Cours
Immunomodulation et vaccination thérapeutiques II
Fanny Monneaux
UPR 9021 CNRS [email protected]
Le dilemme d’une réponse immunitaire efficace
Distinguer le « soi » du « non soi »Distinguer le « soi » du « non soi »
Tolérance au soi
Précurseur des cellules T
SELECTION POSITIVE Thymocyte 4Thymocyte 3
(autoréactif)Thymocyte 2(autoréactif)
Thymocyte 1
SELECTION NEGATIVE
Ignorance immunologique
Anergie
Délétion
L h t TCellules T régulatrices
Lymphocyte T autoréactif
Lymphocyte T effecteur CD4+ ou CD8+
Lymphocyte autoréactifLymphocyte autoréactiftolérant
De la physiologie à la pathologie
Lymphocyte autoréactifSystème neuro-endocrinientolérant
EnvironnementI f ti ll ti édi t
Gènes
Infections, pollutions, médicaments
Lymphocyte autoréactifpathogène
Glandes endocrinesDiabète insulino-dépendant
Peaupemphigus
Organe hématopoïétique
MAI
Organe hématopoïétiqueanémie hémolytique
Reinssyndrome de Good Pasture
Œil et SNClé lMAI sclérose en plaques
Tube digestif et foiecrohn
Articulations, peau, reinspolyarthrite rhumatoïdelupusconnectivites
Les maladies autoimmunes
Diabète autoimmun de type I:destruction des cellules β du pancréas (insuline)
Polyarthrite rhumatoïde600 000 pers. en F., 2M en Europe
β p ( )200 000 patients en France
Sclérose en plaques: destruction de la myéline du SNC, 50 000 patients en France
Lupus érythémateux disséminé50 000 patients en France, 5M (monde)
Le lupus érythémateux disséminé (LED)causes et conséquencescauses et conséquences
Origine multigénique
E è t ReinsEvènements environnementaux LED -autoanticorps
-réponse T autoimmuneAtteintes
multisystémiques
ReinsSNCPeauarticulations
Dysfonctionnement immunologique
Quelques chiffres: 30 000 patients en France (1/2000), 1.4 M Américains Q q 30 000 patients en France (1/2000), 1.4 M Américains 9/10 sont des femmes (1/700)Taux de mortalité à 10 ans: 15%
Pl d 100 t A l lé l i lé li éPlus de 100 autoAg : complexes supramoléculaires: nucléosome, splicéosome
Quelques exemples de manifestations cliniques
Mains de Jaccoud : déviation cubitale des doigts ; pouce en ZMains de Jaccoud : déviation cubitale des doigts ; pouce en Z.
Lupus aigu cutané visage et décolleté.p g g
Glomérulonéphrite lupique (immunofluorescence directe) : dépôts diffus d'IgG et de C1q dans le glomérule, les vaisseaux et les tubeset les tubes.
Anormalités typiques du système immunitaire dans le lupus
-T lymphocytes (Th, CTL, NK cells, Treg)
-B cell hyperactivation
-Antigen-presenting cells (B cells, DCs, macrophages, endothelial g p g ( , , p g ,
cells…)
T ffi ki (B ll T ll )-Trafficking (B cells, T cells)
-Lymphokines (e.g. IL-2, IFN-γ, IL-6, IL-10, TNF)
-Costimulation molecules (e.g. B7-CD28, CD40-CD40L)
Spécificités antigéniques et prévalences des principaux autoAc associés au LEDprincipaux autoAc associés au LED
• AutoAc dirigés contre le nucléosome, ses constituants et les protéines associées: ADNdb (40-90%), ADNsb (50-87%), histones H1, H2A, H2B, H3, H4 (30-80%), nucléosomes (72%), PARP (35%), Ku, protéines de 70kD et 80kD (5-10%), PCNA/cycline, activateur de l’ADN δ polymérase (< 5%)
• Autoanticorps dirigés contre le splicéosome:Protéines hnRNP A1, A2/B1, B2 (20-40%), protéines SmB/B’, D, E, F, G (5-30 %),
Nucléosome:Structure cristallograpique
à 2.8 Å(Luger et al, 1997)protéines SmB/B , D, E, F, G (5 30 %),
protéines 70K, A et C de U1 snRNP (20-35%), U1RNA (10-20%)
(Luger et al, 1997)
70KRNA U1
• Autoanticorps dirigés contre la particule Ro : Protéines Ro60 & Ro52 (30-50 %), La/SSB (18-26%),
ARN hY (ND)
A
B/B'ARN hY (ND)
A t ti di i é t l ib
C
B/B
D
• Autoanticorps dirigés contre le ribosome:Protéines ribosomales P0, P1, P2 (10-20%) E,F,G
Splicéosome:Modèle de la particule U1snRNP
Spontaneous disease models of lupusSome strains of mice spontaneously develop lupus-like disorders Like patients with SLE, these mice present a diversity of disease patterns
• (NZBxNZW)F1 mice (H-2d/z)The disease in NZB mice (½ life 18 mo, both sexes) is characterized mostly by a type of haemolytic anaemia that is Coombs positive y p(anti-red cell Abs), and this can be associated with variable production of ANAs, GN and lymphomasy p
Cross female NZB (H-2d) x male NZW (H-2z)( ) ( )
½ life 7-8 mo (females), anti-DNA Abs, ANA, severe renal disease, generalized lymphocyte d f idysfunction
• MRL-lpr/lpr mice (H-2k)
lpr mutation (Fas gene mutation non functional receptor) ½ lif 4 5 (f l & l )
p p ( )
½ life 4-5 mo (females & males)lymphoproliferative syndrome, progressive accumulation of CD4-/CD8- T cells, IC mediated nephritis rheumatoid arthritis vasculitisIC-mediated nephritis, rheumatoid arthritis, vasculitis ANA, RF
• (SWR xNZB) F1 or SNF1 (H-2q/b)
½ life 4-8mo (females)Severe GN, anti-DNA, anti-nucleosome Abs
• (SWR xNZB) F1 or SNF1 (H 2 )
Intérêt de ces modèles
Etude des effets
- de certaines sous-populations cellulaires (B/T qualitatif quantitatif)- de certaines sous-populations cellulaires (B/T, qualitatif, quantitatif)
-de certains gènes de susceptibilité (MHC ou non-MHC)
de certaines fonctions liées à l’apoptose o à l’élimination des débris cell laires-de certaines fonctions liées à l’apoptose ou à l’élimination des débris cellulaires
-du rôle de l’autoantigène
d f i f d d édi i i-de facteurs environnementaux sur un fond de prédisposition
-de divers traitements
Le LED: quels traitements?
Souvent administrés à fortes doses dans les ImmunosupresseursImmunomodulation
Souvent administrés à fortes doses dans les phases d’exacerbation de la maladie
Traitements agressifsAffectent l’ensemble des cellules du
système immunitairesystème immunitaire
Effets secondaires néfastesInfection
Adaptées au type et à la gravité de la maladie:
aspirine (2 3 g/j) et anti inflammatoires non stéroïdiens (AINS) non pyrazolés:-aspirine (2-3 g/j) et anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) non pyrazolés:
-antimalariques (ex Plaquénil®): inhibe activation TLR, down regulation IFN-α et présentation antigénique.
-méthotrexate (antifolique) surtout dans les néphropathies prolifératives: inhibition de la synthèse ADN et ARN
-corticothérapie: prednisone (ex Cortancyl®/oral, Solumedrol®/iv): inhibe réponses B et T, inhibe activité NFkB
-immunosuppresseurs: cyclophosphamide (Endoxan®) et azathioprine (Imurel®)*
→ contrôle des effets secondaires individuels !
*Prédisposerait à certains cancers et au décès des patients lupiques (Isenberg, 2004)
Traitements du LED: nouvelles pistes
IL-6IL-15
IL-18IL-1
TNF
IL-10BLyS
IFN-α
CD40CD40L CD40L
CD20CD22 CD40
DCTB7CD28CTLA4
BCD20
BAFFR
B7
BLyS/BAFF
IFN
MΦFcR
TNFTNF
IL-6IL-15
IL-18IL-1
TNF
IL-10BLyS
IFN-α
CD40CD40L CD40L
CD20CD22 CD40
DCTB7CD28CTLA4
BCD20
BAFFR
B7
BLyS/BAFF
IFN
MΦFcR
TNFTNF
Cibler les lymphocytes B
-CD20: rituximab (Roche), not successful in generalized lupus or nephritis specificdesigned studies.CD22 t b (Pfi ) h II d i d f t t d h d-CD22: epratuzumab (Pfizer): a phase II dose ranging and safety study showed
significant improvements in Bilag score. Phase III in late 2010.-BLyS, APRIL and their receptor
*Atacicept (soluble receptor that binds BlyS and APRIL), Merck-Serono, Phase III.*Belimumab (neutralizing anti-BlyS mAb), Human genone science: phase II and IIImet end-points (improvement SLEDAI) over 3000 patients: FDA approval- Benlysta
Cibl t i l h t B LJP394/Ed tid
p ( p ) p pp y
Cibler certains lymphocytes B: LJP394/Edratide
LJP394: Stratégies d’immunorégulation des cellules B autoréactives dans le LED par une construction mimant l’Agautoréactives dans le LED par une construction mimant l Ag
LJP 394 ou RiquentTM (La Jolla pharmaceuticals): plate-forme nonLJP 394 ou RiquentTM (La Jolla pharmaceuticals): plate-forme nonimmunogène de triéthylène glycol sur lequel 4 oligonucléotides (20-mer) dbsont liés de manière covalente (Mr 54 kDa). Cible les Ig de surface des LB-anti-ADN.
immunogène de triéthylène glycol sur lequel 4 oligonucléotides (20-mer) dbsont liés de manière covalente (Mr 54 kDa). Cible les Ig de surface des LB-anti-ADN.
Anti-ADN natifAnti-ADN natif
LBautoréactif
LBautoréactif activité LBactivité LBautoréactifautoréactif
Oligonucléotides(ADN)
Oligonucléotides(ADN)
Fixation sur les Ac membranaires, bras prévus pour ponter ces Ac membranaires, induction d’anergie ou d’apoptose des LB autoréactifs
E d i i i lEtudes initiales:
-chute rapide des taux d’Ac anti-DNAéd ti d 58% d t d’A ti ADN è 8 i d t it t ( 58 ti t-réduction de 58% des taux d’Ac anti ADN après 8 semaines de traitement (n=58 patients
anti-DNA positifs, vs placebo)-bonne tolérance
Ensuite:
i d h fi i d i l / / h dEssai de phase III fini depuis le 17/12/02; autres phases III décevantesMolécule étudiée depuis le début des années ‘90 dans au moins 15 essais cliniques sur > 800 patients lupiques sur au moins 10 ans.
Aucun effet adverse, prise 100 mg/semaine/i.v. pendant 46 sem, ↓ anti-ADNdb, plus faible incidence des épisodes rénaux de 20-25% (réduction du risque de rechute de la néphropathie) mais pas d’efficacité Arrêt de ces études en 2009néphropathie) mais pas d efficacité. Arrêt de ces études en 2009.
Stratégies d’immunorégulation dans le LED en ciblant les CDR des Ac
FR : « framework » ou séquence de base, résidus invariants
CDR : région hypervariable déterminant la complémentarité avec l’antigène
q ,
Ed id id hé i (19 ) d CDR1 à d A i ADN “ h è ”-Edratide: peptide synthétique (19 aa) du CDR1 commun à des Ac anti-ADN “pathogènes”
* i bl d d i l i d i d β*serait capable de réduire la réponse T en induisant du TGF-β(induction de Tregs)*prolonge la survie des souris lupiques en améliorantl’atteinte rénale
-2 phases I: très bonne tolérance-Phase II (Teva, essai PRELUDE), double aveugle vsplacebo, 340 patients ayant reçu le peptide en s.c. toutes lessemaines (26): résultats décevants
IL-6IL-15
IL-18IL-1
TNF
IL-10BLyS
IFN-α
CD40CD40L CD40L
CD20CD22 CD40
DCTB7CD28CTLA4
BCD20
BAFFR
B7
BLyS/BAFF
IFN
MΦFcR
TNFTNF
Cibler les lymphocytes T/ costimulation
-CD40-CD40L: taux sériques élevés de CD40L corrélés aux taux d’ac anti-ADN
d i ( / ) d i i ddeux Ac anti-CD40L (BG9588 et IDEC131/ Antova), arrêt des essais suite à des
complications thromboemboliques. Expression de CD40L à la surface des
plaquettes activées
-CTLA-4: Abatacept (protéine de fusion formée du CTLA-4 et du fragment Fc
d’une IgG1/Bristol-Myers-Squibb). Inhibe l’intéraction activatrice B7-CD28.
Essai de phase II/III chez des patients avec un lupus rénal en cours.
-ICOS: Augmentation de l’expression ICOS sur T de patients. ICOS: molécule
costimulatrice, aussi impliquée dans la formation de B mémoire et dep q
plasmocytes. AMG557 (Ac anti-B7RP1 humanisé, Amgen), actuellement en
phase I.phase I.Cibler les lymphocytes T autoréactifs
Sur quelles cibles intervenir??
MHC class IIMHC class II Specific AutoAbs Specific AutoAbs productionproduction
TCRTCR
productionproductionAutoantigenAutoantigen
Plasmocyte
APC
Plasmocyte
Proliferation Proliferation
CD4CD4 Activation Activation
B
Epitope BCD40LCD40L CD40CD40 BCRBCR
Epitope BEpitope T
Stratégies pour le développement de traitements spécifiquesEx: le lupus
Pre-autoimmune mice
p
Dose?
B
300
400
500mAU 9.45
5
Dose?Route?Frequency?
orTh
5 10 15 Min
0
100
200
Mice with an established lupusAPC
Recognized by CD4+ T cells
Peptides from the VH domain of anti-
Eluted from MHC class II molecules
Peptide synthesis (high purity) Administration to animals
CD4 T cells DNA Abs
Identification of sequences able to modulate the autoimmune response
class II molecules
(high purity)p
Le splicéosomeautoantigène majeur du LEDautoantigène majeur du LED
U1 RNP ti lU1-snRNP particle
U1-70K protein
448159 73p30
104 183RNP 80
241 303Arg/Ser
348 389Arg/Ser
RS RS RS RS RS RS
144
151151
Synthèse de 20 peptides chevauchants
Cas du peptide phosphorylé P140
- Groups of 9 pre-lupus MRL/lpr mice - injection iv/ peptide in saline- injection iv/ peptide in saline- 4 administrations at wks 4, 6, 8, 12- 100µg/injection- Phosphorylated peptide 131-151 U1-70KPhosphorylated peptide 131 151 U1 70K
Viability
60
80
100
20
40 p=0.006
P t i i 25% 75%
0
0 20 40 60 80
weeksProteinuria: 25% vs 75%Anti-dsDNA: 29% vs 75% (24wks)
In patients, P140 induces IL-10 secretion by Th cells but no proliferation
hout
pep
tide
14
1645 SLE patients, n=16 Control, n=14
e / [
IL-1
0] w
ith
10
12
14
P140
50% (8/16) p=0.009 7% (1/14)
0] w
ith p
eptid
e
4
6
8ScP
Rat
io [I
L-10
0
2
BO
G SIE
MA
H
BEC TU
A
BO
U
BO
N
BA
L
BA
Y HIP
LOR
WA
C
HER
PEU BR
I
HA
R
RIC
MIM
AD
O
TES
POR
SAL
MIL
SPÏ
AR
D
CH
A
SAD
CLA
BO
T
LEF
B M B B B B B L W H P H M A P A C S B
- IFN-γ & IL-4 negative - blocked by anti-class II DP/DR/DQ
! Peptide non phosphorylé, au contraire,- n’a aucun effet protecteur chez la souris- n’empêche pas la prolifération des cellules T humaines
Phase IIa clinical trial
30
- 3 s.c. administrations (days 1, 15, 29)200 or 1000µg / injection
Anti-dsDNA Ab
10
20
30
200 µg1000 µg
- 200 or 1000µg / injection - 10 SLE patients / group
-10
0
10
dsD
NA
ge
aver
age
(%)
Group 2 (1000µg)
-30
-20An
ti-d
rela
tive
ch
ang
-24%
Group 1 (200µg)
-50
-40
Day 1 Day 8 Day 15 Day 29 Day 43 Day 57 Days: 1 8 15 29 43 57
SLEDAI
Group 1: 7.8 7.2 5.6 6.4 4.8 4.8 (- 40%)Group 2: 9.0 9.0 8.2 7.6 7.4 7.0 (- 19%)
Phase IIb clinical trial
S. America & E. Europe
Phase IIb clinical trial
- s c administrations125 lupus patients
s.c. administrations- two doses + placebo (3 arms)- 12-week treatment period
(total study duration 24 weeks)-double-blind randomized-double-blind, randomized
Interim results:The primary efficacy measure was a 'SLEDAI response' defined as a decrease of at least 4 points in the SLEDAI scoredefined as a decrease of at least 4 points in the SLEDAI score.The 200µg dose of Lupuzor™ administered every four weeks was statistically significantly superior to placebo (p = 0.015).
APC D l tiMécanisme d’action?
Antagonism:
APC Th Deletion
Competition No T cell expansion.
Anergy
APC Th
Antagonism:
APC Th Anergy
Anergy
T cell expansion butPartial agonism (APL): T reg
-
+
APC Thp
modulation of signaling events. APC Th
► Interagit-il avec un autre récepteur qui influence une cascade d'activation intracellulaire?intracellulaire? ►Agit-il sur certaines sous-populations régulatrices/cytotoxiques(Treg, Tr1, NKT, NK, ….) ?
Le peptide P140 inhibe la réponse T CD4 vis-à-vis d’autres peptides du splicéosome
p=0.002p=0.002
8
10p=0.006
p=0.02
4
6p=0.0004 p=0.0005
MRL/lpr 12 weeksP140 183-202
2
35-54 47-59 35-55 45-57 97-119PBS-treated
P140-treated
70K 70K U1A U1A A2 A297 119SmD1
….mais ce n’est pas un immunosuppresseur !
P140i.v.
P140i.v.
P140i.v.
P140i.v. Virus sang Sang
6 8 10 12 14 16 18 20 224
Age (semaines)Age (semaines)
95
Poids18000
Ac anti-virus Prolifération / épitope T CD4
80
85
90
Titre 10000
14000
30
40PBSP140
60
65
70
75 T
2000
6000
10
20
0 5 10 15 20 25 30
Jours post-infectionNon
traitéestraitées
0 5 10
Peptide HA (µg/puits)
Les souris MRL/lpr traitées résistent normalement à une infection par le virus de la grippe !
IL-6IL-15
IL-18IL-1
TNF
IL-10BLyS
IFN-α
CD40CD40L CD40L
CD20CD22 CD40
DCTB7CD28CTLA4
BCD20
BAFFR
B7
BLyS/BAFF
IFN
MΦFcR
TNFTNF
Un grand nombre de cytokines sont dérégulées chez les patients
TNF-α:
Les taux de TNF-α sont augmentés chez les patients. Augmentation associée à l’activité de la maladie
Utilisation de l’infliximab: amélioration de la synovite
augmentation des taux d’Ac anti-DNA
IFN-α:IFN-α:Taux sériques corrélés à l’activité de la maladie + lupus induits par IFN-α
Phase I: Acm humain (MEDI-545): n=45, administration i.v., étude de doses (0.3 à 30 mg/kg)
Data suggèrent une amélioration de la maladie. Phase II en recrutement.
IL1:Les taux d’IL1 sont augmentés chez les patients. Augmentation associée à l’activité de la maladie
2 études phase I (4 et 3 patients) utilisant l’Anakinra (anti-IL1Rα): résultats mitigés
IL10:Taux d’IL10 sont augmentés chez les patients . Augmentation associée à l’activité de la maladie
Evaluation d’un Ac murin dans une étude ouverte chez 6 patients (lupus actif corticodépendant)
éd ti d lé i t é t d if t ti ti l iréductions des lésions cutanées et des manifestations articulaires
amélioration du SLEDAI
réduction de la corticothérapiep
cytokine anti-inflammatoire, trop d’effets opposés: pas de développement futur
résultats prometteurs ciblant l’IL12, IL-17, IL-18, IL-21 et IL-23
IL6:Taux élevés, au cours du lupus actif, notamment neuropsychiatrique
Evaluation d’un Acm anti-IL6R (tocilizumab), phase I: n=16, iv, 12 semaines, 3 doses (2, 4 ou 8mg/kg)
Bien toléré
diminution activité de la maladie (7/15)
diminution fréquence plasmocytes
Cibler les composants intracellulaires
Syk: Tyrosine kinase impliquée dans la transduction du signal. Sur-exprimée dans
les cellules T de patients lupiques.
-inhibition (R788-Fostamatinib/Rigel pharmaceuticals Inc) inhibe la
progression de la néphrite chez les souris BW, empêche le développement
de la dermatite chez la souris MRL/lpr.
-résultat phase II chez des patients PR (n=189) très encourageants.
mTOR: régulateur de la croissance cellulaire et de la prolifération.
-inhibition par Rapamycin (aussi appelée sirolimus, rapamune).
-prévient le développement du lupus chez les souris BW et MRL/lpr
-résultats préliminaires sur 9 patients lupiques réfractaires aux
traitements conventionnels: bonne tolérance et efficacité
-Phase II conduite par Wyeth Pharmaceuticals en cours
Objectifs: prise en charge mieux adaptée du lupus Objec s: p se e c ge eu d p ée du upus
plusieurs essais cliniques, des succès et des échecs, plusieurs nouvelles approches originales
Meilleure compréhension du lupus nécessaire pour ledéveloppement de nouvelles drogues:
-stimili initiateurs de la réponse autoimmunestimili initiateurs de la réponse autoimmune-cascade d’événements impliqués dans les poussées
Maximiser les effets thérapeutiques-diviser les patients en fonction des
ibili é é é i d é isusceptibilités génétiques, des mécanismespathogènes, des phases de la maladie