L’immunomodulation par voie orale dans la polyarthrite

Rev Rhum [E´d Fr] 2000 ; 67 : 593-603 Oral immunomodulation therapy in rheumatoid arthritis – Joint Bone Spine 2000 ; 67 (in press) © 2000 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés S116983300000020X/REV

REVUE

L’immunomodulation par voie orale dans la polyarthrite Olivier Meyer1 1

Service de rhumatologie, hôpital Bichat, 46, rue Henri-Huchard, 75018 Paris, France

(Reçu le 21 février 2000 ; accepté le 12 avril 2000)

Résumé – La muqueuse digestive, par l’importance de la surface d’échange, constitue une porte d’entrée principale à de multiples antigènes exogènes. Les antigènes d’origine digestive pénètrent par deux voies principales : certains sont dégradés par les entérocytes qui peuvent présenter certains peptides via le récepteur CD1 aux lymphocytes T. D’autres passent à travers des cellules entérocytaires spécialisées en regard des plaques de Peyer, appelées cellules « M », sans être dégradés, et ce sont les cellules dendritiques classiques qui vont présenter les antigènes dégradés aux cellules T de la plaque de Peyer. L’afflux de multiples antigènes par la voie digestive aboutit habituellement à une tolérisation de ces antigènes. Cette propriété passe par deux types de tolérance : une tolérance de haute dose qui fait appel, soit à une délétion, soit à une anergie des lymphocytes T. Un autre type de tolérance à faible dose fait appel à une stimulation de lymphocytes Th2 ou Th3 produisant du TGF-β. Cette cytokine est capable d’empêcher la prolifération lymphocytaire et la production d’anticorps vis-à-vis de l’antigène administré par voie digestive mais également des lymphocytes de voisinage présents dans l’organe où ont migré les lymphocytes Th3 d’origine digestive. Cette tolérance, de type « spectateur innocent » est mise à profit dans les tentatives thérapeutiques de tolérance orale. Ainsi plusieurs modèles de polyarthrites expérimentales, se sont avérés modulables par une administration orale préalable par du collagène II bovin. La sévérité des arthrites est très atténuée. Les premières tentatives menées chez l’homme dans la polyarthrite rhumatoïde ont donné des résultats encourageants. © 2000 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS arthrite juvénile / collagène II / polyarthrite rhumatoïde / Th3 / TGF-β / tolérance / tolérance nasale / tolérance orale

Summary – Oral immunomodulation therapy in rheumatoid arthritis. – Because the gastrointestinal mucosa is a vast interface between the body and the environment, it is the main entry site for many environmental antigens. Enterocytes can cleave environmental antigens into peptides, bind these peptides to their CD1 receptor, and present them to T cells. Intact antigens can penetrate through specialized Peyer patch enterocytes called “M cells”; they are then degraded and presented by dendritic cells to Peyer patch T cells. The influx of multiple antigens through the gastrointestinal mucosa usually results in tolerance. High-dose tolerance is due to T cell deletion or anergy, whereas low-dose tolerance involves activation of TGFβ-producing Th2 or Th3 cells. TGFβ inhibits lymphocyte proliferation and the production of antibodies to ingested antigens; in addition, it blocks the proliferation of lymphocytes in organs to which gastrointestinal Th3 lymphocytes migrate. This “innocent bystander” effect has been used to try to induce oral tolerance. For instance, pretreatment with oral bovine type II collagen has proved capable of modulating

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several models of experimental polyarthritis. Arthritis severity was considerably reduced. Preliminary attempts in humans with rheumatoid arthritis have yielded promising results. © 2000 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS chronic juvenile arthritis / collagen II / nasal tolerance / oral tolerance / rheumatoid arthritis / TGF-β / Th3 / tolerance

Mithridate VII Eupator, dit le Grand, roi du Pont en 63 avant notre ère, a peut-être été le premier à décrire la tolérance orale à propos d’une auto-observation. Rappelons que ce souverain, craignant d’être empoisonné par un membre de sa cour, s’était astreint à boire chaque jour une très faible quantité d’extrait de plantes vénéneuses afin de se prémunir en cas d’ingestion massive criminelle. Après sa défaite face aux légions de Rome menée par Sylla, il tenta, sans succès, de s’empoisonner, et faute d’y parvenir, dû demander à un de ses esclaves de le passer au fil de l’épée pour éviter la honte de la captivité. Par cette pratique, et 20 siècles avant la découverte de la tolérance orale immunologique, cet infortuné souverain a montré qu’une substance, ingérée per os à petite dose, pouvait induire un état de non réponse à une stimulation plus massive. Plus près de nous, Wells en 1911 avait induit une résistance du cobaye à l’anaphylaxie en le nourrissant préalablement avec des protéines d’œuf de canne. En 1946, Chase étendait cette constatation à l’hypersensibilité retardée cutanée de contact au dinitrochlorobenzème (DNCB) en nourrissant le cobaye avec du DNCB [1, 2]. Les progrès de l’immunologie ont montré, depuis, qu’il existe deux types de tolérance immunologique : une tolérance à faible dose d’antigène qui induit une suppression active de la réponse immune, ou tolérance médiée par des cellules régulatrices, et une tolérance à haute dose d’antigène qui favorise la tolérance par anergie ou par délétion clonale [3]. La voie muqueuse, digestive mais aussi nasale [4], s’est avérée une excellente voie pour induire la tolérance à faible dose d’antigène. Sa mise en application dans des modèles expérimentaux de polyarthrite a permis de comprendre ses mécanismes essentiels. Son application à la polyarthrite rhumatoïde fait l’objet de tentatives encore balbutiantes.

LE SYSTÈME LYMPHOÏDE DES MUQUEUSES Les organes lymphoïdes muqueux constituent un ensemble cohérent appelé MALT (mucous associated lymphoid tissue) et regroupant les formations lymphoïdes organisées dans la muqueuse digestive et respiratoire. Au niveau digestif, on distingue les plaques de Peyer, les lymphocytes de la lamina propria et les lymphocytes intra-épithéliaux. Les voies de drainage s’effectuent vers les ganglions mésentériques, puis le canal thoracique. On regroupe l’ensemble des formations lymphoïdes digestives sous l’acronyme de GALT (gut associated lymphoid tissue). Elles s’étendent tout au long des 40 m2 de surface muqueuse (chez un adulte) qui voit transiter 1 tonne de nutriments chaque année … [1]. On conçoit, devant une telle quantité d’antigènes potentiels, que la réponse immune des muqueuses soit préférentiellement une tolérance, et plus rarement une réponse anticorps ou à médiation cellulaire. La composition des lymphocytes du GALT chez l’homme est résumée dans le tableau I, mais il existe des variations selon le type de formation lymphoïde. Ainsi, les plaques de Peyer fonctionnent comme un ganglion avec un dôme situé immédiatement sous l’épithélium et constitué de lymphocytes B, un centre germinatif fait de lymphoblastes B (50 à 70 % des lymphocytes), des cellules présentatrices d’antigène : macrophages, cellules folliculaires, cellules dendritiques, et enfin une couronne de lymphocytes TCD4 (10 à 30 % des lymphocytes). Les plaques de Peyer sont recouvertes d’un épithélium digestif dont certaines cellules sont différenciées en cellules « M » (membraneuse) dépourvues de microvillosités [1, 2]. Les cellules « M » ont une activité de pinocytose intense et transportent les macromolécules vers les cellules présentatrices d’antigènes des plaques de Peyer sans les dégrader (figure 1). Les cellules

Voie orale et polyarthrite Tableau I. Caractéristiques des lymphocytes T intra-épithéliaux de l’intestin grêle chez l’homme. CD3+ CD8+ CD3+ CD4+ CD3+ CD8- CD4HML1+ (CD49d+) β7 intégrine CD3+ CD49d+ CD8+ CD49d+ CD4+ CD49d+ CD8+ CD7+ CD4+ CD7+ CD45 RO (cellule mémoire) CD45 RA (cellule naïve) TCR α/β TCR γ/δ

80–90 % 6–12 % ∼6% ∼ 94 % ∼ 88 % ∼ 77 % ∼9% 70–80 % 8–12 % ∼ 44 % 0 ∼ 90 % ∼ 10 %

« M » résultent de la différenciation des entérocytes sous l’influence de l’interaction avec les cellules lymphoïdes [5]. Les lymphocytes de la lamina propria sont faits surtout de lymphocytes B, 80 % de tous les immunocytes produisant des immunoglobulines dont 75 à 90 % produisent des IgA. On en compte environ 1010 par mètre d’intestin produisant quotidiennement 40 mg/kg de poids d’IgA secrétoires dans la lumière intestinale.

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Les lymphocytes intra-épithéliaux sont presque exclusivement des lymphocytes TCD8 (80 à 90 %). Chez l’homme, 10 % portent le récepteur clonotypique (TCR), non pas de type αβ, mais de type γ/δ, alors que chez la souris cette proportion est de 90 %. Les TCR sont très peu diversifiés avec expression dominante de certains gènes V codant pour la partie variable des chaînes γ et δ du récepteur T clonotypique. Il s’agit de TCD8 activés (CD45 RO+) porteurs d’un récepteur d’adressage αEβ7 (CD103) (anciennement appelé HML-1 human mucosal lymphocyte antigen-1), ou α4β7 (CD49d) spécifique des lymphocytes des muqueuses reconnaissant les ligands présents sur les cellules endothéliales des veinules des formations lymphoïdes du GALT appelés MAd CAM-1 (mucosal addressin cell adhesion molecule 1) et E-cadherine [6, 7]. L’activité fonctionelle des lymphocytes TCD4 et CD8 du GALT peut être différenciée en trois sous types selon la nature des cytokines produites : les Th1 produisent de l’IL-2 et de l’IFN-γ et ont une fonction helper. Les Th2 produisent préférentiellement de l’IL-4, de l’IL-10 et accessoirement du TGF-β. Elles ont une fonction helper B. L’IL-4, facteur de croissance, induit la différenciation (commutation) vers la production d’IgA par les plasmocytes. Enfin les Th3 produisent

Figure 1. Les différents mécanismes de la tolérance orale. (GALT : formations des lymphoïdes digestives).

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une forte quantité de TGF-β et d’IL-4 toutes deux inductrices de la production d’IgA [2]. MÉCANISMES DE LA TOLÉRANCE ORALE Deux mécanismes principaux, dépendant de la dose d’antigène absorbé par voie orale, sont à l’origine de l’institution d’une tolérance : à faible dose, on induit une suppression active ; à forte dose, on induit une anergie, ou plus rarement une délétion par apoptose dans les plaques de Peyer (figure 2) [8]. Les cellules lymphoïdes responsables de ces deux types de tolérance sont les lymphocytes T dans le GALT, qui ensuite migrent dans le reste de l’organisme [9]. La suppression active est médiée par les Th2 et les Th3 produisant du TGF-β, de l’IL-4 et de l’IL-10 après stimulation par l’antigène à faible dose [3]. Le TGF-β est produit par les lymphocytes T du GALT, qu’ils soient CD4+ ou CD8+ [10]. Outre la capacité de supprimer les réponses cellulaires T, le TGF-β est un puissant facteur de prolifération et de différenciation des lymphocytes B en cellules produisant des IgA. L’IL-4, et parfois l’IL-10 et le TGF-β lui-même, agissent comme facteur de croissance des lymphocytes T produisant du TGF-β [3, 11]. Différents modèles expérimentaux murins ont permis d’isoler des clones TCD4+ spécifiques d’un antigène ayant servi à une immunisation orale : ces clones sont restreints par le complexe majeur d’histocompatibilité, produisent du TGF-β ne produisant ni IFN-γ, ni IL-2, ni IL-4, ni IL-10, et sont IL-4 dépendants. Ces modèles font appel à des souris transgéniques pour un TCR spécifique d’un épitope, soit de l’ovalbumine, soit d’un peptide inducteur de tolérance vis-à-vis de l’encéphalite aiguë expérimentale [11]. Ces lymphocytes Th3 CD4+ prolifèrent peu, mais sont susceptibles de transférer la tolérance à des animaux naïfs. Cette tolérance est d’autant plus forte qu’on a traité les souris transgéniques par un anticorps neutralisant l’IL-12. La tolérance orale peut cependant être induite et maintenue chez la souris déficiente pour l’IL-4 ou ayant reçu un anti-IL-10. Diverses particularités, propres à l’organisation du système lymphoïde intestinal, pourraient rendre compte de la facilité d’induction d’une tolérance orale. Ainsi les cellules présentatrices d’antigène (CPA) joueraient un rôle déterminant : les entérocytes n’expriment que très peu les molécules de classe II du CMH. Elles ne possèdent pas de molécules ICAM-1 ou B7-1 impliquées dans le co-signal d’activation. Cette absence de cosignal conduirait à anergiser les TCD4+. La présentation

d’antigène par les entérocytes stimule préférentiellement les TCD8+ car la cellule épithéliale présenterait l’antigène par le récepteur CD1, ligand du TCR des TCD8 [12, 13]. D’autres cellules présentatrices d’antigène plus classiques existent dans la paroi intestinale et contribuent à l’induction de la tolérance orale. C’est ainsi que l’administration, à des souris, du ligand de la tyrosine kinasefms, appelée Flt3L, stimule la production des cellules dendritiques de la muqueuse intestinale et augmente la susceptibilité à l’induction de tolérance orale à l’ovalbumine [14]. Ces cellules dendritiques, recrutées avec le Flt3L, expriment très peu les molécules de co-activation B7-1 et CD40 [15]. On a également mis en évidence des cellules CD8+ d’origine lymphoïde jouant le rôle de CPA dans certains modèles. Mais dans d’autres modèles, telle l’uvéite auto-immune expérimentale du rat, les TCD8+ n’interviennent pas dans l’induction de la tolérance à faible dose [16]. En revanche, les lymphocytes B ne jouent aucun rôle puisqu’il est possible d’induire une tolérance orale chez la souris déficiente pour les lymphocytes B. La figure 2 résume ainsi les voies de sensibilisation pouvant conduire à la tolérance orale. Localement, dans la muqueuse intestinale, il existe une production élevée de MCP-1 (monocyte chemotactic protein-1) qui neutralise l’expression de l’IL-12 (produit par les lymphocytes B et les monocytes), et augmente celle en l’IL-4. Il en résulte une réponse périphérique Th1 diminuée (baisse de la production d’IFN-γ, augmentation de l’apoptose, donc de la délétion clonale) [17]. La tolérance orale n’est pas affectée par une déplétion ou un déficit TCD8+. Enfin les Tγ/δ, abondants dans la muqueuse digestive, semblent également jouer un rôle dans l’induction de la tolérance orale, mais leur fonction varie selon les protocoles, la déplétion en Tγ/δ par un anti-δ ou les souris rendues déficientes en Tδ ne peuvent monter une tolérance orale à l’ovalbumine [18]. Les Tγ/δ CD8+ α homodimères (les lymphocytes murins intra-épithéliaux intestinaux n’expriment que la chaîne a du complexe CD8 et non l’hétérodimère α/β) [19]. Contrairement aux CD8 α/β d’origine thymique, les CD8 α/α (sont d’origine extrathymique chez la souris) inhibent au contraire la tolérance orale [20, 21] alors qu’ils seraient les effecteurs de la tolérance induite par voie nasale [22]. Dans d’autres modèles, telle l’uvéite auto-immune expérimentale du rat Lewis, les Tγ/δ des animaux rendus tolérants par voie orale sont protecteurs de la maladie lorsqu’ils sont transférés à des rats naïfs [23].

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Figure 2. Immunorégulation après administration orale d’antigène.

Tolérance orale et suppression de type « spectateur innocent »

organe (ou tissu), mais sans parenté antigénique avec l’épitope ayant servi à induire la tolérance orale.

La suppression active par secrétion de TGF-β en périphérie a l’immense avantage d’agir, non seulement sur les lymphocytes portant un TCR reconnaissant un épitope identique à celui ayant servi à l’induction de la tolérance orale, mais aussi vis-à-vis de lymphocytes reconnaissant d’autres épitopes de la même molécule, voire des épitopes portés par des protéines du même

Cette propriété est une aubaine pour tenter de diminuer une réaction auto-immune vis-à-vis d’un organe ou un tissu dont on ne connaît pas l’antigène à l’origine de l’auto-immunisation. Il suffit que les T producteurs de TGF-β migrent dans le tissu enflammé pour que la production locale soit capable de freiner la réaction inflammatoire : tissu cérébral pour l’encéphalite aiguë

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Tableau II. Caractéristiques des sous-types de lymphocytes T.

expérimentale, tissu synovial et collagène du cartilage pour les modèles d’arthrite aiguë expérimentale (arthrite à adjuvant, arthrite à la BSA ou au pristane, etc.) diabète auto-immun (tableau III) [2]. Une fois induite par voie orale, la tolérance se maintient même chez les animaux rendus déficients en Th1 et Th2 [24]. Cette tolérance par suppression de type « spectateur innocent » est à l’origine de tentatives d’immunorégulation par le collagène oral dans la polyarthrite rhumatoïde [25-27].

myéline (MBP) dans un modèle d’encéphalomyélite allergique expérimentale (EAE) [29]. L’IFN-β et l’IL-10 ont une action synergique pour augmenter la tolérance orale induite par la MBP. La toxine cholérique utilisée per os abolit la tolérance orale, mais la sous unité B de cette toxine augmente la tolérance en périphérie. Le mode d’action de la toxine cholérique est mal connu, mais elle pourrait agir sur la stimulation des Th1 dans la muqueuse digestive. Les animaux rendus déficients en IFN-γ ne peuvent montrer une tolérance orale. Les Tγαδ intestinaux favorisent l’induction d’une tolérance orale. Les animaux déficients en antigènes d’histocompatibilité de classe II, ou déficients en TCD4+, ne peuvent monter une tolérance orale, contrairement aux animaux déficients en TCD8+. Enfin, le traitement par un anti-B7-2 (CD86), ligand de CTLA4 (CD152) et de CD28 présent sur les lymphocytes T, bloque l’induction d’une tolérance orale à faible dose, et à forte dose [30]. Le méthotrexate à dose suboptimale (25 % de la dose utilisée en thérapeutique de la PR) augmenterait la tolérance orale dans un modèle d’encéphalomyélite allergique expérimentale du rat [31].

Modulation de la tolérance orale (tableau II)

Modèles animaux de polyarthrite et tolérance orale

La tolérance orale entraîne une inhibition de la réponse Th1 dans un tissu périphérique, soit par l’usage de fortes doses d’antigène induisant une anergie (ou une délétion), soit par l’induction de cellules T régulatrices Th3 (ou Th2). Toute stimulation favorisant une réponse Th1 est susceptible d’abolir la tolérance ainsi obtenue, qu’il s’agisse de l’IFN-γ ou de l’IL-12. Inversement, un anticorps anti-IL-12 augmente la tolérance orale à l’ovalbumine chez les souris transgéniques pour le TCR spécifique de l’ovalbumine. Cet anticorps monoclonal anti-IL-12 a pour conséquence la production augmentée de TGF-β et la stimulation de l’apoptose des lymphocytes T [28]. L’IL-4 favorise la tolérance orale à faible dose vis-à-vis de la protéine basique de la

Les principaux modèles d’arthrite expérimentale utilisés pour induire une tolérance muqueuse sont l’arthrite au collagène II chez la souris et chez le rat. L’antigène utilisé est le collagène II bovin ou humain. Ainsi NaglerAnderson et al. [32] obtiennent une diminution de l’incidence de l’arthrite en administrant aux souris mâles DBA/1 Lac J 500 µg de collagène II bovin natif pendant six semaines. Ils constatent une tendance à la baisse de la réponse IgG2 anticollagène II. Le collagène II dénaturé n’est pas efficace. L’administration de TGF-β1 ou de dimaprit (agoniste des récepteurs de type 2 de l’histamine) potentialise l’effet inducteur de tolérance [33]. Thompson et Staines [34], chez le rat mâle WA/KIR gavé avec 2,5 à 25 µg/g de poids corporel de collagène II bovin pendant cinq jours consécutifs, retardent l’apparition de l’arthrite au collagène, mais seulement avec la dose de 2,5 µg/g. Les arthrites sont moins sévères, mais le titre global d’anticorps anticollagène II n’est pas modifié. Seul le taux d’IgG2b de rats rendus tolérants est diminué. On peut également utiliser un peptide du collagène II pour induire une tolérance orale vis à vis de la molécule complète. Ainsi Khare et al. [35] ont utilisé le peptide

Th1

Th2

• Profil cytokinique IFN-γ ++++ IL-4 ++++ TGF-β ± ± • Facteurs de croissance IL-2 IL-2/IL-4 et différenciation • Fonction Auxilliaire HSR*/IgG2a IgG1/IgE Suppression Th2 Th1

Th3 ± ± ++++ IL-4 IgA Th1/Th2

* Hypersensibilité retardée.

Tableau III. Modulation de la tolérance orale. Augmente

Diminue

IL-2 IL-4/IL-10 Anti-IL-12 Toxine B du choléra Lipopolysaccharide IFN-β

IFN-γ IL-12 Toxine cholérique Anti-MCP-1 Anti-γ/δ TCR Réaction GVH

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Voie orale et polyarthrite Tableau IV. Principaux modèles animaux démontrant la suppression de type « spectacteur innocent ». Maladie expérimentale

Antigène immunisant

Antigène donné par oral

Organe cible

EAE EAE EAE Polyarthrite Diabète

PLP Peptide 71–90 de MBP MBP SAB, mycobactérie HSP 65 Virus LCM

MBP Peptide 21–40 de MBP OVA Collagène type II Insuline

Cerveau Cerveau Ganglion réponses d’HSR Articulation Ilôts β du pancréas

EAE : encéphalite allergique expérimentale, PLP : protéine du protéolipide, MBP : protéine basique de la myéline, HSR : hypersensibilité retardée, virus LCM : virus de la chorioméningite lymphocytaire, SAB : serum albumine bovine, HSP65 : protéine de choc thermique de 65 kD, OVA : ovalbumine.

de collagène II humain 250–270 connu pour contenir l’épitope immunodominant pour induire une tolérance orale chez la souris. L’effet obtenu est à la fois préventif (0,1 mg/j x 20 jours) et curatif lorsque le peptide HuCII 250–270 est administré après l’induction de l’arthrite (0,1 mg tous les deux jours de j23 à j41). Le peptide HuCII 361–333 est incapable d’induire cette tolérance orale. Outre l’effet clinique sur les arthrites, les auteurs constatent une abolition de la réponse anticorps vis-àvis du collagène II humain et murin. On rapprochera de ce modèle oral la tolérance induite par une administration par voie nasale de peptides du collagène II chez le rat ou la souris : ainsi le collagène II intact de poulet, le fragment peptidique CB11 ou le peptide synthétique CII 245–270 sont tous trois capables de diminuer l’incidence et la gravité des arthrites chez la souris DBA/1 immunisées avec du collagène II de poulet lorsqu’ils sont administrés préventivement par voie nasale (200 µg à j–10, j–9, j–8 et j–5). On assiste à une diminution des IgG2 anticollagène II et à la production de cytokines Th2 (IL-4 et IL-10) lorsque les splénocytes sont stimulés in vitro [36]. Chez le rat WA/KIR/kcl, Staines et al. [37] utilisent le fragment peptidique CB11 ou le peptide immunodominant CII 184–198 de CB11 à la dose quotidienne de 300 µg pour le collagène II et 50 µg pour le peptide. Le collagène dénaturé s’est avéré aussi efficace que le collagène natif pour diminuer et retarder l’incidence des arthrites lorsqu’ils sont administrés quotidiennement jusqu’à la veille de l’induction de la maladie. La production d’IgG1 anticollagène est augmentée au détriment des IgG2b et la réponse proliférative T antipeptide 184–198 est diminuée. Le collagène II a également été utilisé pour induire une tolérance orale dans d’autres modèles d’arthrite. Citons l’arthrite à adjuvant de Freund du rat Lewis : 3 µg de collagène II de poulet, aux jours j7, j5 et j2

avant l’induction des arthrites, diminuent significativement la gravité de la maladie. Le collagène I a le même effet, mais pas le collagène III. Cette tolérance est transférable au rat naïf par injections de lymphocytes T d’animaux nourris au collagène II [38, 39]. De même, le collagène II, administré au rat Lewis femelle à la dose de 3 µg, 30 µg (mais pas 300 µg) cinq jours consécutifs précédant l’immunisation avec de la serum albumine bovine méthylée (mBSA) diminue la gravité de l’arthrite à la mBSA, mais cet effet est inférieur à celui obtenu avec un gavage avec 10 mg de mBSA. Cette suppression de type « spectateur innocent » sera mise à profit pour passer d’un modèle animal à la polyarthrite rhumatoïde humaine [40] (tableau IV). Chez la souris mâle CBA, l’administration de 5, 50 ou 500 µg/j de collagène II bovin, durant les cinq jours précédant la première injection de pristane, diminue la sévérité des arthrites et la réponse proliférative T au collagène II [41]. D’autres antigènes que le collagène II ont été utilisés pour induire une tolérance orale (ou nasale) dans d’autres modèles d’arthrite exprimentale : l’arthrite à adjuvant du rat Lewis mâle est améliorée sensiblement par l’administration nasale du peptide T immunodominant 176–190 de HSP60 à la dose de 100 µg à j–15, j10 et j5 précédant l’induction de l’arthrite [42]. Le peptide contrôle 211–225 de HSP60 n’est pas efficace. Dans l’arthrite non microbienne induite par l’avridine, le peptide HSP60 176–190 s’est avéré également capable d’induire un état de tolérance suggérant un mécanisme de suppression active. La HSP 65 kDa entière recombinante, donnée oralement aux souris DBA1 à la dose de 30 µg/j, avant (j–7, j–3 et j–2), l’immunisation, et avant le déclenchement d’une arthrite au collagène II bovin, est capable de diminuer, non pas la fréquence des arthrites mais leur sévérité à j5 et j10 après le début de la maladie. Les

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Tableau V. Essais de tolérance orale dans la polyarthrite rhumatoïde et les arthrites chroniques juvéniles. Auteurs

Réf.

Nbre de malades

Antigène

Dose journalière

Trentham et al. 1993

[46]

60

Collagène II natif 100 µg puis 500 poulet µg ou placebo

Sieper et al. 1996

[48]

90

Collagène II natif bœuf

Barnett et al. 1998

[47]

274

Collagène II natif poulet (Colloralt)

Barnett et al. 1996

[50]

10

Collagène II natif poulet (Colloralt)

1000 µg ou 10000 µg ou placebo 20 µg ou 100 µg ou 500 µg ou 2500 µg ou placebo 100 µg puis 500 µg

Durée du traitement

Double insu

Indication (ancienneté)

1 mois + 2 mois

Oui

PR (10 ans)

12 semaines

Oui

PR (< 3 ans)

24 semaines

Oui

PR (10 ans)

1 mois + 2 mois

Non

ACJ (4,3 ans)

PR : polyarthrite rhumatoïde, ACJ : arthrite chronique juvénile.

résultats ne sont significatifs que dans le protocole mené chez les animaux non immunisés. Le taux d’anticorps IgG anticollagène II est diminué chez les souris traitée avec HSP 65 kDa, mais le ratio IgG1/IgG2a reste inchangé [43]. Le complexe peptidoglycane–polysaccharide de la paroi de streptocoque A, administré quotidiennement oralement à forte dose (300 µg/j) ou à faible dose (3 µg/j) mais pas à dose intermédiaire (30 µg/j) à partir de j–5, chez le rat Lewis femelle, est capable d’inhiber les arthrites induites par l’injection intrapéritonéale de ce même antigène streptococcique [44]. Les mesures de cytokines circulantes chez les animaux traités montrent une augmentation du TGF-β et une baisse de TNF-α. Dans le tissu synovial il n’a été constaté aucune augmentation locale d’IL-4, d’IL-10 ou de TGF-β (mesurés en activité biologique ou en mRNA). Ainsi la tolérance active paraît pouvoir s’exercer à distance du foyer inflammatoire. La protéine du cartilage humain gp39 constitue un autre antigène potentiel dans la polyarthrite rhumatoïde. Son administration par voie nasale aux souris Balb/c femelles est capable d’induire une diminution de la réaction d’hypersensibilité retardée mesurée par intradermoréaction au niveau d’une patte postérieure. Les cellules lymphoïdes, rendues tolérantes à gp39, résident dans les ganglions cervicaux qui drainent les fosses nasales comme l’attestent les expérience d’adénectomie cervicale qui abolit la tolérance et de greffe de ganglion cervical qui rétablit cette tolérance nasale à gp39 alors que la greffe de ganglion poplité est incapable de rétablir cette tolérance [45].

ESSAIS CLINIQUES DE TOLÉRANCE ORALE DANS LA POLYARTHRITE RHUMATOÏDE ET LES ARTHRITES JUVÉNILES L’efficacité de la tolérance orale pour limiter les modèles animaux de polyarthrite a incité à développer des études de tolérance orale chez l’homme atteint de polyarthrite. À ce jour trois études contrôlées ont été publiées dans la polyarthrite rhumatoïde [46-48] et une étude ouverte dans des polyarthrites juvéniles [50]. Les protocoles (origine animale du collagène, posologie et rythme d’administration, critères principaux de jugement d’efficacité, durée moyenne d’évolution de la PR, temps de wash-out des traitements de fond) ont varié d’une étude à l’autre, rendant la comparaison des résultats aléatoire (tableau V). Le travail pilote en ouvert de Trentham [25], sur dix cas avec du collagène de poulet, rapportait une amélioration de 50 %, ou plus, du nombre d’articulations gonflées et du nombre d’articulations douloureuses, ainsi que de deux des paramètres suivants : raideur matinale, temps de marche de 15 mètres, force de préhension, VS, opinion globale du médecin ou du patient, persistant au moins deux mois après la période de traitement chez six patients sur dix et une rémission complète dans un cas persistant 26 mois après le protocole de tolérance orale. Quatre patients de cette étude pilote ont rechuté trois mois après l’arrêt et ont bénéficié d’une reprise thérapeutique avec succès. L’étude contrôlée contre placebo de ces mêmes auteurs [46] montre une diminution significative du nombre d’articulations gonflées ou douloureuses (sauf à

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deux mois) des index articulaires de douleur et de gonflement, du temps de marche de 15 mètres et de l’opinion du patient à un, deux et trois mois par rapport au début du traitement. Quatre patients (14 %) ont eu une rémission complète. Dans le groupe placebo on compte 13 % de patients ayant eu une amélioration substantielle. Une aggravation de l’état clinique (de 30 % ou plus) a été observée chez 7 % des malades traités contre 35 % dans le groupe placebo. La consommation d’analgésiques non anti-inflammatoires a été significativement moindre dans le groupe traité (14 % contre 39 %). La classe fonctionnelle tendait à être meilleure à trois mois dans le groupe traité, mais la différence n’était pas significative. La tolérance a été jugée excellente. La seconde étude, menée par la même équipe, toujours avec le collagène de poulet, s’adressait à une population de PR évoluant en moyenne depuis dix ans, 90 % des malades ayant déjà reçu au moins un traitement de fond [47]. Cette étude a comparé quatre doses de collagène II (20 µg/j ; 100 µg/j, 500 µg/j, et 2 500 µg/ j). D’autres critères de jugement ont été retenus : le HAQ, une échelle de gravité en quatre points a été ajoutée pour la douleur à la pression et le gonflement articulaire, critères de Paulus, critères de l’ACR 20 %, critères 30 % ou plus d’amélioration à la fois du compte des articulations gonflées et du compte des articulations douloureuses. Seul le groupe recevant 20 µg/j de collagène II a globalement une amélioration significative du score de Paulus (38,9 % contre 19,3 %), des critères ACR 20 % (24,9 % contre 17,5 %) et du critère ≥ 30 % (46,3 % contre 31,6 %) par rapport au groupe placebo. Il semble qu’un effet favorable du collagène oral de poulet soit d’autant plus souvent observé que les sujets ont, dès l’entrée dans l’étude, des anticorps circulants IgA ou IgG anticollagène : comparé au placebo, on observe 39,4 % de sujets améliorés contre 13,8 % dans le groupe avec IgA anticollagène II, et 45,5 % contre 13,3 % dans le groupe avec IgG anticollagène II. Après traitement, les anticorps anticollagène demeurent inchangés, suggérant qu’il ne s’est pas produit une sensibilisation humorale vis-à-vis du collagène II. Cette opinion n’est pas partagée par l’équipe allemande de Sieper et al., il est vrai avec du collagène bovin [48]. Pour ces auteurs la chute du titre des anticollagène II bovin natif mais aussi dénaturé n’est observé que chez les sujets répondant favorablement au traitement [51]. Le travail de Sieper et al. a comparé deux doses de collagène II de bœuf au placebo chez des PR récentes (< 3 ans) [48]. Plus des deux tiers n’avaient

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reçu aucun traitement de fond. Les critères de jugement ont été le compte articulaire de douleurs à la pression (28 articles), de gonflement (28 articles), l’échelle visuelle de douleur, le questionnaire d’invalidité intitulé : Funktionsfragebogen Hannove questionnaire [49], l’opinion globale du malade sur l’activité de sa PR, l’opinion globale du médecin sur le changement d’activité, la VS, et accessoirement le score de Ritchie, la durée de la raideur matinale, la force de préhension, le taux de facteurs rhumatoïdes, et la CRP. Globalement cette étude a donné des résultats décevants en terme de réponse au traitement statistiquement significative. Une prévalence plus élevée de répondeurs a été observée dans les groupes traités : 7/30 sous 10 mg/j et 6/30 sous 1 mg/j contre 4/30 dans le groupe placebo (score ACR 20 %). Une très bonne réponse est observée respectivement chez 3, 1 et 0 patients des trois groupes (score ACR 40 %). Quatorze patients sur 50 sont sortis d’essai, également répartis dans les trois groupes, pour inefficacité (n = 12) ou nausées (n = 2). Ainsi, seule une minorité de patients a semblé répondre au collagène II bovin administré selon ce protocole. L’étude menée dans les arthrites chroniques juvéniles a porté sur un très petit nombre d’individus (n = 10) atteints de diverses formes de polyarthrite juvénile (pauci [n = 3], polyarticulaire [n = 4] et systémique [n = 4]), selon le même protocole d’administration que dans l’étude de Trentham et al. de 1993 [46]. Il s’agit d’une étude ouverte sans groupe placebo [50]. Les résultats ont été jugés favorables dans huit cas avec diminution du nombre des articulations gonflées et du nombre d’articulations douloureuses : en moyenne baisse de 69 % et de 54 % par rapport au compte effectué à l’entrée de l’étude. Six patients ont eu plus de 33 % de réduction de ces deux index après trois mois. De tels résultats suggèrent une tendance à l’amélioration clinique, mais pour l’heure il n’est pas démontré formellement que le collagène II, administré oralement, puisse modifier le cours de la polyarthrite rhumatoïde. PERSPECTIVES La complexité des mécanismes à l’origine de l’induction d’une tolérance orale, bien mise en évidence par les protocoles expérimentaux, souligne les difficultés rencontrées lors des tentatives thérapeutiques actuelles. Il est trop tôt pour connaître l’avenir de cette voie thérapeutique. Pour progresser, il faut certainement étudier diverses doses de collagène II. Il et possible que

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le collagène II humain recombinant soit plus efficace que le collagène de poulet. Le collagène bovin ne semble pas devoir être utilisé sans compter sur les problèmes de sécurité sanitaire liés aux prions. Des peptides de collagène II (humain ou non) seront peut-être plus à même d’induire une tolérance de meilleure qualité. Des progrès restent à faire dans la pharmacocinétique du collagène II, ou de ses peptides, administrés par voie orale. La voie nasale, très prometteuse dans les modèles animaux, mérite également d’être essayée. À côté du collagène II, d’autres antigènes articulaires mériteront peut être d’être testés, telle que la glycoprotéine humaine gp-39 de cartilage qui semble avoir une activité non seulement préventive, mais également curative lorsqu’elle est administrée par voie nasale chez la souris DBA1 après immunisation par le collagène II [53]. CONCLUSION Les phénomènes de tolérance orale font appel à des mécanismes complexes de mieux en mieux disséqués par les immunologistes. Les applications thérapeutiques en matière de maladies autoimmunes ne se limitent pas à la polyarthrite rhumatoïde. Elles touchent également la sclérose en plaques, les uvéites, voire le diabète sucré [52]. D’autres champs d’application sont envisageables, notamment dans l’allergie à IgE. Les résultats actuels, encore préliminaires, ne sauraient ternir les espoirs immenses nés de ce passionnant concept. RE´FE´RENCES 1 Brandtzaeg P. History of oral tolerance and mucosal immunity. Oral tolerance, mechanisms and applications. Ann NY Acad Sci 1996 ; 778 : 1-27. 2 Weiner HL. Oral tolerance: immune mechanisms and treatment of autoimmune diseases. Immunol Today 1997 ; 19 : 335-43. 3 Chen YH, Weier HL. Dose-dependent activation and deletion of antigen-specific T cells following oral tolerance. Ann NY Acad Sci 1996 ; 778 : 111-21. 4 Xiao BG, Link H. Mucosal tolerance: a two-edged sword to prevent and treat autoimmune disease. Clin Immunol Immunopathol 1997 ; 85 : 119-28. 5 Kerneis S, Bogdanova A, Kraehenbuhl JP, Pringault E. Conversion by Peyer’s patch lymphocytes of human enterocytes into M cells that transport bacteria. Science 1997 ; 277 : 949-52. 6 Berlin C, Berg EL, Briskin MJ, Andrew DP, Kilshaw PJ, Holzmann B, et al. α4β7 integrin mediates lymphocyte binding to the mucosal vascular addressin MAdCAM-1. Cell 1993 ; 74 : 185-95. 7 Lazarovits AI, Karsh J. Differential expression in rheumatoid synovium and synovial fluid of α4β7 integrin. J Immunol 1993 ; 151 : 6482-9.

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