpG bactériens TLR-2 : protéines OspA de Borrélia TLR-5 : flagelline bactérienne TLR-7 : RNA viral avec activation de la cellule en aval

35 Modèles animaux de MAI 2011 Coopération des shémas de limmunité innée et spécifique Rôle potentiel des TLRs dans lautoimmunité

36 Modèles animaux de MAI 2011 Coopération des shémas de limmunité innée et spécifique Rôle potentiel des TLRs dans lautoimmunité

37 Modèles animaux de MAI 2011 Coopération des shémas de limmunité innée et spécifique Rôle potentiel des TLRs dans lautoimmunité Modèle de Leadbetter Utilise des souris avec des lymphocytes B tg pour un BCR FR (fragement Fc des IgG) Les lymphocytes B ne sont pas activés directement par des IgG Mais par un pontage des récepteurs du BCR (FR) et des TLR-9 Par des complexes IgG-nucléosome-CpG

38 Modèles animaux de MAI 2011 Coopération des shémas de limmunité innée et spécifique Rôle potentiel des TLRs dans lautoimmunité

39 Modèles animaux de MAI 2011 Conclusion Modèles animaux de MAI Explorent peu à peu les lésions physiopathologiques des maladies dites autoimmunes Amènent sans cesse de nouvelles hypothèses étiologiques Reste le problème philosophique de la correspondance « homme »-animal …


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