Les lymphocytes T régulateurs CD4+CD25+ : vers une immuno-modulation thérapeutique ? CD4+ CD25+ regulatory T cells: towards therapeutic immunomodulation?

Le thymus produit des lymphocytes T (Ly T) présentant un répertoire très large de spécificités pour les antigènes. Certains de ces Ly T ont un rôle déterminant dans l’élimination spécifique des agents infectieux. D’autres, spécifiques d’antigènes du soi, seront éliminés (délétion clonale) ou leur fonction sera neutralisée; dans ce dernier cas, on parle alors d’anergie. Toutefois, malgré ces « garde-fous » il persiste des Ly T fonctionnels qui reconnaissent des antigènes du soi. Ces Ly T « auto-réactifs », s’ils sont activés, exposent au risque de maladies auto-immunes. Ce processus est contrôlé par des Ly T dits régulateurs qui empêchent l’action des Ly T auto-réactifs potentiellement pathogènes, prévenant ainsi l’émergence de maladies auto-immunes, ce que l’on désigne par le terme de « tolérance dominante ». Des données récentes montrent que les Ly T CD4⁺ exprimant de façon constitutive la chaîne α du récepteur de l’interleukine-2 (CD25) (soit 7-10 % des Ly T CD4⁺) jouent un rôle majeur dans la prévention des maladies auto-immunes. En effet, lorsque l’on provoque un déficit spécifique en Ly T régulateurs CD4⁺CD25⁺ (Ly T_reg) chez des rongeurs qui ne développent pas normalement de maladies auto-immunes, un syndrome auto-immun touchant de nombreux organes apparaît [1]. Par ailleurs, un déficit en Ly T_reg aggrave considérablement le diabète auto-immun des souris NOD (non-obese diabetic) qui développent de façon spontanée cette maladie [2]. Ces données indiquent que les Ly T_reg exercent en permanence un contrôle de l’auto-immunité, ce qui leur a parfois valu la dénomination de natural suppressors.

Les mécanismes par lesquels les Ly T_reg contrôlent l’émergence de maladies auto-immunes sont très mal connus. Des expériences récentes réalisées in vivo montrent que ces cellules pourraient bloquer l’activation des Ly T auto-réactifs et inhiber ainsi leur prolifération et/ou leur différenciation en cellules effectrices pathogènes [3], [4]. Des expériences in vitro ont également montré que les Ly T_reg sont des cellules suppressives très puissantes capables d’inhiber l’activation des Ly T CD4⁺ et CD8⁺ en bloquant leur prolifération et leur différenciation [5]. Plusieurs mécanismes d’action pourraient donc être impliqués dans la prévention, par les Ly T_reg, de maladies auto-immunes.

L’origine thymique des Ly T_reg est clairement établie par deux types d’arguments: d’une part ces cellules sont présentes dans ce tissu, et d’autre part l’ablation du thymus chez des souris nouveau-nés entraîne un déficit permanent en Ly T_reg [5]. Ces cellules feraient partie d’une lignée cellulaire distincte de celle des lymphocytes T conventionnels, dans la mesure où il ne semble pas être possible de faire se différencier des Ly T_reg CD4⁺ CD25⁺ en Ly T CD4⁺ conventionnels et vice-versa. Même après activation, les Ly T CD4⁺ conventionnels (qui expriment alors également le marqueur CD25 en réponse à cette activation) se distinguent des Ly T_reg sur des critères phénotypiques (perte de l’expression de CD62L par exemple) ou sur des critères fonctionnels (absence d’acquisition de fonctions suppressives) [6]. Des résultats récents indiquent que, au cours de leur développement, seuls sont produits les Ly T_reg qui sont spécifiques d’antigènes exprimés dans le thymus, donc d’auto-antigènes. Contrairement à la majorité des Ly T conventionnels, les Ly T_reg seraient des cellules auto-réactives capables donc de reconnaître de façon spécifique les antigènes tissulaires de l’organisme [4], [7]. Par ailleurs, on sait que l’effet suppresseur des Ly T_reg est strictement dépendant de l’engagement de leur récepteur à l’antigène [5]. Ainsi, si dans un organe, un processus auto-immun associé à une lyse cellulaire apparaît, l’augmentation de la présentation des antigènes tissulaires pourrait favoriser localement l’activation de Ly T_reg auto-réactifs spécifiques de ces antigènes. Ces derniers pourraient alors exercer une régulation de l’activation des Ly T conventionnels auto-réactifs dans ce tissu, jouant ainsi leur rôle de contrôle des maladies auto-immunes.

Les Ly T_reg ont récemment été décrits chez l’homme où ils présentent des propriétés remarquablement similaires à celles qui ont été caractérisées initialement chez les rongeurs [8]. On peut donc espérer traiter certaines maladies auto-immunes en induisant une tolérance immune grâce à l’administration de Ly T_reg. C’est effectivement ce qui se produit chez l’animal: ainsi, nous avons montré que chez des souris NOD (non obese diabetic) développant un diabète exacerbé par la création d’un déficit en Ly T_reg, l’administration de ces cellules avant l’apparition du diabète clinique en retarde l’expression voire prévient la maladie (Figure 1A) [2]. La pertinence clinique de ces résultats se trouve renforcée par l’observation récente que des patients atteints de diabète auto-immun ont un déficit en Ly T_reg [9]. Dès lors, l’injection de fortes doses de Ly T_reg autologues chez des personnes pré-diabétiques pourraient arrêter le processus auto-immun, bloquer la destruction des cellules sécrétrices d’insuline et prévenir le diabète. De grandes quantités de cellules pourraient être obtenues par la multiplication abondante ex vivo des Ly T_reg, prélevés au préalable chez le patient (Figure 1B). Une telle expansion cellulaire s’avère possible chez la souris puisque nous avons obtenu une amplification du nombre des Ly T_reg d’un facteur 1000 après 25 jours de culture sans perte de fonction régulatrice.

Figure 1

Perspective de thérapie cellulaire du diabète auto-immun par transfert de Ly T_reg.

A. Dans une expérience précédente, des Ly T_reg étaient purifiés à partir de souris NOD sauvages puis ré-injectés en grandes quantités chez des souris NOD génétiquement déficientes en Ly T_reg obtenues par recombinaison homologue. Le transfert de ces cellules prévenait ou retardait efficacement l’apparition du diabète. Dans le groupe témoin, les souris qui ne recevaient pas d’injection de Ly T_reg développaient un diabète sévère [2]. B. Une approche similaire pourrait être envisagée chez des sujets pré-diabétiques (le risque de diabète est suspecté par la présence de différents auto-anticorps spécifiques d’antigènes d’îlots de Langerhans) présentant un déficit en Ly T_reg. Leurs Ly T_reg résiduels seraient purifiés, cultivés ex vivo en présence d’interleukine-2 pour induire leur prolifération, puis seraient ré-injectées au même patient.

Les Ly T_reg pourraient avoir d’autres indications thérapeutiques que le seul traitement des maladies auto-immunes. En effet, leur participation a été démontrée dans l’acquisition de la tolérance aux allogreffes d’organes solides [10], [11]. Il serait donc possible d’envisager une thérapie cellulaire par les Ly T_reg dans les greffes d’organes. Par ailleurs, nous avons récemment étudié le rôle des Ly T_reg dans la maladie du greffon contre l’hôte (GVH) après greffe de moelle osseuse allogénique chez la souris. Les Ly T_reg naturellement présents dans le greffon médullaire retardent spontanément l’apparition de la GVH. L’administration, au moment de la greffe, d’un grand nombre de Ly T_reg syngéniques permet de prévenir ou de retarder considérablement la survenue d’une GVH. Cet effet est obtenu aussi bien avec des Ly T_reg fraîchement purifiés qu’avec des cellules obtenues après leur multiplication in vitro [12]. La découverte des Ly T_reg ouvre donc un vaste champ non seulement d’investigations expérimentales, mais probablement de perspectives thérapeutiques. Il est probable que dans les années à venir, des essais cliniques utilisant ces populations seront réalisés dans le traitement des maladies auto-immunes et en transplantation.