Activation des cellules dendritiques par les...
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22/02/2011
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Activation des cellules dendritiques par les xénobiotiques
Marc Pallardy, INSERM UMR 996Université Paris‐SudFaculté de PharmacieChâtenay‐Malabry
Lymphocytes T CD8+Produit spécifique
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Comment un haptène réussit-il à provoquer une sensibilisation ?
• Phase pré-immunologique– Réactivité chimique– Rôle du métabolisme– Polymorphisme génétique
• Phase de sensibilisation– Activation des cellules dendritiques– Présentation de l’haptène– Activation des lymphocytes T
• Phase effectrice– Lymphocytes Th1 vs Th2 vs Th17– Lymphocytes CD8+– Lymphocytes T régulateurs (Treg)
DC et signal de danger
Peripheral organ
Antigen
Immature dendritic cell
Captation antigène
Activation
Migration
T cell
Lymph node
Mature dendritic cell
Présentation antigène
Danger signals (microbial products, RNA, CpG DNA…)
Toll-Like Receptor…IL-12
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MHC II +++CD80, CD 86 +++CD83 ++CD40 +++IL-12 production
MHC II +/-CD80, CD86 –CD83 –CD40 -
Présentationantigène
E-cadherin +++CCR7 –CCR6 ++
E-cadherin -CCR7 +++CCR6 -
Migration
CD1a +/-MR +/-FcR +/-
Capture antigèneCD1a +MR +++ FcR +++
SKIN GANGLIONS
Le cas de l’allergie de contact
Skin
Immature dendritic cell
Chemical uptakeDC activation
Migration
T cell
Mature dendritic cell
Antigen Presentation
What are the danger signals ?•TNF-α, IL-1, HSP 27, Hyaluronic acid, ATP/P2X7, HMGB1, Uric acid ? Chemical sensitizers ?
Chemicals
Lymph node
IL-12
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HYPOTHESESLes haptènes peuvent-ils jouer le rôle de
signal de danger ?• Action directe sur les cellules dendritiques
• Acquisition d’un phénotype de DC “matures”
• Activation de voies de signalisationmimant celles des signaux de danger ?
• Action indirecte sur le microenvironnementcutané• Inflammation• Production de médiateurs par les
kératinocytes
Human CD34+ cells purification
CD34
Column
Human Cord blood cells
Progéniteurs CD34+ différenciées en DC
(1)
(2) (3)
(4)
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Macrophage-like cell
DC Immature
DC mature
Langerhans-like DC
Monocyte
GM-CSFIL-4
GM-CSFIL-4
TGF-β
GM-CSFIL-4
TNF-αPGE2
day 0 day 5-7
Human DC from monocytes
GM-CSF
Modifications phénotypiques(modèle CD34-DC)
NiSO4 DNCBday 7CD1a
MHC-II
CD207
E-cadherin
CD86
CD83
isotype control Ab
hapten stimulated-DC
non stimulated-DC
24 hrs treatmentNiSO4: 500 µMDNCB: 25 µM
Boislève et al, 2004
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Haptens induce DC migration in vitro
culture medium +/- CCL19
200 000 cells% o
f migra
ted
DCs
DNCB
- CCL19 + CCL1905
101520
7,8 %5%
12%
18%
+ CCL19
NiSO4
- CCL19
23,2%
051015202530
0,4%
8,0% 8,9%
% o
f migra
ted
DCs
Transwell® system
control cells 24hDNCB 24hNiSO4 24h
Production cytokines(CD34-DC)
ng/mL Non treated DMSO 0.05%
NiSO4 500 µM
DNCB 25 µM
TNF-α ND 0.02 0.45 NDIL-8 0. 44 0.45 98.7 13.1IL-6 ND ND 8.25 ND
IL-12p40 ND ND 3.05 ND
•TNF‐α production was measured after a 4 hours treatment whereas IL‐8, IL‐6 and IL‐12p40were measured after a 24 hours treatment•ND: not detectable
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Concentration CD86 CD83 CCR7
NiSO4 500 µM 4,2 10,1 2,8
DNCB 25 µM 2,3 6,6 2,4
pPD 75 µM 2,0 2,7 3,2
CIN 100 µM 1,5 0,7 0,8
HCHO 150 µM 4,4 10,8 2,7
BC 0,5 µg/ml 0,9 1,9 0,6
SDS 250 µM 0,9 0,7 0,9
Effets des molécules allergisantes sur le phénotype des CD34-DC
Results are expressed as fold inductionMean of 3 independent experiments
12 10
1249
00
2 0 04 0 06 0 08 0 0
10 0 012 0 014 0 0
Cont r ôl e Ni I FN- γ Ni + I FN- γ NiSO4Control IFN-γ NiSO4 +
IFN-γ
1259
10120
Conc
entr
ation
(pg/
ml)
500
1000
1500
0
† ‡IL-12p70
NiSO4Control NiSO4 +
IFN-γ
Conc
entr
ation
(pg/
ml)
0
10000
50000
70000
90000
IFN-γ
†IL-12p40
Antonios et al, J. Immunol , 2010
NiSO4 et production d’IL‐12 (Mo‐DC)
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Toll-Like Receptors and Signalisation
1 2
3
3
3
Chemical sensitizers activate MAPKs
Western-Blot
p38: P38 MAPK, P-p38: phospho-p38, JNK: Jun Kinase
NiSO4: 500 µMDNCB: 25 µM
Boisleve et al, 2005
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DNCB
NF-kB
IkB
MAPKs(P38MAPK, JNK)
CCR7CD83
CD86IL-8
TNF-α
CD40, HLA-DR,IL12p40, IL-6
?
Boisleve et al, J Invest Dermatol (2004)Boisleve et al, Toxicology (2005)Ade et al, Toxicological sciences (2007)Antonios et al, Toxicology in vitro (2009)Antonios et al J. Immunol (2010)
NiSO4
MAPKs(P38MAPK, JNK)
CD86,CD83 HLA-DR, CD40
NF-kB
IkB
IL-8, IL-6, CCR7
IL-12 p40
IRF-1
ROS ?
P-STAT-1
IFN-γ
IL-12 p35
IL-12 p70
Mo-DCCD34-DC
CD34-DC
NiSO4 est un sensibilisant « humain »
Schmidt M et al, Nat Immunol (2010)
• Le TLR‐4 humain « reconnaît » spécifiquement le Nickel• Rôle pour les Histidine 456 et 458 non‐conservées
Humain Souris
Macrophages
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Médicaments ?
Sanderson JP et al, 2007
Sanderson JP et al, 2007
Détection d’adduits SMX dans lesMo‐DC après incubation avec SMXet SMX‐NO
Fixation surface cellulaire
Fixation intracellulaire
Adduits proteines‐SMX
Ces adduit et signaux intracellulaires ?
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Modification du microenvironnement
Inhibiteuracide Hyaluronique
acide Hyaluronique active TLR ?Martin SF et al, 2009
Modification du microenvironnement
Martin SF et al, 2010
•L’absence du récepteur P2X7 inhibe l’allergie de contact mais pas l’irritation de contact•Déficit de production d’IL‐1b par les cellules dendritiques
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Conclusions• Une molécule pour être sensibilisante :
– Doit se fixer aux protéines– Etre reconnue par un récepteur de l’antigène spécifique sur
les cellules T (notion de répertoire)• Le nombre et la qualité des complexes haptène-peptide jouerait
un rôle dans la réponse allergique– Donner un signal de danger aux cellules dendritiques
• Signal provoqué directement ou indirectement via lasécrétion/libération de produits par les cellulesépithéliales ou– Notion d’haptène « complet » (NiSO4) or « incomplet »
(DNCB)– Les mécanismes d’activation ne sont identiques selon les
haptènes: rôle pour la réactivité chimique (cystéine, lysine,potentiel redox…) ?
• Ces notions sont à la base du développement denouveaux tests cellulaires in vitro alternatifs àl’expérimentation animal– Surrogate models to DC: cell lines (U937, THP-1, MUTZ-3)– Voie Nrf-2
Cell lines: THP-1
Miyazawa M et al, Tox in vitro (2007)
HQ: hydroquinone, PG: propyl gallate, FA: formaldehyde, PA: phenylacetaldehyde,EU eugenol, HC: hydroxycitronellal, MP: methyl-paraben; LA: lactic acid
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• THP-1 based assay = hCLAT (human cell lineactivation test)– Evaluated by 5 labs since 2004: P&G, Shiseido, Kao,
Henkel, L’Oréal (2nd ring study ongoing)– In prevalidation at ECVAM
• U937/CD86– Originally developed by L’Oréal and Cosmital SA
(now P&G) with LVMH. Recently transferred inShiseido and Beiersdorf for further evaluation
– In prevalidation at ECVAM• MUTZ-3
– Developed by the « Sensitiv » consortium
ET…
,,, FANNY BOISLÈVE
PHILIPPE ROUSSEAU
Jean-Claude OURLINIsabelle FABREAFSSAPS