CPR et marqueurs de l’inflammation Pr Jean-Paul Cristol Laboratoire de Biochimie U.F. des Lipides et du Stress Oxydant Hôpital Lapeyronie, Montpellier

Du foyer inflammatoire à la réponse systémique Infection Dommage tissulaire : (I/R, Rejet, Tumeur, agression chimique…) Trauma Sécrétion de Cytokines proinflammatoires IL-1 , TNF, IL-6 Recrutement de cellules proinflammatoires Foyer Inflammatoire Action systémique

Du foyer inflammatoire à la réponse systémique Fièvre CYTOKINES : IL-1, TNF-a, IL-6 Hématopoiése ACTH Glucocorticoides Protéines de la phase aigue : CRP, SAA, haptoglobine, a1 acid glycoprotéine, Fibrinogène ....

Les protéines de la phase aiguë Taux plasmatique (% de variation) Jours après le Stimulus Gabay and Kushner, N. Engl. J. Med., 340:448-454, 1999

Les protéines de réponse rapide et intense : *Augmentation massive (X 10, 100, 1000) * Demi vie de 8 à 19 heures * SAA (Serum Amyloïd A) Famille de protéines polymorphes (4 gènes) Apolipoprotéines associées aux HDL3 Facilite l’uptake des HDL par les monocytes Diminue l’uptake par l’hépatocyte  Capture du cholestérol sur le site inflammatoire  Redistribution secondaire pour la réparation Effet anti-inflammatoire (Diminution FRO) et antiagrégant * Pentraxines : CRP et Serum Amyloïd P Component (SAP)

Les protéines de réponse plus lente et d’intensité modérée : *Augmentation modérée (X 1,5 à 4) *Augmentent après 3-4 jours / Demi vie de 3 à 6 jours : X1,5 : Fraction C3 Céruloplasmine X 2-4: Orosomucoïde (a1 acid glycoprotéine) a1 antitrypsine Haptoglobine Fibrinogène

Les protéines à réponse négative : Après injection sous cutanée d’Il-6 2 4 6 8 10 12 14 16 DAY 40 60 80 100 120 140 % of pretreatment value Transthyretin Retinol Binding Protein Transferrin Banks RE et al Clin Exp Immunol 1995;102:217-23

CRP et Marqueurs de l’Inflammation . I) Réaction inflammatoire et protéines de la phase aigue : II) La CRP : Plus qu’un marqueur de l’inflammation ? ?

CRP et Pentraxines : structures archaïques et Conservées . Pentraxines : CRP, SAP, APP Lymphocytes Voie Alterne du complément Voie Hémolytique du complément Immunoglobulines Immunité innée isolée Immunité Adaptative - 500 - 400 - 300 - 200 - 100 Agnathes Poissons Cartilagineux Amphibiens Reptiles Mammifères Millions d ’années

Feuillets Béta antiparallèlles La CRP structure pentamérique de 5 monomères identiques arrangés autour d ’un pore central 30 A 36 A 207 Acides aminés : Feuillets Béta antiparallèlles 102 A

La CRP : du gène à la protéine : 1) Le gène : Localisé sur le bras long du Chromosome 1 (1q21-1q23) Un seul intron Wong et al., 1985, J.Biol. Chem. 2) Absence de polymorphisme … jusqu ’en 2002 !! Ablij and Meinders, Eur. J. Int. Med., 2002 Polymorphisme dans le 2° Exon : Association avec les taux de base Pas de lien avec le risque cardio-vasculaire Zee and Ridker, Atherosclerosis, 2002 Polymorphisme dans l’intron : Szalai et al., Genes Immun, 2002 3) Pas de déficit connu : Chez l’homme en CRP, Pas de souris Knock Out en SAP

La régulation de l’expression : Regulation au niveau transcritptionnel 1) L’IL-6 : L’inducteur principal : In vitro Li et al., 1996, Biochemistry; Ramji et al., 1993, Nucleic Acid Research. In vivo sur souris transgénique Weinhold and Ruther, 1997, Biochem J. In vivo homme Banks RE et al, 1995, Clin Exp Immunol 2) Inducteur agissant en synergie : IL-1b, Glucocorticoïdes, Complément … Szalai et al.; 2000, J. Immunol. 3) Instabilité du transcript : Longue zone 3’-non traduite Volanakis; 2001, Molecular Immunol.

CRP : lieu de synthèse 1) Site de sécrétion hépatique : En condition basale : Assemblage des pentamères dans le Réticulum Endoplasmique Rétention par 2 carboxyesterases- Macintyre et al., 1985 J. Biol. Chem. Après stimulation : Temps de sécrétion réduit de 18 h à 75 min Par diminution de l ’affinité vis à vis des estérases Yue et al., 1996, J. Biol. Chem. 2) Sécrétion extrahépatique : Neurones (élévation dans les DTA) Yasojima et al., Brain Res 2000 Lymphocytes Kuta et al., J. Exp. Med. 1986 Plaques d ’athérosclérose Yasojima et al., Am. J. Pathol 2001

CRP : catabolisme 1) Catabolisme hépatique : Circulation sanguine Pas de séquestration dans le site inflammatoire : => Elimine les toxines circulantes Demi-vie de 19 heures (quelque soit le niveau) Hutchinson et al., J. Clin. Invest., 1994 Vigushin et al., J. Clin. Invest.,1993 => Le principal déterminant du taux plasmatique est la vitesse de synthèse (qui dépend du nombre d ’hépatocytes recrutés) 2) Catabolisme extra-hépatique : Faible proportion (liée à des ligands) captée par les phagocytes

La CRP : une molécule à double face Face de reconnaissance : Ca++ PC Histones ... Face effectrice : Liaison aux C1q Fc recepteurs des Igl (FcgRI et FcgRIIa)

Les ligands de la CRP déterminent ses fonctions : 1) La liaison à la phosphocholine détermine la reconnaissance des bactéries et des cellules apoptotiques : Liaison calcium dépendante * Membranes bactériennes (Fraction C du pneumocoque; Tillet and Francis, J Exp. Med., 1930) * Lipoparticules Synergie avec la lysolecithine Volanakis and Wirtz. Nature, 1979. => Liaison à la CRP facilitée par : sPLA2 (génère de la lysolécithine) Asymétrie de la membrane (Flip-Flop) Hack et al., Immunol. Today 1997.

La CRP se lie aux membranes des cellules apoptotiques : 1) Perte de l ’asymétrie de la membrane et action de la sPLA2 sur le feuillet interne 2) Liaison de la CRP sur le couple PC / lyso PC PC PE PS 1) Perte de l ’assymétrie de la membrane et action de la sPLA2 sur le feuillet interne

Les ligands de la CRP déterminent ses fonctions : 2) Des constituants nucléaires sont reconnus par la CRP : Histones Du Clos et al., J Immunol, 1988 Small Nuclear Ribonucleoproteins Du Clos et al., J Immunol, 1989 Ribonucleoprotein particles Pepys et al., Clin. Exp. Immunol., 1994 ==> Liaison sur les cellules nécrotiques

La face effectrice de la CRP active la voie classique du complément : 1) Activation de la C1q puis formation de la C3 convertase : Après liaison aux ligands et modification conformationnelle Agrawal et al., J Immunol, 2001 Activation nécessite plusieurs pentamères Volanakis, Molecular Immunol, 2001 Activation identique à l’activation par Immunoglobines ==> Opsonisation par les fragments de C3 et C4 2) Pas d’activation de la C5 convertase : Rôle du facteur H ==> Pas d’activité lytique pour les cellules « cibles » Jarva et al., J. Immunol, 1999 Gershov et al., et al., J. Exp. Med, 2000

La face effectrice de la CRP : Liaison aux récepteurs des IgG : Récepteurs FcgRI et FcgRIIa : Stein et al., J Immunol, 2000 Mold et al., J Immunol, 2001 ==> Fonction « d’Opsonophagocytosis » 2) Activation (ou inhibition) phagocytaire : Activation des monocytes/macrophages : Production de FRO (Zeller et al., J. Leuk. Biol., 1986) Production de cytokines (Galve et al., J. Leuk. Biol., 1993) Inactivation des neutrophiles : Inhibition de FRO (Dobrinich, Arthritis Rheum., 1991) Rôle de CRP modifiée? (Zouki et al., J. Immunol 2001)

Fonction : « Opsonophagocytosis » W. Du Clos, Science and Medicine, March/April 2002

La CRP : des actions protectrices La CRP protège les souris contre l’infection à pneumocoque en synergie avec le complément. Mold et al., J. Exp. Med., 1981 La CRP protège les souris contre les maladies auto-immunes. Du Clos et al., Clin Immunol Immunopathol 1994

CRP et Marqueurs de l’Inflammation . Réaction inflammatoire et protéines de la phase aiguë : La CRP : « la créatinine de l’inflammation » II) La CRP : Un marqueur et un acteur de l’inflammation III) CRP ou hs-CRP, inflammation ou microinflammation ? ?

Détermination de la CRP en pratique : Les limites de détection “Méthodes historiques” : Agglutination latex : 10 mg/L Standard: Immunonéphélémétrie : 2-5 mg/L Immunoturbidimétrie : 5-10 mg/l CRP ultrasensible (hs-CRP) : “Particle-enhanced nephelemetrie”: 0,05-2 mg/L “Particle-enhanced turbidimetrie”: 0,05-5 mg/L

REPARTITION DE LA CRP CHEZ LE SUJET AGE : OR = 2,6 (R. Durant, Bruxelles, 2002) TEMOIN DU RISQUE VASCULAIRE ? POLA (n=2434) 10 20 30 40 50 % Patients <1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 >10 mg/l

CRP et autres facteurs de risque biologiques : Blake and Ridker, Circulation Research, 2001; 89:763-771

Variabilité de la CRP ? Campbell et al., Ann. Cli. Biochem., 2002; 39:85-88

Variabilité de la CRP en HD ? CRP (mg/l) 140 5 10 15 20 25 120 100 80 60 40 20

REPARTITION DE LA CRP ET DIALYSE : HD (n=192) (N. Terrier, SFN, Tunis 2002) POLA (n=2434) 10 20 30 40 50 % Patients OR = 2,6 (R. Durant, Bruxelles, 2002) <1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 >10 mg/l

CRP > 10 mg : base du MIA syndrome ? Valeur CRP CRP<10 mg CRP<10 mg p Prévalence Plaques 64% 91% <0,01 Athérosclérose 23% 49% <0,05 EIM 17,5 20,1 <0,05 Malnutrition 34% 65% <0,05 Albumine 35 31 <0,01 Stenvinkel et al., kidney int. 1999; 55: 1899-1911.

VALEURS DE CRP ET ARTHEROSCLEROSE Nombre d’artériopathies périphériques P<0,001 40 35 P<0,01 30 25 20 OR 2,6 4,3 15 10 5 0,3-4,25 (n=64) 4,33-13,6 (n=64) 13,66-99,4 (n=64) Tertiles CRP (N. Terrier, SFN, Tunis 2002)

Hs-CRP et PARAMETRES NUTRITIONNELS CRP Tertiles (n=64/tertiles) 35 36 37 38 39 40 0.3-4.25 mg/l 4.33-13.6 13.66-99.4 Albumine g/l P<0,01 ns 0,1 0,2 0,3 0,4 0,3-4,25 mg/l 4,25-13,66 13,66-99,4 Préalbumine (g/l) P<0,01 P<0,05 (N. Terrier, SFN, Tunis 2002)

CRP et Marqueurs de l’Inflammation . I) Réaction inflammatoire et protéines de la phase aiguë II) La CRP : Un marqueur et un acteur de l’inflammation ? III) hs-CRP un témoin de microinflammation IV) hs-CRP : témoin de microinflammation ou acteur de la pathologie vasculaire? ?

Hs-CRP et athérogénèse : 1) Simple témoin de l ’inflammation vasculaire ? 2) Inducteur ou amplificateur de l ’athérogénèse : - CRP est produite localement dans la plaque - Modulation des cellules inflammatoires : Activation des monocytes/macrophages (CRP): Inactivation des neutrophies (mCRP): - CRP facilite la capture des LDL : Zwaka et al., Circulation, 2001 - CRP est élevée au cours de l ’insulino-résistance et de l ’obésité : Yudkin et al., Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 1999. - CRP induit les molécules d ’adhésion Pasceri et al. Circulation 2000 et 2001. - CRP influence les autres facteurs de risque

La CRP facilite la capture des LDL Apo B : rouge F-actine: vert LDL + CRP LDL - CRP Zwaka et al., Circulation, 2001

Le taux de CRP modifie la valeur pronostique des AGEs Schwedler et al., Kidney Int. 2002

Le taux de CRP modifie la valeur pronostique des LDL Ridker et al., N. Engl. J. Med., 2002

Conclusions : I) La CRP : Plus qu’un marqueur de l ’inflammation aiguü : lien entre immunité innée et immunité adaptative II) La hs-CRP : un témoin de microinflammation : Intrication dans l’athérogénèse : Témoigne et module la microinflammation vasculaire Pondère les facteurs de risque