dérégulation des réponses immunitaires intestinales et
TRANSCRIPT
Congrès Francophone d’Allergologie 2016
Laurence Guzylack-Piriou
DIXIT Développement Intestinal, Xénobiotiques
& ImmunoToxicologie
Dérégulation des réponses immunitaires intestinales et systémiques après
exposition périnatale au bisphénol A (BPA) : possible
implication dans les réactions d’intolérance alimentaire
polycarbonate résine époxy
Haute température, pH acide, …
Bisphénol A
Aliments
Concentration de BPA dans les fluides humains 0,1 – 10nM!Calafat et al, 2008; Vandenberg et al, 2007; Sun et al, 2004!
PC
Bisphénol A : contaminant alimentaire, xénoestrogène présent dans l’alimentation
dépolymérisation
2
EFSA DJT = 50µg/kg/j DJT = 5µg/kg/j
DJT : 4µg/kg/j Dose journalière temporaire
(proposée)
Octobre 2008 Janvier 2014 Janvier 2015
Interdiction du BPA dans les
biberons
ANSES Interdiction du BPA dans les produits pour enfants de - 3 ans
Interdiction du BPA pour tout conditionnement
alimentaire
Mars 2010 Janvier 2013 Janvier 2015
Devenir du BPA et réglementation
Doses de référence: !NOAEL : No Observed Adverse Effect Level!DJT : Dose Journalière Tolérable pour l’homme !
3
Réglementation
- Elimination du BPA
Conjugaison par le foie (90% chez le rat) Elimination par les urines
Retrouvé dans l’urine de 95% de la population de pays industrialisés
Contamination orale maternelle du BPA
Sang maternel Cordon
ombilical Liquide
amniotique Placenta Sang foetal
Concentration en ng/ml
5.9 1.1 8.3 11.2 1.13
E. Houdeau 2011; Vandenberg et al. 2007; Bondesson et al. 2009; Ruthann A. Rudel et al., 2011; Ikezuki et al., 2002; Schönfelder et al., 2002 ; Zalko et al, 2003
F Exposition importante de l’Homme au bisphénol A F Absorption et transmission de la mère au fœtus
4
Immunotoxicité développementale
Régime maternel /environnement Régime pédiatrique / environnement
Exposition microbienne maternelle Exposition microbienne pédiatrique
Conception Naissance
4 ans
Apparition et migration des cellules apparentées aux macrophages
Etablissement, expansion et spécialisation des macrophages résidents
Cellules T (Th, Tregs, Th17)
Mise en place et maturation du GALT/BALT
Maturation des cellules dendritiques Fenêtres critiques dans le
développement du système immunitaire qui peuvent prédisposer
aux maladies chroniques à l’âge adulte
Maturation de la tolérance (GALT/microbiote)
Chimiques environmentaux : EDC / BPA
Importance de la période périnatale dans le développement du SI
Déclencheurs post-natales cibles de la maladie
5
naissance
Perméabilité intestinale
Maturation du GALT Barrière
intestinale mature
« gut closure »
?
lumen
Lamina propria
TOLÉRANCE IMMUNITAIRE &
STIMULATION BACTÉRIENNE =
HOMEOSTASIE
Colonisation bactérienne postnatale (entre commensales et pathogènes)
Echanges facilités (trans- ET paracellulaires)
Système immunitaire (présent à la naissance)
1 2 Développement postnatal du système
immunitaire dépendant de la perméabilité épithéliale
intestinale Wagner et al, Clinic Rev Allerg Immunol (2008)
Importance de la période périnatale dans le développement du SI (système immunitaire)
6
7
Tolérance orale : implication des cellules immunitaires
Mowat, 2003
1. Protéines alimentaires sont capturées par les cellules dendritiques directement au niveau de la lumière ou après transcytose par l’épithélium intestinal
FoxP3
Th17/ Th1
Tregs
Tolerance
Inflammation
1
2
3
4
2. TFG-β et IL-10 et autres facteurs (ex RA) produits par les cellules épithéliales : maturation partielle des DCs dans Lamina Propria (LP) et les plaques de Peyer (PP)
3. Antigènes sont présentés par les DCs aux cellules T naïves dans MLNs (ganglions mésentériques) ou PP
4. Différenciation des cellules T en - Treg : tolérance - Th1 (production IFN-γ) ou Th17
(IL-17) : inflammation
8
Guandalini et Newland, 2011
Classification des intolérances alimentaires avec manifestation gastro-intestinale
Vehicule (huile maïs) BPA [0; 5 µg/kg bw/d]
G15 Nai
ssan
ce
(G23
)
gestation
Conséquences d’une exposition à de faibles doses de BPA pendant la période périnatale sur la tolérance orale chez
de jeunes rats après sevrage (J25)
Sevr
age
lactation
Ø Protocole d’induction de la tolérance orale et immunisation
(J25)
♀
9
2014
1. Protocole de tolérance orale
Protocole de tolérance orale et d’immunisation
Gavage • OVA
Sensibilisa1on OVA/CFA
Boost OVA/CFA
Euthanasie
P0 P7 P21 P28
♀ • Réponse humorale
(IgG anti-OVA dans sérum)
• Réponse cellulaire (rate et MLN) Res1mula1on in vitro +/-‐OVA 10 µg/ml
10
2. Protocole d’immunisation
Sensibilisa1on OVA/CFA 100 µg
Boost OVA/CFA
Euthanasie
P0 P7 P21 P28
Gavage • bicarbonate buffer
Réponse humorale à J25 (sevrage) suite à un protocole de tolérance orale ou d’immunisation à l’OVA
Tolérisés Immunisés
0
250
500 Control BPA 5µg/kg/d
An
ti-O
VA
Ig
G t
iter
s x
103
Ø L’exposi1on périnatale au BPA n’affecte pas la réponse en IgG an1-‐OVA chez les anx tolérisés ou immunisés à l’OVA chez la descendance juvénile à J25
F1 : J25 Réponse IgG anti-OVA
♀
11
Réponse cellulaire dans la rate et les MLNs à J25
0
100
200
300
pg/m
l
Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
0
1000
2000
pg/m
l
Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
IL-10
L’exposi1on périnatale au BPA conduit à une ne%e diminu)on de la produc)on d’IFN-‐γ spécifique OVA par les splénocytes
et les cellules des MLNs
Control BPA 5µg/kg/d
IFNγ
0
250
500
* §
§ §
* §
pg/m
l
Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
0 5
10 15 20 25 30 35 40 45
*
§
*
pg/m
l
Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
Rate MLN
F1 : J25
♀
12
Effets sur les sous-populations de lymphocytes T et cellules dendritiques à J25 dans la rate et les MLNs
L’exposi1on périnatale au BPA diminue les lymphocytes Th (auxillaires)/Treg et les sous-‐popula)ons de cellules dendri)ques dans la rate et les MLNs
chez la descendance à J25
Lymphocytes T auxillaires
F1 : J25
♀
13
Control
BPA 5µg/kg of BW/d
Cellules dendri)ques
Rate MLN
Lymphocytes T régulateurs CD4+CD25+FoxP3+
• Solvant (huile de maïs) • BPA [0; 0.5; 5; 50µg/kg bw/d]
G15
nais
sanc
e (G
23)
Sevrage (J21)
Lactation Gestation
Conséquences d’une exposition à de faibles doses de BPA pendant la période périnatale sur la tolérance orale à l’âge
adulte
Adulte F1 J45 ♀
14
Ø Protocole d’induction de la tolérance orale et immunisation (OVA)
2014
Mesure de la perméabilité intestinale
Electrical resistance
Perméabilité Intes)nale : mesure dans les chambres de Ussing
Dextran-‐FITC 4 000 Da
HRP
40 000 Da DP Isc
Coté muqueux (lumen)
Coté séreux (blood)
fragment jéjunal
Chambre de Ussing
15
Effets d’une exposition périnatale au BPA sur la perméabilité jéjunale
Dextran 4kDa-‐FITC
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
Per
mea
bil
ity
cm
/s x
10-
6
BPA (µg/kg/d) - 0.5 5 50
*† *†
(TDI)
HRP intacte 40kDa
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
Per
mea
bil
ity
cm
/s x
10-
7
***
- 0.5 5 50
(TDI)
BPA (µg/kg/d)
* *
L’exposi1on périnatale au BPA diminue la perméabilité intes)nale chez la descendance en suivant une courbe dose/réponse non linéaire
Adulte F1 J45
♀
16
L’exposition périnatale au BPA exacerbe la réponse humorale
Tolérisés Immunisés
0
250
500
750 x 10-3
BPA (µg/kg/d) - 0.5 5 50 - 0.5 5 50 (DJA)
(DJA)
OV
A-s
pec
ific
Ig
G t
iter
*
* *
Ø Les 1tres IgG an1-‐OVA dans les deux groupes (tolérisés et immunisés) sont significa1vement plus élevés chez tous les animaux
exposés périnatallement au BPA comparés aux anx contrôles Ø Hypers)mula)on de la réponse immunitaire
Adulte F1 J45
♀
17
22% ±4% 16% ±1.6%
*
0 2 10 3
10 4 10 5
10 2 -10
0 10 2
10 3
10 4 10 5
-10 2
CD62L-APC C D 4
4 - P E
CONTROL
0 2 10 3
10 4 10 5
10 2 -10
0 10 2
10 3
10 4 10 5
-10 2
CD62L-APC
C D 4
4 - P E
BPA 5µg/kg bw/d Lymphocytes T ac)vés CD4+CD44highCD62Llow
0.9% ± 0.1 1.01% ± 0.1
0 2 10 3 10 4 10 5 10 2 -10
0 10 2
10 3
10 4 10 5
-10 2
FoxP3-A660
C D
2 5 - P
E
0 2 10 3 10 4 10 5 10 2 -10
0 10 2
10 3
10 4 10 5
-10 2
FoxP3-A660 C
D 2 5
- P E
CONTROL BPA 5µg/kg bw/d
Lymphocytes T régulateurs CD4+CD25+FoxP3+
L’exposi1on périnatale à 5 µg/kg bw/d of BPA : -‐ augmente la fréquence des lymphocytes T ac)vés dans la rate -‐ Pas d’effet sur la fréquence des lymphocytes T régulateurs dans la rate
Adulte F1 J45
♀
18
L’exposition périnatale au BPA augmente la fréquence des lymphocytes T activés spléniques
Control BPA 5µg/kg/d
0.00
0.25
0.50 *§
§
§
OD
490
nm
Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
NS
Proliféra)on cellulaire des splénocytes
L’exposi1on périnatale au B P A i n d u i t u n e augmenta)on significa)ve de la proliféra)on cellulaire chez les anx tolérisés à l’OVA
Sécré)on des cytokines (splénocytes) IL-10
0
200
400
600
800
pg/m
l Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
IFN-γ
Tolérisés Immunisés
OVA - + - +
0
100
200
300
§
*§
§ pg/m
l
NS
• L’exposi1on périnatale au B P A i n d u i t u n e augmenta)on significa)ve de l’IFN-‐γ en réponse à l’OVA chez les anx tolérisés et immunisés OVA • Pas d’effet sur la réponse IL-‐10
§ compared to tolerized
* Compared to control
Adulte F1 J45
♀
L’exposition périnatale au BPA exacerbe la réponse cellulaire spécifique OVA dans la rate
Challenge Oral (5 µg/kg/j)
Gavage • OVA (Tolérisés)
• Buffer (Immunisés)
Immunisa1on OVA/CFA 25 µg
D0
Challenge Oral 50mg OVA
1 2 3 4
D7 D14 D16 D18 D20 D22+1H
Euthanasie Echan1llon Colon
D22
5
MPO
0
100
200
300
400 *
U/g
of
prot
ein
Tolérisés Immunisés
BPA - + - +
0
10
20
30
40 *
§ compare aux anx tolérisés
* compare aux anx contrôles
pg/m
g of
pro
tein
§
Tolérisés Immunisés
BPA - + - +
IFNɤ TGFβ
0
100
200
300
*
§
§
pg/m
l
Tolérisés Immunisés
BPA - + - +
Ø L’exposi1on périnatale au BPA favorise l’inflamma)on colique suite à un challenge oral répété à l’OVA
Adulte F1 J45 ♀
20
Ø L’exposi)on périnatale à de faibles doses de BPA affecte l’homéostasie immunitaire chez la descendance et prédispose l’adulte à l’intolérance
alimentaire
21
Jeunes rats F1 : J25 (sevrage)
♀ An2gènes alimentaires (OVA)
BPA affecte l’homéostasie immunitaire
§ ↘ de la sécré1on IFNγ spécifique OVA § Pas d’impact sur la réponse humorale § Diminu1on de la fréquence des Th/Treg et des cellules dendri1ques
Cellules immunitaires
BPA diminue la perméabilité transcellulaire
BPA affecte la tolérance orale et l’immunisa)on
• Augmenta1on des IgG an1-‐OVA • Augmenta1on de la sécré1on d’IFN-‐γ spécifique OVA • Augmenta1on de l’inflamma1on colique (MPO and IFNγ) suite à un challenge oral et diminu1on du TGF-‐β
Adulte F1 : J45 ♀
Lamina propria
Endosome
An2gènes alimentaires
(OVA)
Lysosome
Dégradés
Intactes
Gut lumen
Transcellular
Conclusion
Sandrine Ménard Corinne Lencina
Mathilde Leveque Lara Moussa
Cherryl Harkat Maïween Olier
Vassilia Théodorou
TRI - M2C Thierry Gauthier « Plateau technologique d'imagerie cellulaire & cytométrie »
EZOP Caroline Sommer Patrice Rouby
Laurence Guzylack-Piriou Viorica Braniste Christel Cartier Soraya Sekkal Eric Gaultier
Eric Houdeau
PERINATOX ANR-10-CESA-005
Neuro-Gastroentérologie & Nutrition
Développement Intestinal, Xénobiotiques & ImmunoToxicologie
CONFLITS D’INTÉRÊT
• Intérêts financiers : néant
• Liens durables ou permanents : néant
• Interventions ponctuelles : néant
• Intérêts indirects : néant
23