Explorer les signatures des cellules immunitaires dans l'auto-immunité et le syndrome de l'œil sec

1. CONTEXTE ET JUSTIFICATION

   1.1 Présentation générale

   Les maladies de la surface oculaire, en particulier la sécheresse oculaire et la sclérite, affectent généralement les patients atteints de maladies auto-immunes. Les cellules immunitaires de la surface oculaire sont augmentées dans les maladies auto-immunes ; cependant, le sous-ensemble complet de cellules immunitaires activées est inconnu. Des études expérimentales récentes montrent que les cellules dendritiques et les cellules T de la cornée sont associées de manière critique à l'innervation du nerf cornéen. La microscopie confocale cornéenne (CCM) permet une imagerie in vivo rapide et non invasive des cellules dendritiques et des nerfs cornéens. Les chercheurs proposent d'étudier comment la santé de la surface oculaire, les cellules immunitaires conjonctivales et la morphologie des nerfs cornéens/cellules dendritiques interagissent dans 3 affections rhumatologiques : le syndrome de Sjögren (SS), la polyarthrite rhumatoïde (PR), le lupus érythémateux disséminé (LES).

   Les études préliminaires de cytométrie en flux montrent que diverses cellules immunitaires (par exemple : les cellules T, les cellules B et les cellules dendritiques) peuvent être quantifiées à l'aide de membranes d'impression mini-invasives (Eyeprim). Cliniquement, l'équipe de recherche est expérimentée dans la mesure des caractéristiques de l'inflammation de la surface oculaire (rougeur conjonctivale, temps de rupture des larmes) avec Oculus keratograph5M. Les chercheurs visent également à récolter des cellules immunitaires conjonctivales à l'aide de la cytologie d'impression et à quantifier des types de cellules spécifiques avec la cytométrie en flux. La morphologie du nerf cornéen et la densité et la distribution des cellules dendritiques seront évaluées à l'aide du CCM ; en collaboration avec le groupe pionnier de cette technique.

   Les chercheurs prévoient que les altérations des paramètres des nerfs cornéens et des cellules dendritiques seront corrélées à l'activation/inflammation immunitaire, à la détérioration de la fonction lacrymale et à la sévérité systémique accrue de la maladie rhumatologique. De plus, l'investigateur émet l'hypothèse que plus la densité nerveuse cornéenne est faible, plus le nombre de cellules dendritiques cornéennes et de cellules inflammatoires conjonctivales est élevé. L'étude de ces relations peut permettre une meilleure compréhension mécaniste de l'activation immunitaire cornéenne et systémique locale et le développement d'un marqueur de substitution ophtalmique non invasif de l'activation des cellules dendritiques et de la perte de fibres nerveuses pour faciliter le diagnostic précoce, la stratification des risques et le développement de nouvelles thérapies dans notre patients auto-immuns souffrant de sécheresse oculaire sévère.

   1.2 Justification de l'objectif de l'étude

   La sécheresse oculaire, un type d'inflammation chronique de la surface oculaire, est très répandue et contribue à la cécité cornéenne et impose un lourd fardeau pour la santé. La sclérite est un trouble inflammatoire de la surface oculaire associé à une inflammation légère à sévère de la sclérotique avec ou sans inflammation intraoculaire. La sécheresse oculaire grave ou la sclérite sont associées à des maladies auto-immunes comme le SS, la PR, le LES et d'autres affections. Le traitement actuel de la sécheresse oculaire n'est souvent pas assez efficace (par exemple, la cyclosporine) ou provoque des effets indésirables (par exemple, le glaucome induit par les corticostéroïdes). Dans la sécheresse oculaire auto-immune, il y a des dommages à médiation immunitaire à la surface oculaire et à la glande lacrymale. Dans divers modèles de sécheresse oculaire, il a été démontré que les composants du système immunitaire tels que les lymphocytes T, les macrophages et les cytokines telles que l'interleukine (IL) 1β et le facteur de nécrose tumorale (TNF)-α sont essentiels au déclenchement et au maintien de cette maladie. . De même, le traitement des sclérites non infectieux est une situation très difficile pour tous les spécialistes de l'uvéite.

   Les cellules immunitaires de la surface oculaire sont augmentées en présence d'une maladie auto-immune, soit la proportion ou le nombre d'un type particulier de cellule immunitaire, par ex. les monocytes ou les lymphocytes T CD4+ peuvent être augmentés en présence d'une inflammation locale plus sévère et/ou d'une activité systémique. Une signature d'infiltration de cellules immunitaires peut être présente dans une affection rhumatologique particulière. Si certains types de cellules (par exemple, les cellules T ou les cellules B) sont prédominants dans la maladie systémique, cela suggère qu'une approche par cellules T (par exemple, tacrolimus) ou une approche par cellules B (par exemple, rituxamab) peut être utilisée. Alternativement, si certaines cytokines jouent un rôle majeur dans la sécheresse oculaire, un inhibiteur de la signalisation des cytokines tel qu'un inhibiteur de JAK peut être utilisé.

   Des études récentes ont montré que les cellules dendritiques et les cellules T de la cornée sont associées de manière critique à l'innervation du nerf cornéen [1, 2]. Cela a été démontré dans des études humaines et animales [1-4]. Dans le même temps, la technologie d'imagerie in vivo des nerfs cornéens humains et des cellules dendritiques et leur quantification se sont considérablement améliorées récemment. Cela a conduit à une explosion d'intérêt pour exploiter cette technologie comme marqueur de substitution pour les neuropathies périphériques et pour explorer les mécanismes sous-jacents [5-27]. Les chercheurs ont précédemment montré que la CCM de première génération pouvait quantifier la présence et la densité des cellules de Langerhans (CL) dans la couche de Bowman de la cornée chez les patients diabétiques [28]. Cependant, le dernier HRT III de 3e génération peut être utilisé pour classer et quantifier les cellules de Langerhans (LC) en un phénotype mature (cellule dendritique portant de longs processus) ou un phénotype immature (cellule non dendritique dépourvue de dendrites cellulaires) pour donner un aperçu des altérations immunitaires dans vivo [29]. Une étude expérimentale récente chez des souris diabétiques a utilisé la CCM pour montrer que le contact direct entre les CD et les nerfs cornéens peut déclencher des lésions des fibres nerveuses [30].

   Lacune dans les connaissances scientifiques : les chercheurs ont montré que les cytokines pro-inflammatoires sont élevées dans les larmes des humains souffrant de sécheresse oculaire ; beaucoup d'entre eux peuvent être sécrétés par les cellules immunitaires. Ils ont découvert dans des études préliminaires de cytométrie en flux que les lymphocytes T CD4+, les lymphocytes B CD19+, les monocytes CD14+, les cellules dendritiques CD1c peuvent être quantifiés à l'aide de membranes d'impression peu invasives (Eyeprim)[31]. Le sous-ensemble complet de cellules immunitaires activées dans la surface oculaire dans l'œil sec et dans diverses affections rhumatologiques n'est pas connu. Les proportions de ces cellules dans différentes sévérités de sécheresse oculaire et différentes activités systémiques de maladies auto-immunes n'ont pas été évaluées. En outre, il n'est pas certain que l'intégrité de l'innervation de la cornée soit également un déterminant de la fonction lacrymale chez les patients atteints d'une maladie systémique auto-immune.

   Le groupe de recherche a entrepris de nombreux essais cliniques et études d'imagerie de la surface oculaire humaine. Cela comprend des mesures avec Oculus (temps de rupture des larmes non invasives), des colorations, etc., et la mesure des cytokines à l'aide du test d'immunofluorescence sandwich à billes multiplex[32-38]

   Études préliminaires Le groupe de recherche a également optimisé la collection Eyeprim de cellules immunitaires conjonctivales et la méthode d'analyse utilisant un panel de marqueurs immunitaires avec Amnis [31], un type relativement nouveau de cytométrie en flux (Figure 1) couplé à la microscopie (Figure 2). L'avantage de la technique Amnis est la visualisation directe des cellules analysées pour permettre la co-localisation des signaux. Ils ont publié sur la validité de l'analyse des paramètres morphologiques cellulaires à l'aide du logiciel Amnis, par rapport à un niveleur humain [31]. En outre, ils ont également utilisé la cytométrie en flux conventionnelle (BD FACS) pour quantifier la coloration des CD3, CD4, CD8, CCR7, CXCR3, CD109 et CD63 (données non présentées).

   En collaboration avec l'équipe de l'ENA, leur équipe a été formée à l'acquisition d'images par CCM pour permettre la quantification des nerfs cornéens et des cellules dendritiques [1, 2, 4, 9, 10, 13, 14, 16, 21, 27](Figure 3 ). La densité sous-basale des fibres nerveuses cornéennes, la densité des branches nerveuses cornéennes, la longueur des fibres nerveuses cornéennes et la tortuosité (Figure 3, 4) seront quantifiées à l'aide d'un logiciel d'analyse d'images manuel (CCMetrics) et automatisé (ACCMetrics), développé par l'équipe ENA. La densité et la distribution sous-basales des cellules dendritiques matures et immatures par rapport aux nerfs cornéens seront quantifiées.

   Les collaborateurs, le professeur Malik et le Dr Petropoulos dirigent l'évaluation de la neuropathie précoce (équipe ENA-http://qatar-weill.cornell.edu/research/faculty/eng/index.html) et ont été les pionniers de l'utilisation du CCM in vivo en tant qu'instrument ophtalmique rapide et non invasif pour surveiller le diabète et d'autres neuropathies périphériques. Ils participeront activement à la formation et à la supervision d'une capture d'image optimale et fourniront les logiciels et les privilèges de licence nécessaires pour permettre une quantification et une interprétation détaillées [9, 10, 12-14, 16, 17, 20, 21, 23-27].

2. HYPOTHÈSES ET OBJECTIFS Objectif global à long terme : Découvrir un traitement sûr et efficace de l'inflammation de la surface oculaire et définir les indications de la surface oculaire pour l'utilisation clinique de médicaments ciblant le système immunitaire dans les maladies rhumatologiques.

   Implications cliniques / sanitaires : L'utilisation de la CCM dans les maladies auto-immunes présente de nombreux avantages. La CCM permet une imagerie rapide et non invasive des nerfs cornéens et des cellules dendritiques pour déterminer le niveau d'inflammation et ses conséquences dans les maladies auto-immunes. Cela permettra un diagnostic plus précoce, une stratification des risques et une intervention plus rapide dans les cliniques de rhumatologie, améliorant ainsi les soins multidisciplinaires des patients auto-immuns. L'investigateur construira une base de données normative (données ethniques ou locales spécifiques à l'âge provenant d'un centre de lecture) en utilisant cette étude comme plate-forme pour recruter plus de patients.

   Implications scientifiques fondamentales : Faire progresser la compréhension de la relation entre les nerfs cornéens et la fonction lacrymale/immunologie.

   Objectifs à court terme : les chercheurs proposent une étude nationale en collaboration avec l'hôpital Tan Tock Seng pour étudier les caractéristiques cliniques et les cellules immunitaires conjonctivales chez les patients atteints d'une maladie inflammatoire de la surface oculaire avec ou sans maladie vasculaire systémique auto-immune ou collagène associée.

   Objectifs académiques : Viser à :

   • Valoriser les collaborations multidisciplinaires, entre le SERI et S Albani du STIIC (analyse cellulaire)
   • Construire de nouvelles collaborations (ophtalmologiste TTSH Dr R Agrawal)
   • Augmenter la valeur/synergie des financements actuellement approuvés : subvention pilote SEFRI (recrutement de participants pilotes et optimisation des outils),
   • Concourir pour un financement futur, le prix NMRC STAR, CS ou CBIRG.

   Résultats attendus :

   • Différentes sévérités systémiques des maladies rhumatologiques, les symptômes de sécheresse oculaire, la fonction lacrymale, le NIKBUT et la coloration cornéenne peuvent être corrélés avec les défauts du nerf cornéen et des cellules dendritiques/non dendritiques.
   • Les cytokines lacrymales peuvent être corrélées avec les défauts du nerf cornéen et des cellules dendritiques/non dendritiques.
   • La modification de la densité et des sous-types de lymphocytes T ou d'autres cellules telles que les cellules dendritiques de la conjonctive (cytologie d'impression) peut être corrélée avec les défauts du nerf cornéen et des cellules dendritiques/non dendritiques.

   2.3 Risques et avantages potentiels : 2.3.1 Risques potentiels

   • Il est possible qu'il y ait un léger inconfort lors du prélèvement de cellules conjonctivales à l'aide de la membrane d'empreinte
   • Léger inconfort ou rougeur due à la collecte de liquide lacrymal (test de Schirmer)
   • Rarement, un défaut épithélial cornéen peut survenir à partir de la microscopie confocale in vivo, mais cela guérit généralement en 1 à 2 jours. Un défaut épithélial cornéen signifie qu'une couche de la cornée est brisée, comme ce qui s'est passé lors d'une abrasion.
   • Sensation de picotement à la suite d'une anesthésie locale (Alcaine)

   2.3.2 Avantages potentiels Grâce à une meilleure compréhension de la présence de divers médiateurs inflammatoires, les chercheurs peuvent mieux comprendre le processus complexe qui se déroule chez les patients atteints de maladies auto-immunes.

3. POPULATION DE L'ETUDE 3.1 Liste Le nombre et la nature des sujets à inscrire. Les enquêteurs recruteront des patients avec 3 diagnostics et contrôles rhumatologiques spécifiques

   • SS (n=40), PR (n=40), LED (n=40)
   • Sujets témoins en bonne santé appariés selon l'âge/l'origine ethnique/le sexe (n = 40)

   Taille totale de l'échantillon : 160

4. CONCEPTION DE L'ÉTUDE Il s'agit d'une étude transversale impliquant 160 participants. Durée de l'étude : Une visite, durée du recrutement : 1 an

4.1.1 Visite de dépistage et procédures La visite de dépistage et les procédures auront lieu un jour séparé. Les participants référés par TTSH se verront attribuer un créneau horaire pour venir au SEFRI pour les examens oculaires. Le jour de la procédure, le coordinateur SERI sélectionnera les sujets éligibles en leur posant quelques questions basées sur la liste de contrôle d'inclusion et d'exclusion. S'il est jugé éligible et que les participants sont intéressés, le consentement sera pris au SERI et l'optométriste du SERI procédera aux évaluations oculaires.

4.1.2 Procédures d'étude

Les examens seront effectués par des membres de l'équipe d'étude du SEFRI. La liste des examens requis est indiquée :

1. Symptômes de sécheresse oculaire (questionnaire SPEED)
2. Temps de rupture de déchirure non invasif (NIKBUT) - Oculus K5M
3. Rougeur conjonctivale - Oculus K5M
4. Collection de larmes de la bande de Schirmers
5. Cytologie d'impression - utilisant les membranes conjonctivales EyePrim
6. Coloration cornéenne à la fluorescéine - Oculus K5M
7. Microscopie confocale cornéenne in vivo (CCM)
8. Récupération des informations cliniques des participants