Application de l'immunologie systémique à la recherche de biomarqueurs personnalisés d'efficacité clinique (SYS-T-ACT)

Résumé de l'étude : Application de l'immunologie systémique à la recherche de biomarqueurs personnalisés d'efficacité clinique : Prédire le potentiel d'activation des lymphocytes T in vivo à partir des lymphocytes T au repos de patients.

Introduction L'allergie touche plus de 20% des populations de la plupart des pays développés. Les principales maladies allergiques, la rhinite allergique, l'asthme, les allergies alimentaires et l'urticaire, sont chroniques, entraînent des handicaps majeurs et sont coûteuses à la fois pour l'individu et pour la société (World Allergy Organization (WAO) white book 2013). Outre les allergies professionnelles, les allergies les plus courantes sont causées par les aliments, le pollen, la poussière, les moisissures, les squames animales, les piqûres d'insectes, les médicaments… Les phénomènes allergiques sont dus à une réponse exacerbée du système immunitaire à des antigènes tolérés par des patients non allergiques.

Après exposition aux antigènes, les lymphocytes T naïfs CD4+ (groupe de différenciation 4) peuvent être différenciés en différents sous-ensembles de lymphocytes T auxiliaires (Th) (Th1, Th2, Th9, Th17, Th22, Tfh) et induits des lymphocytes T régulateurs suppressifs caractérisés par différents les modèles d'expression de cytokines, les facteurs de transcription et d'autres marqueurs de surface, qui orchestreront les réponses immunitaires adaptatives et innées à ces stimuli. Les cellules Th2 sont des acteurs centraux dans toutes les différentes formes de maladies allergiques associées à l'immunoglobuline E (IgE) et sont donc considérées comme le sous-ensemble de cellules T le plus dominant soutenant la réponse allergique. Lors de l'absorption et du traitement de l'antigène par les cellules présentatrices d'antigène, les cellules T CD4 + sont polarisées vers un phénotype Th2, conduisant à l'expression de cytokines associées aux cellules Th2 telles que l'interleukine (IL) -4, -5, -9, -13, commutant Réponse des lymphocytes B à la production d'IgE (sensibilisation ou phase précoce). Les IgE spécifiques de l'allergène se lient à un récepteur de haute affinité (FcεRI) des cellules immunitaires innées dont les basophiles et les mastocytes, déclenchant la libération de médiateurs anaphylactogènes (cytokines, chimiokines, histamine, héparine, sérotonine et protéases) responsables du recrutement des cellules inflammatoires et allergiques. symptômes (phase effectrice ou tardive). L'identification de réseaux de gènes exprimés dans les cellules Th2 au repos et activées de patients allergiques aiderait à distinguer les gènes candidats prédisant la tolérance immunitaire aux allergènes.

Les allergies sont des maladies impliquant de nombreux sous-ensembles cellulaires. Les réactivités spécifiques et les contributions au tableau clinique sont étroitement interdépendantes et ne sont pas encore complètement déchiffrées. L'interaction entre les différents acteurs du système immunitaire cellulaire est encore complexifiée par l'existence de la flore intestinale commensale, également appelée microbiote. Le microbiote intestinal est partiellement sous la surveillance du système immunitaire, et des dérèglements ou des changements dans la composition du microbiote, par exemple dus à la prise d'antibiotiques pendant l'enfance et/ou à des habitudes alimentaires différentes, peuvent avoir un impact sur les fonctions immunitaires adaptatives et innées. La caractérisation du microbiote intestinal des hôtes humains subissant une immunothérapie pourrait être d'un grand intérêt pour délimiter les interactions entre le microbiote et le système immunitaire adaptatif.

Malgré des améliorations substantielles dans les médicaments soulageant les symptômes allergiques quotidiens, un pourcentage de patients présente encore des symptômes graves non contrôlés. Pour ces patients, éviter strictement l'allergène et garder les médicaments d'urgence à portée de main sont les meilleures recommandations à ce jour, et le fardeau de vivre avec une allergie entraîne finalement des problèmes psychosociaux, sanitaires, professionnels et économiques en impactant les coûts de santé publique. Dans ces cas, la meilleure solution réalisable pour améliorer la qualité de vie consiste à appliquer une approche immunothérapeutique pour induire une tolérance aux allergènes.

L'immunothérapie spécifique à l'allergène (AIT) est mise en œuvre depuis plus de 100 ans et permet d'obtenir une insensibilité soutenue en administrant des doses croissantes de l'allergène causal jusqu'à ce qu'une dose d'entretien soit atteinte. Des protocoles immunothérapeutiques couvrant différentes durées (de quelques heures pour les protocoles ultra-rush à des semaines ou des mois pour les protocoles conventionnels) sont appliqués pour le traitement des allergies aux aliments, au pollen, aux squames d'animaux et aux piqûres d'insectes. La désensibilisation se déroule en étapes séquentielles telles que la désensibilisation très précoce des mastocytes et des basophiles, le biais des réponses des lymphocytes T et B vers le phénotype régulateur, la modulation des isotypes d'anticorps spécifiques à l'allergène et l'inhibition de la migration et de la libération de médiateurs des éosinophiles, des basophiles et des mastocytes. cellules.

Des questions subsistent cependant sur les événements très précoces qui se produisent au début de l'immunothérapie, comme si les mécanismes sont différents dans les protocoles urgents ou conventionnels. Les résultats de l'immunothérapie peuvent être liés à des événements survenant dans différents sous-ensembles de cellules, et l'identification de biomarqueurs prédictifs pour l'induction de la tolérance est encore très nécessaire.

Pour cela, la biologie des systèmes sera appliquée. La biologie des systèmes vise à recueillir des informations sur des systèmes biologiques complexes (par exemple, des données transcriptomiques) et à appliquer des outils informatiques pour mieux comprendre et prédire si et à quel degré ces systèmes réagiront aux perturbations. Basée sur des données "omiques", la biologie des systèmes donne une image plus large des événements cellulaires survenant au cours de l'AIT que les approches se concentrant sur des gènes candidats isolés ou des voies de signalisation. Cette approche systémique permet la construction et l'inférence de réseaux d'expression génique prédictifs qui ne pourraient pas être déterminés à l'aide d'approches fondées sur des hypothèses.

Raison d'être du projet de recherche :

Les individus humains présentent une grande variance dans les réponses immunitaires innées et adaptatives à la suite de stimuli immunitaires. Cependant, on sait peu de choses sur lesquels et comment les sous-réseaux moléculaires contrôlent quantitativement le potentiel de réponse immunitaire. Jusqu'à présent, aucun biomarqueur prédictif de l'efficacité clinique des vaccinations ou des immunothérapies antigéniques spécifiques à l'allergie n'a été établi. La proposition actuelle est une étude pilote pour identifier les candidats d'intérêt, dont la valeur prédictive en tant que biomarqueurs sera évaluée dans d'autres études impliquant de plus grands groupes de patients et des contrôles appropriés.

Les chercheurs émettent l'hypothèse que les événements moléculaires précoces de stimulation cellulaire dans un AIT réussi sont en corrélation avec une signature immunitaire régulatrice de cellules immunitaires innées (cellules tueuses naturelles (NK), cellules lymphoïdes innées) et adaptatives (cellules T et B). À cet égard, les caractéristiques des cellules Th2 au repos (avant l'AIT) des patients allergiques et les changements précoces survenant dans cette population au cours de l'AIT pourraient finalement prédire le résultat thérapeutique.

L'objectif de ce projet est de développer une stratégie de biologie des systèmes pour prédire quantitativement le potentiel de réponse des cellules Th2 activées (T-helper de type 2) à partir des cellules Th2 au repos de patients allergiques subissant un traitement de désensibilisation aux allergènes. Les chercheurs prévoient d'analyser le transcriptome de leurs cellules à différents moments tout au long de l'AIT et de déduire des réseaux d'expression génique qui nous permettront de déterminer les facteurs pronostiques clés de la réactivité de l'AIT et de l'induction de la tolérance immunitaire. Parallèlement aux cellules Th2, les chercheurs étudieront les rôles et sous-populations de cellules NK, le rôle de ces sous-ensembles dans l'allergie étant encore largement méconnu. De plus, comme le microbiote intestinal est connu pour être associé et interagir avec le système immunitaire, les chercheurs saisiront l'opportunité de collecter des échantillons de microbiote de patients subissant un AIT pour évaluer les changements qui pourraient survenir lors de la désensibilisation. La réalisation de cette étude nous permettra i) d'identifier des biomarqueurs potentiels qui pourraient finalement être utilisés pour prédire le résultat du traitement ou pour affiner et adapter le traitement aux caractéristiques d'un patient ii) pour surveiller les changements survenant dans les cellules NK des patients exposés à des procédures de désensibilisation, iii) étudier le microbiote intestinal des patients allergiques et explorer de potentiels biomarqueurs prédictifs du microbiote (partie de l'étude réalisée à l'IBBL). Cette étude se présente comme une étude de preuve de concept pour démarrer une future cohorte plus importante, car la découverte de nouveaux biomarqueurs/caractéristiques pourrait ouvrir de nouvelles voies pour comprendre d'autres troubles liés à un dérèglement immunitaire et dans lesquels l'induction d'une tolérance est nécessaire, comme les maladies auto-immunes. maladies, rejet de greffe et autres.

Méthodologie:

Les patients qui seront inclus dans cette étude sont des patients allergiques du service d'Immuno-Allergologie du CHL, qui subiront de toute façon une immunothérapie antigénique spécifique de routine pour des raisons médicales. Ces protocoles immunothérapeutiques sont déjà établis et utilisés par des spécialistes expérimentés du CHL et ne seront pas modifiés pour les besoins de ce projet de recherche. Si les patients éligibles à l'AIT acceptent de participer à notre projet de recherche, les enquêteurs prélèveront des échantillons de sang et de selles au cours du traitement. Selon l'allergie à traiter, il existe deux protocoles de désensibilisation de routine : un protocole ultra-rush est réalisé pour la désensibilisation aux piqûres d'insectes, tandis qu'un protocole conventionnel est utilisé pour la désensibilisation au pollen. Un groupe témoin sans antécédent clinique d'allergies est recruté. Les échantillons de sang et de selles sont prélevés dans les mêmes délais que chez les patients allergiques.