Cellules Natural Killer et asthme allergique

  • Published on
    29-Nov-2016

  • View
    217

  • Download
    2

Transcript

gr anDisponible en ligne surwww.sciencedirect.comRevue franaise dallergologie 52 (2C. Ple , A. Tsicopoulos , C. Duez *a Inserm U1019, Pulmonary Immunity, Center for Infection and Immunity of Lille,Institut Pasteur de Lille, 1, rue du Pr. -Calmette, BP 245, 59019 Lille, Franceb Clinique des maladies respiratoires, CHRU de Lille, 59037 Lille, Francec CNRS UMR 8204, universit Lille Nord de France, 59000 Lille, FranceReu le 12 octobre 2011 ; accept le 5 decembre 2011Disponible sur Internet le 11 janvier 2012RsumLes maladies allergiques sont en constante augmentation tant en prvalence quen gravit. Les mcanismes physiopathologiques connusimpliquent linduction dune rponse Th2 par les cellules dendritiques, conduisant une production dIgE et une inflammation. Limmunit inne arcemment t mise en avant dans le contrle de limmunit adaptative, spcifique de lantigne. Plusieurs travaux suggrent que les cellulesNatural Killer (NK), cellules de limmunit inne connues essentiellement pour leurs fonctions antitumorales et antimicrobiennes, seraientimpliques dans la pathologie allergique. Cette revue rsume les rsultats obtenus grce des modles murins ou ltude de cellules humaines, quisuggrent la participation des cellules NK dans linflammation pulmonaire allergique. Ainsi, dans les modles murins dinflammation pulmonaireallergique, les cellules NK ont t montres capables de promouvoir ou dinhiber linflammation pulmonaire allergique. De plus, chez lhomme,des modifications quantitatives, phnotypiques et fonctionnelles des cellules NK ont t mises en vidence chez les sujets asthmatiques allergiques.# 2011 Elsevier Masson SAS. Tous droits rservs.Mots cls : Cellules Natural Killer ; Asthme allergiqueAbstractAllergic diseases are increasing both in prevalence and severity. Known pathophysiological mechanisms involve the induction of Th2 responseby dendritic cell, leading to IgE production and inflammation. Innate immunity has recently been put forward in the control of antigen-specificadaptive response. Several studies suggest that natural killer (NK) cells, innate cells known for anti-tumoral and antimicrobial functions, may beinvolved in allergic pathology. This review summarizes murine and human studies, suggesting a contribution of NK cells in allergic pulmonaryinflammation. In murine models of allergic pulmonary inflammation, NK cells have been shown to promote or inhibit allergic pulmonaryinflammation. In human, quantitative, phenotypic and functional modifications have been observed in allergic asthmatic patients.# 2011 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.Keywords: Natural Killer cells; Allergic asthma1. IntroductionLes cellules Natural Killer (NK) sont des armes cls dusystme immunitaire inn et sont principalement dcrites pourleurs fonctions antitumorales et antimicrobiennes [1]. Leurdveloppement se droule principalement dans la moelleosseuse et accessoirement dans les ganglions mdiastinaux et lethymus [24]. Que ce soit chez lhomme ou chez les souris, lescellules NK sont rparties dans le corps, avec une frquenceplus importante dans les organes non lymphodes compars auxorganes lymphodes [5]. ltat basal, les cellules NKreprsentent 10 % des lymphocytes pulmonaires humains etmurins [5,6]. Chez la souris, la frquence des cellules NK estplus importante dans les poumons que dans les autres organes[5]. ltat basal, les cellules NK sont galement prsentes detrs faibles frquences (moins de 1 %) dans les ganglions* Auteur correspondant.Adresse e-mail : catherine.duez@pasteur-lille.fr (C. Duez).1877-0320/$ see front matter # 2011 Elsevier Masson SAS. Tous droits rservs.doi:10.1016/j.reval.2011.12.001Revue Cellules Natural KilleNatural killer cellsa,cnrale et asthme allergiqued allergic asthmaa,b,c a, ,c012) 8689 dalymphatiques humains et murins [5,79]. Aprs infection ouimmunisation, les cellules NK sont prsentes aux niveaux dessites inflammatoires et sont enrichies dans les ganglionsdrainant o elles peuvent influencer la rponse immuneadaptative [7,912].2. Les arguments en faveur de limplication des cellulesNK dans linflammation pulmonaire allergique chez lasourisDeux tudes ralises chez les souris C57BL/6 ont valuleffet dune dpltion des cellules NK par ladministrationdun anticorps anti-NK1.1 sur linflammation osinophiliqueassocie une rponse Th2 vis--vis de lovalbumine (Ova)[13] ou de lambroisie [14]. La dpltion des cellules NK ds laphase de sensibilisation lOva et tout au long du protocolerduit considrablement les infiltrats pribronchiques etprivasculaires de lymphocytes T et dosinophiles, ainsi quelhyperplasie des cellules caliciformes. La diminution delosinophilie pulmonaire pourrait sexpliquer par une diminu-tion des taux dIL-5 dans le LBA. Les taux dIL-12 sontgalement considrablement rduits, alors que ceux dIFN-gsemblent augments. Les taux sriques dIgE et dIgG2aspcifiques de lOva sont aussi diminus et les splnocytes desouris ayant reu lanti-NK1.1 produisent moins dIL-4 aprsrestimulation in vitro avec lOva. Ces rsultats suggrent doncque la dpltion des cellules NK avant limmunisation rduit larponse Th2. En revanche, ladministration de lanti-NK1.1 lors la phase de provocations lOva nattnue pas larponse Th2 [13]. Dans un modle dinflammation pritonaleallergique aux antignes dambroisie, le nombre de cellules NK(NK1.1+CD3), NKT (NK1.1+CD3+), lymphocytes T, osino-philes et macrophages, ainsi que les taux dIL-4, dIL-5 etdIFN-g sont augments dans le lavage pritonal. Laugmen-tation des taux dIL-5 est attribue laugmentation du nombrede cellules T, NKT et NK produisant de lIL-5. La dpltion descellules NK par lanti-NK1.1 avant la provocation lambroisieou avant les phases de sensibilisation et de provocation lambroisie rduit fortement losinophilie et les taux dIL-5,dIL-4 et dIFN-g dans le lavage pritonal, alors que le nombrede macrophages est augment. Ainsi, comme dans le modleprcdent, les cellules NK semblent participer au dveloppe-ment des infiltrats osinophiliques via la production dIL-5.Dans ce modle, la dpltion par lanti-NK1.1 dpltegalement la moiti des cellules NKT [14]. En effet, leNK1.1 nest pas un marqueur slectif des cellules NK puisquilest retrouv sur certaines populations de lymphocytes T,incluant les cellules NKT. Or ces dernires sont impliquesdans le dveloppement de la raction pulmonaire allergique cequi rend difficile linterprtation de ces deux tudes sur le rledes cellules NK [1517]. Une tude ralise chez les sourisBALB/c a montr que la sensibilisation et les provocationsallergniques lOva augmentent le nombre de cellules NK, etplus particulirement de cellules NK immatures dans lesganglions mdiastinaux et diminuent le nombre de cellules NKles plus matures dans les poumons. Outre ces variationsC. Ple et al. / Revue franaisequantitatives, les cellules NK sont actives. Laugmentation dunombre de cellules NK dans les ganglions mdiastinaux seraitle rsultat dune prolifration in situ et/ou dun recrutement partir du sang de cellules NK ayant prolifr. La dpltiondes cellules NK par ladministration danticorps anti-ASGM1 conduit une diminution de losinophilie au niveaudu lavage bronchoalvolaire sans modifier lhyperractivitbronchique ni les taux sriques dIgE, IgG1 et IgG2aspcifiques de lOva. Cependant, la dpltion des cellulesNK tait incomplte (60 70 %) [18]. Une tude a montr queles cellules NK murines expriment lARNm du FcgRIII maispas celui du FceRI. Elles peuvent tre actives par les IgE via leFcgRIII (CD16) et ainsi produire de grandes quantits dIFN-get induire la cytotoxicit cellulaire dpendante des anticorps etlexpression des ARNm du TNF-a, GM-CSF et CCL3. Ainsi,les cellules NK pourraient contribuer au recrutement deslymphocytes T et des osinophiles via la production deCCL3 aprs leur stimulation via les IgE [19].Alors que lensemble de ces rsultats suggre uneimplication dans cellules NK dans le dveloppement de laraction allergique pulmonaire, une tude rcente montre unrle des cellules NK dans la rsolution de la ractionallergique pulmonaire. Lors de cette phase, les cellules NKsont augmentes dans les poumons et les ganglionsmdiastinaux et sont activs. La dpltion des cellules NKpar lanti-ASGM1 aprs les provocations lOva conduit une persistance de linflammation pulmonaire allergique.Cette dernire pourrait tre due un dfaut dlimination desosinophiles et des cellules T CD4+ spcifiques dantignespar les cellules NK via linteraction NKG2D/NKG2D Ligand[20].3. Les arguments en faveur de limplication des cellulesNK chez les sujets asthmatiques allergiques3.1. Les modifications quantitatives et phnotypiquesDans le sang priphrique de sujets asthmatiques allergi-ques prsentant ou non une exacerbation de leur asthme, lescellules NK sont prsentes en plus grand nombre [21,22].Chez les enfants asthmatiques, aucune modification sig-nificative du nombre de cellules NK du sang priphrique nat observe [23]. Cependant, lexpression dICAM-1 (CD54)et du CD62L la surface des cellules NK est diminue lorsdune exacerbation, suggrant une modification de lapopulation de cellules NK [21]. De plus, dans le sangpriphrique dadultes asthmatiques allergiques, les cellulesNK2 scrtrices dIL-4 sont prdominantes, alors que chez lessujets non asthmatiques non allergiques les cellulesNK1 scrtrices dIFN-g prdominent [24]. Enfin, la popula-tion CD56brightCD16+/, connue pour sa forte productiondIFN-g, est diminue chez les sujets allergiques : 4,3 % descellules NK totales chez les sujets allergiques contre 7,5 %chez les sujets non allergiques [25]. Dans les expectorationsinduites, la proportion de cellules NK CD16+ est rduite chezles sujets asthmatiques comparativement aux sujets tmoinsnon allergiques [26], suggrant une diminution de lactivitllergologie 52 (2012) 8689 87cytotoxique.illetion da3.2. Les modifications fonctionnellesDans le sang priphrique de sujets asthmatiques allergi-ques, les cellules NK prsentent des capacits cytotoxiquesaccrues [22,27] qui sont rduites aprs une provocationallergnique [28]. Toutefois, aucune modification significativedes capacits cytotoxiques des cellules NK ainsi que de leurproduction dIFN-g nest observe entre les enfants asthma-tiques et les sujets tmoins [23]. Chez les sujets allergiquesadultes, le dialogue entre les cellules NK et les cellulesdendritiques (DC) est moins efficace. Les cellules NK de sujetsallergiques produisent moins dIFN-g aprs interaction avec desDC allogniques et prsentent des capacits moindres dematuration de DC et de lyse des iDC allogniques [25].3.3. Les effets des corticostrodes et de limmunothrapiespcifique de lallergneFig. 1. Reprsentation schmatique du rle hypothtique des cellules Natural Kexprimes par les cellules NK, sont potentiellement impliques dans la rgulaC. Ple et al. / Revue franaise88In vitro, le propionate de fluticasone (corticostrode)diminue la lyse des cellules cibles K562 par les cellules NKde sujets asthmatiques allergiques et de sujets tmoins. Aprsce traitement, les cellules NK de sujets asthmatiquesallergiques ne prsentent plus de cytotoxicit accrue compa-rativement aux cellules NK de sujets tmoins [27]. Chez dessujets allergiques au pollen de gramines, une immunothrapiespcifique diminue lactivit cytotoxique des cellules NKisoles du sang priphrique vis--vis des cellules cibles K562[29].4. ConclusionLes cellules NK prsentent donc des fonctions de promotionou dinhibition de la raction allergique pulmonaire (Fig. 1).Cependant, de nouvelles tudes sont ncessaires afin de mieuxcaractriser leur rle en pathologie allergique. Ainsi, unemeilleure comprhension des mcanismes daction des cellulesNK permettra douvrir de nouvelles perspectives dans letraitement de lasthme allergique.Dclaration dintrtsLes auteurs dclarent ne pas avoir de conflits dintrts enrelation avec cet article.Rfrences[1] Chiesa S, Tomasello E, Vivier E, Vely F. Coordination of activatingand inhibitory signals in natural killer cells. Mol Immunol 2005;42(4):47784.[2] Freud AG, Becknell B, Roychowdhury S, Mao HC, Ferketich AK, NuovoGJ, et al. A human CD34(+) subset resides in lymph nodes and diffe-rentiates into CD56bright natural killer cells. Immunity 2005;22(3):295304.[3] Trinchieri G. Biology of natural killer cells. Adv Immunol 1989;47:187376.[4] Vosshenrich CA, Garcia-Ojeda ME, Samson-Villeger SI, Pasqualetto V,Enault L, Richard-Le Goff O, et al. A thymic pathway of mouse naturalkiller cell development characterized by expression of GATA-3 andCD127. Nat Immunol 2006;7(11):121724.r (NK) dans la raction pulmonaire allergique. FcgRIII et NKG2D, molcules de la raction allergique par les cellules NK [19,20].llergologie 52 (2012) 8689[5] Gregoire C, Chasson L, Luci C, Tomasello E, Geissmann F, Vivier E, et al.The trafficking of natural killer cells. Immunol Rev 2007;220:16982.[6] Robinson BW, Pinkston P, Crystal RG. Natural killer cells are present inthe normal human lung but are functionally impotent. J Clin Invest1984;74(3):94250.[7] Bajenoff M, Breart B, Huang AY, Qi H, Cazareth J, Braud VM, et al.Natural killer cell behavior in lymph nodes revealed by static and real-timeimaging. J Exp Med 2006;203(3):61931.[8] Fehniger TA, Cooper MA, Nuovo GJ, Cella M, Facchetti F, Colonna M,et al. CD56bright natural killer cells are present in human lymph nodesand are activated by T cell-derived IL-2: a potential new link betweenadaptive and innate immunity. Blood 2003;101(8):30527.[9] Martin-Fontecha A, Thomsen LL, Brett S, Gerard C, Lipp M, Lanzavec-chia A, et al. Induced recruitment of NK cells to lymph nodes providesIFN-gamma for T(H)1 priming. Nat Immunol 2004;5(12):12605.[10] Dalbeth N, Gundle R, Davies RJ, Lee YC, McMichael AJ, Callan MF.CD56bright NK cells are enriched at inflammatory sites and can engagewith monocytes in a reciprocal program of activation. J Immunol2004;173(10):641826.[11] Maghazachi AA. Compartmentalization of human natural killer cells. MolImmunol 2005;42(4):5239.[12] Watt SV, Andrews DM, Takeda K, Smyth MJ, Hayakawa Y. IFN-gamma-dependent recruitment of mature CD27 (high) NK cells to lymph nodesprimed by dendritic cells. J Immunol 2008;181(8):532330.[13] Korsgren M, Persson CG, Sundler F, Bjerke T, Hansson T, Chambers BJ,et al. Natural killer cells determine development of allergen-inducedeosinophilic airway inflammation in mice. J Exp Med 1999;189(3):55362.[14] Walker C, Checkel J, Cammisuli S, Leibson PJ, Gleich GJ. IL-5 productionby NK cells contributes to eosinophil infiltration in a mouse model ofallergic inflammation. J Immunol 1998;161(4):19629.[15] Akbari O, Stock P, Meyer E, Kronenberg M, Sidobre S, Nakayama T, et al.Essential role of NKT cells producing IL-4 and IL-13 in the developmentof allergen-induced airway hyperreactivity. Nat Med 2003;9(5):5828.[16] Lisbonne M, Diem S, de Castro Keller A, Lefort J, Araujo LM, Hachem P,et al. Cutting edge: invariant V alpha 14 NKT cells are required forallergen-induced airway inflammation and hyperreactivity in an experi-mental asthma model. J Immunol 2003;171(4):163741.[17] Stock P, Lombardi V, Kohlrautz V, Akbari O. Induction of airwayhyperreactivity by IL-25 is dependent on a subset of invariant NKT cellsexpressing IL-17RB. J Immunol 2009;182(8):511622.[18] Ple C, Barrier M, Amniai L, Marquillies P, Bertout J, Tsicopoulos A, et al.Natural killer cells accumulate in lung-draining lymph nodes and regulateairway eosinophilia in a murine model of asthma. Scand J Immunol2010;72(2):11827.[19] Arase N, Arase H, Hirano S, Yokosuka T, Sakurai D, Saito T. IgE-mediated activation of NK cells through Fc gamma RIII. J Immunol2003;170(6):30548.[20] Haworth O, Cernadas M, Levy BD. NK cells are effectors for resolvinE1 in the timely resolution of allergic airway inflammation. J Immunol2011;186(11):612935.[21] Lin SJ, Chang LY, Yan DC, Huang YJ, Lin TJ, Lin TY. Decreasedintercellular adhesion molecule-1 (CD54) and L-selectin (CD62L)expression on peripheral blood natural killer cells in asthmatic childrenwith acute exacerbation. Allergy 2003;58(1):6771.[22] Timonen T, Stenius-Aarniala B. Natural killer cell activity in asthma. ClinExp Immunol 1985;59(1):8590.[23] Chou CC, Huang MS, Hsieh KH, Chiang BL. Reduced IL-12 levelcorrelates with decreased IFN-gamma secreting T cells but not naturalkiller cell activity in asthmatic children. Ann Allergy Asthma Immunol1999;82(5):47984.[24] Wei H, Zhang J, Xiao W, Feng J, Sun R, Tian Z. Involvement of humannatural killer cells in asthma pathogenesis: natural killer 2 cells in type2 cytokine predominance. J Allergy Clin Immunol 2005;115(4):8417.[25] Scordamaglia F, Balsamo M, Scordamaglia A, Moretta A, Mingari MC,Canonica GW, et al. Perturbations of natural killer cell regulatory func-tions in respiratory allergic diseases. J Allergy Clin Immunol 2008;121(2):47985.[26] Louis R, Shute J, Biagi S, Stanciu L, Marrelli F, Tenor H, et al. Cellinfiltration, ICAM-1 expression, and eosinophil chemotactic activity inasthmatic sputum. Am J Respir Crit Care Med 1997;155(2):46672.[27] Di Lorenzo G, Esposito Pellitteri M, Drago A, Di Blasi P, Candore G,Balistreri C, et al. Effects of in vitro treatment with fluticasone propionateon natural killer and lymphokine-induced killer activity in asthmatic andhealthy individuals. Allergy 2001;56(4):3237.[28] Jira M, Antosova E, Vondra V, Strejcek J, Mazakova H, Prazakova J.Natural killer and interleukin-2 induced cytotoxicity in asthmatics. I.Effect of acute antigen-specific challenge. Allergy 1988;43(4):2948.[29] Sin B, Misirligil Z, Aybay C, Gurbuz L, Imir T. Effect of allergen specificimmunotherapy (IT) on natural killer cell activity (NK), IgE, IFN-gammalevels and clinical response in patients with allergic rhinitis and asthma.J Investig Allergol Clin Immunol 1996;6(6):3417.C. Ple et al. / Revue franaise dallergologie 52 (2012) 8689 89Cellules Natural Killer et asthme allergiqueIntroductionLes arguments en faveur de limplication des cellules NK dans linflammation pulmonaire allergique chez la sourisLes arguments en faveur de limplication des cellules NK chez les sujets asthmatiques allergiquesLes modifications quantitatives et phnotypiquesLes modifications fonctionnellesLes effets des corticostrodes et de limmunothrapie spcifique de lallergneConclusionDclaration dintrtsRfrences

Recommended

View more >