Institut de recherche biomédicale
     
    Vous êtes ici : Accueil / La Recherche / Infection, Immunité, Inflammation / Equipe V. Witko-Sarsat / Thème de recherche 2

    Thème de recherche 2

    •  

    Physiopathologie des vascularites à ANCA: rôle de la protéinase 3


    Le but de nos recherches est d'élucider les mécanismes d’activation du neutrophile et le rôle de la protéinase 3 dans les vascularites systémiques autoimmunes associées à la présence d’ANCA anti-PR3 (Figure 7) .

    Figure 7 : Rôle des neutrophiles dans la physiopathologie des vascularites associées aux ANCA


    Il est classiquement admis, qu’au cours des vascularites, une infection va déclencher une « pré-activation des neutrophiles » résultant en une sécrétion de cytokines inflammatoires comme le TNF-alpha, une expression accrue de molécules d’adhésion. Dans ces conditions, les neutrophiles expriment des protéines granulaires à leur surface, en particulier les cibles des ANCA comme la myéloperoxydase ou la protéinase 3, qui peuvent alors lier les ANCA anti-MPO ou anti-PR3, et activer les neutrophiles. Ces derniers vont alors libérer leurs médiateurs délétères pour l’endothélium comme les oxydants et les protéases, à l’origine des lésions vasculaires. L'accumulation de neutrophiles activés et apoptotiques suggèrent un défaut de résolution de l'inflammation. Nous avons montré que les neutrophiles apoptotiques de patients atteints de GPA expriment la PR3 membranaire et qu'elle est à l'origine d'un défaut de phagocytose par les macrophages et de perturbations de l'immunité innée et adaptative (Mouthon et al 2012 Presse Médicale ; Millet et al . Ann Rheum Dis. 2013)

    Notre projet vise à approfondir les aspects suivants:

    1) l'étude fonctionnelle des neutrophiles des patients atteints de vascularites associées aux ANCA dans le cadre de l'étude NEUTRO-VASC (PH-RC national dirigé par Luc Mouthon) afin de proposer de nouveaux biomarqueurs dans ces maladies. Nous étudierons les interactions avec les autres cellules de l'immunité innée et adaptative en particulier les lymphocytes B.
    (Centre de Référence des Vascularités Nécrosantes)

    2) l’étude structurale et fonctionnelle de la PR3 membranaire visant à cibler les domaines particuliers sur la protéine afin de moduler ses fonctions (Figure 8)
    (WEB NEWS : Institut Cochin novembre 2015).

    3) l'investigation de la protéinase 3 dans son activité de signal de danger ayant un rôle immunomodulateur sur les différents acteurs cellulaires de l'immunité innée et adaptative (Figure 9)
    (WEB NEWS : Institut Cochin avril 2016)

     

    Figure 8 : Structure moléculaire de la PR3 montrant sa triade catalytique et son site d'insertion membranaire, en particulier son association avec la phosphatidylserine sur les microparticules.


    La protéinase 3 (PR3) a une structure tridimensionnelle typique des serine-protéases de la famille des chymotrypsines (Hajjar et al. FEBS J. 2010): deux tonneaux beta composés chacun de 6 feuillets beta anti-parallèles (violet) et une hélice alpha en carboxy-terminal (jaune). La triade catalytique (his71, asp118 et ser203, en vert) est localisée entre les deux tonneaux avec un substrat (rouge) positionné de façon optimale. La PR3 possède un patch hydrophobe permettant son ancrage à la membrane. Cinq acides aminés basiques (orange) permettent l’orientation correcte de la PR3 jusqu’à la surface membranaire pour lui permettre d’insérer son site hydrophobe (jaune) composé des acides aminés phe180, phe181, phe229 et L228 (Hajjar et al Proteins 2008).

    Le panel du milieu montre la PR3 insérée dans la membrane (en jaune) grâce à son interaction directe avec la phosphatidylserine exposée à la surface de la cellule apoptotique (Martin et al J Biol Chem, 2016). Cette interaction lui permet également de se fixer sur des microvésicules circulantes exprimant la phosphatidylserine. Ainsi, ces microvésicules arborant la PR3 à leur surface peuvent jouer un rôle important dans l'inflammation et les fonctions vasculaires. La photo de droite montre deux neutrophiles et une microvésicule néoformée (cliché de la plateforme de microscopie électronique de l'Institut) (WEB NEWS : Institut Cochin 2016). 

     

    Figure 9 : L'autoantigène PR3 est un signal de danger qui alerte le système immunitaire

    (Video: Journal of Clinical Investigation

    L'équipe a récemment découvert un nouveau mécanisme par lequel l'autoantigène PR3 peut initier une cascade inflammatoire. Cette étude montre pour la première fois que les vascularites autoimmunes auraient une composante auto-inflammatoire dépendante de l'interleukine 1.

    PR3: agent double dans les vascularites : Vidéo Parisdescartes

    Brève de l'Inserm : Actualités de recherche à l'Inserm

    Nature Review Rheumatology 2015


    Dans les vascularites, les neutrophiles sont activés par les ANCA et sont apoptotiques. Ils expriment alors la PR3 à leur surface qui peut interférer avec la phagocytose par les macrophages (Kantari et al Blood 2007) et les activer (Gabillet et al J Immunol 2012). Cette activation implique la voie MYD88/interleukine 1 et déclenche la production de cytokines et de chimiokines inflammatoires. La PR3 est perçue comme un signal de danger par les macrophages aboutisant à la création d'un microenvironnement qui favorise l'activation des cellules dendritiques plasmacytoïdes, cellules clés dans la tolérance immunitaire associée à la phagocytose des cellules apoptotiques. Il en résulte une inhibition de la génération des lymphocytes  T régulateurs et une polarisation des lymphocytes T CD4 vers un profil Th9. De plus, l'addition d'ANCA anti-PR3 favorise la génération de lymphocytes T CD4  vers un profil Th17, maintenant un état inflammatoire. (Millet, Martin et al J Clin Invest 2015)
    (WEB NEWS : Institut Cochin 2016)






    Equipes du département