Utilisation des cytokines et antagonistes en thérapeutique
UE Bio, avril 2009
Les cytokines en thérapeutique
IL-2, la première cytokine utilisée en thérapeutique
IL-2 = facteur de croissance pour cellules T et cellules NK, induit la production de cytokines (IL-2, GM CSF, IFN, TNF…)
Découverte de l’effet thérapeutique de l’IL-2 par Rosenberg (année 1980)
IL-2 (IL-2 recombinante (r-IL2) = Aldesleukine)PROLEUKINvoie iv (ex carcinome rénal 150 M d ’unité (10mg d ’IL-2) / jour en 3x, 3-5j. Nouveau traitement dans les 6/8 semaines si nécessaire)Réservé à usage hospitalier (unité de soin intensif)
Effets secondaires importants (troubles cardiaques, syndrome de fuite capillaire avec hypotension, syndrome pseudogrippal…...) « Les sévères effets secondaires sont nécessaires pour une réponse anti-tumorale » (Rosenberg)
Cible: adéno-carcinome rénal, mélanome
Mécanisme d’action de l’IL-2: activation des cellules T et des cellules NK (LAK)
15 ans de thérapie IL-2 (1985-2000) :
rémission au long terme (> 5ans) 9% des patients
rémission partielle (avec diminution de 50% de la masse tumorale) 10%
des patients
=> Même si résultats limités, démonstration qu’une
immunothérapie peut avoir un effet
- adenovirus-IL2 (TG1024), injection directe dans les tumeurs solides (mélanomes…)
- 2 programmes d’immunothérapie vaccinale du cancer:
human papilloma virus E6 and E7 proteins
epithelial cancer-associated antigen MUC1.
Dans un vecteur de type vaccine atténué + co expression de IL2
Utilisation de l’IL2 comme adjuvant
- Utilisation de l ’IL 2 dans les immunotoxines (ONTAK)
- PBMC + IL2 => LAK (lymphokine activated killer) 90% de cellules NK
- Cellules tumorales (biopsie) + IL2 => TIL (tumor infiltrating lymphocytes)
proche des LAK mais avec plus de cellules cytotoxiquestx d ’IL2 100x plus faiblerégression partielles (23-30%)
Injection aux patients
Les interférons et leur mode d’action
Interféron de type I Interféron de type II
Cytokine
Source
IFN IFN
leucocytes
IFN
nombreuses cellules(fibroblastes)
Nombres 20 1 1
LT CD4+ Th1LT CD8+
NK
Induction état anti-viral sur toutes les cellules macrophageCellules cibles
Les interférons de type I et leur mode d’action
2 types d’interféronstype I: IFN~20 isotypes), IFN(1 isotype, IFNinterféron trophoblastiquetype II: IFN
IFN, IFNproduits par un grand nombre de cellulesgène sous le contrôle d’un promoteur inductible.
Les inducteurs: virus ARN > virus ADNARN double brinautres inducteurs: organismes intracellulaires (rickettsie, mycoplasmes), cytokines (IL-2, CSF-1)
Mécanisme: phosphorylation de facteurs IRFs (Interferon regulatory factor) et fixation sur des sites au niveau des promoteurs. NFB intervient aussi dans la régulation de IFN
IFN, IFNont le même récepteur
Activité biologique: Modulation expression CMH I (pour le CMH II c’est surtout IFN)Inhibition synthèse protéiqueStimulation des cellules NKEffet sur l’hypersensibilité retardéeActivité antitumorale (inhibition de la réplication de certaines cellules)
IFNINTRONA (IFN-2b) ROFERON-A (IFN-2a)(voie SC, 3 millions d’unités, 3x /semaine)
IFN pégylé PEGASYS VIRAFERON-PEG(voie SC)
IFN alfacon ( consensus) INFERGEN (retiré en mai 2006)(voie SC)
triple action : action anti-virale (inhibition de la réplication virale)action immuno-régulatrice (augmentation activité des cellules NK et macrophages)action anti-proliférative (allongement de toutes les phases du cycle cellulaire)
Thérapie anti-virale
Indication cancéreuses : leucémies, lymphomes, myélomes, mélanomes, cancer du rein (stade avancé) ...
Indication infectieuses: Hep B (malades chroniques), HepC,
Depuis début 2001 utilisation de l’IFN pégylé:IFN-PEG 2b (VIRAFERON-PEG, Schering-Plough, AMM limitée)1,5 g/kg/semIFN-PEG 2a (PEGASYS, Roche,)
IFN LAROFERON (IFN -2a), VIRAFERON (IFN -2b) (prescription hospitalière initiale)INTRONA (IFN -2b), ROFERON-A (IFN -2a) (réservé aux hôpitaux)(3 millions d’unités, 3x /semaine)
Le traitement de référence d’une hépatite C chronique: la bi-thérapie IFN + ribavirine
Ribavirine est tératogène -> éviter toute grossesse.
rémission complète prolongée chez 40% des patients après bi-thérapie(15% en monothérapie IFN seul)
ribavirine (REBETOL, Schering-Plough); COPEGUS (Roche), voie orale poids < 75 kg -> 1g/jour en 2 prises pendant les repaspoids > 75 kg -> 1,2g/jour en 2 prises pendant les repas
+
La durée du traitement le l’hépatite C dépend du génotype viral et de la virémie
génotype 2 et 3 -> 6 mois (quel que soit la virémie)
toujours poursuivre le traitement même si la virémie est positive à 3 mois
génotype 1 et 4 : Si virémie < 1,2 millions IU /ml -> 9 mois
Si virémie > 1,2 millions IU /ml -> 12 mois
Détection de l’ARN viral après 2 moissi négatif (sujet répondeur) traitement poursuivis encore 6 moissi positif (patient non répondeur) traitement poursuivi pendant 12 mois
évaluation du traitement: ARN viral / PCR + dosage des transaminases à 6 mois
(600 UI / ml = 1000 copies / ml)
IFNBETAFERON (IFN-1b)AVONEX (IFN-1a)REBIF (IFN-1a)I.M.traitement des crises de sclérose en plaqueIFN réduit la fréquence des crises de sclérose en plaque mais sans modifier l’évolution à long terme -> blocage de la production de l ’IFN qui intervient dans le déclenchement des poussées de scléroses
Traitement de la sclérose en plaque
IFN IMUKINinterféron de type II- prescrit pour réduire la fréquence des infections chez les patients ayant une granulomatose septique chronique ou atteints d'ostéopétrose maligne sévère- améliore état des patients atteints de fibrose pulmonaire idiopathique
Traitement anti-infectieux
Cytokines agissant sur l’hématopoièse
G-CSFFilgrastim G-CSF (NEUPOGEN inj); pegfilgrastim (NEULASTA)Lenograstim G-CSF (GRANOCYTE 13-34 inj)
(GM-CSF, Molgramostim GM-CSF (LEUCOMAX inj) (pas dispo en France))
indications : - récupération du système myéloïde après transplantation de moelle osseuse- donneurs sains d’allogreffe- leucopénie (neutropénie) après chimiothérapie anti-cancéreuse
Cellule souche myéloide
Prog.-Baso
Prog.-Eo
Prog.-GEMMProg.-G
Prog.- MEG
Prog.- E Erythrocytes
Plaquettes
Prog.- GM Prog.-M
Basophile, mastocyte
EosinophilePMNmonocyte
GG
GM
GM GM
GMGM
GMGM
GM
Les antagonistes de cytokines en thérapeutique
Etanercept (ENBREL) scprotéine de fusion TNFR (p75):Fcmolécule recombinante
Indication: l’arthrite rhumatoïde, psoriasis
Les chimères récepteur / Fc
CH2
CH3CH3
CH2Fc fragment
d’IgG1
Domaine extracellulaire du récepteur au
TNF p75
TNF
Les anticorps monoclonaux
Anti-TNF (REMICADE, HUMIRA), anti-integrin, anti-IL-12…..
Indication: MICI, PAR, SEP…. (voir cours Ac en thérapeutique)
Les chimiokines et leurs récepteurs, nouvelles cibles thérapeutiques ?
cellule émettrice de chimiokine
gradient de chimiokines
cellule réceptrice
impliquées dans l’inflammation et la lymphopoïèse
Les chimiokines : principaux régulateurs du trafic des leucocytes
√ 4 familles distinctes de chimiokines
(20 à 45% d ’homologie)
CCRCC chimiokines (CCL) (chimiokines ) (MIP, RANTES..)
Récepteur
CXC chimiokines (CXCL) (chimiokines ) (SDF-1, IL-8) CXCR
CX3C chimiokines (CX3CL) (chimiokines ) (fractalkine) CX3CR
C chimiokines (CL) (chimiokines ) (lymphotactine) XCR
√ ~ 50 chimiokines différentes , ~ 20 récepteurs différents
√ Source variée, pas uniquement les cellules du SI
√ petite taille (90 à 130 aa)
√ 4 résidus cystéines conservés
-> classification en fonction des résidus en région N-terminale
Les chimiokines
Implications pathologiques des chimiokines
Auto-immunité
CCL2 -/- ou CCR2 -/- -> amélioration de EAE
modèle animaux de sclérose en plaque (encéphalopathie allergique expérimentale (EAE))
absence de recrutement de macrophage CCR2+
augmentation de CXCL9, 10 et CCL5 dans LCR de patients
Sclérose en plaque
Arthrite rhumatoïde
CCL2 -/- ou CCR2 -/- -> réduction de la formation de plaques lipidiques réduction du nombre de macrophage
dans la paroi artérielle
modèle murin d’hypercholestérolémie
Auto-immunité / pathologie vasculaires
concentration élevée de CCL2, 3, 5 et CXCL8, 10 dans le tissu synovial
patients 32CCR5 présentent une évolution plus lente de la maladie
Allergie / Asthme
recrutement par les chimiokines CCL2, 7, 8, 13, et 5 des macrophages,
basophiles, éosinophiles
vCCI = Inhibiteur d’origine viral (poxvirus) des chimiokines CC
par voie i.n. -> diminution inflammation et amélioration des fonctions respiratoires
-> Thérapie anti-asthme?
Réaction d’allogreffe
souris CCR1 -/- , CCR2 -/- ou CCR5 -/- -> prolongation d’allogreffes chez la souris
rejet de greffe de peau et de coeur se caractérise par une production précoce de CCL2, CCL3 et CXCL1-3 puis des ligands de CXCR3 et CCR5
-> Thérapie anti-rejet?
Ac anti-CCR5 ou CXCL9 (ligand de CXCR3) -> atténuation du rejet
Cancer
implication de CXCR4 (sur-exprimé à la surface des cellules du cancer du sein) dans l’apparition de métastasesur-expression aussi de CCR7 dont le ligand CCL21 est exprimé dans les ganglions
Les récepteurs aux chimiokines = porte d’entrée du VIH
GP 120
récepteur
CCR5
CXCR4co-récepteurs
CD4
VIH R5 -> CCR5 : tropisme pour les macrophages
VIH X4 -> CXCR4 : tropisme pour les lymphocytes
VIH R5X4 -> CCR5 + CXCR4 : double tropisme
cellules transfectées avec VIH pas suffisant pour infection
mutation 32CCR5 -> résistance à l ’infection
précoce
tardif
Mimétisme moléculaire des virus
> 30 équivalents de chimiokine ou de récepteurs de chimiokines
analogues viraux de chimiokine
analogues viraux de récepteurs aux chimiokine
absence d’homologie mais activité biologique de chimiokine ou de récepteur
HHV8 (KSHV) vMIP-I, -II, -III chimiokines CC agoniste/ antagoniste
CMV humain US28 CCR3, CX3CR3 séquestration
HIV Tat CC et CXC agoniste
HIV Gp120 CC et CXC porte d ’entrée
CMV humain vCXC-1, 2 chimiokines CXC agoniste
VRS G-glycoprotein CX3C (fractalkine) porte entrée
HHV6 U12, U51 CCR agoniste
virus protéine virale homologue fonction
Les antagonistes de CCR5
Les dérivés de CCL5
Dérivés N-terminaux de RANTES
nonakine
AC monoclonal humanisé anti CCR5 (PRO 140)
petite molécules synthétiques (TAK-779, TAK-220, SCH-D, UK-427,857….)
Des antagonistes de chimiokines
Les antagonistes de chemokines, une nouvelle classe de molécules anti-inflammatoires?
TAK-779 (composé non peptidique) antagoniste de la fixation de RANTES sur CCR5
-> Thérapie anti-VIH?
Baba et al. PNAS, 1999, 96, 5698
CCR5
CCR1
Aplaviroc (cible CCR5) (GlaxoSmithKline)
arrêt phase III en Oct 2005 pour hépatotoxicité
Maraviroc (cible CCR5) (Pfizer)
autorisation européenne
Vicriviroc (cible CCR5) (Schering-Plough)
en essai clinique phase III
Les molécules les plus avancées
Les antagonistes de CXCR4
Antagonistes peptidiques et protéiques (T22, 18-mer; T140 14-mer; ALX40-4C…)
petite molécules synthétiques (AMD3100, KRH-1636….)
Emergence de mutants utilisant d’autres co-récepteurs?
Les antagonistes de CCR5
Les dérivés de CCL5
Dérivés N-terminaux de RANTES
nonakine
AC monoclonal humanisé anti CCR5 (PRO 140)
petite molécules synthétiques (TAK-779, TAK-220, SCH-D, UK-427,857….)
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