PARADIGMES DU RÔLE DES INTERACTIONS CD40-CD40L DANS LA MALADIE

Transplantation. La chirurgie de transplantation n’aurait pas atteint le degré de succès observé au cours des dernières décennies sans le développement d’agents immunosuppresseurs efficaces qui minimisent le risque de rejet de la greffe. L’anticorps monoclonal (MAb) contre CD40L a été utilisé comme traitement immunosuppresseur dans de nombreux modèles animaux de transplantation. Chez les primates, l’administration d’AcM anti-CD40L retarde le rejet de l’allogreffe, tandis que la combinaison avec CTLA4Ig, une protéine chimérique constituée du domaine extracellulaire de la molécule de surface cellulaire CTLA-4 et de la région Fc d’une IgG1 humaine qui bloque la voie CD28-B7, a des effets additifs et synergiques. Ce traitement combiné maintient la survie des allogreffes de rein chez les primates et augmente la survie des greffes de peau chez les souris (53, 69). Le passage à un traitement par MAb anti-CD40L, après 60 jours d’immunosuppression conventionnelle par la CsA, a été un traitement efficace dans un modèle d’allogreffe rénale chez le singe, même si la CsA est connue pour réguler à la baisse l’expression de CD40L sur les cellules T (7). Il a été démontré que l’expression du gène CD40L est multipliée par quatre en cas de rejet aigu. Cela pourrait servir de méthode non invasive pour surveiller la fonction de l’allogreffe et aussi pour déterminer la réponse biologique aux agents immunosuppresseurs classiques comme la CsA et le tacrolimus, tous deux connus pour inhiber l’induction de CD40L (54). Dans les modèles animaux de transplantation, les inhibiteurs de la calcineurine suppriment l’expression de CD40L sur les cellules T in vitro mais pas dans le tissu lymphoïde, ce qui indique que la voie CD40-CD40L reste fonctionnelle pendant le traitement avec ces agents, ce qui peut contribuer au rejet de l’allogreffe dans le contexte clinique (63).

Atherosclérose. La vision actuelle de l’athérosclérose, la maladie mortelle la plus répandue dans le monde occidental, est celle d’une maladie chronique, dégénérative et inflammatoire dans laquelle on pense que le système immunitaire joue un rôle important. CD40 et CD40L sont surexprimés dans les lésions athérosclérotiques expérimentales et humaines. La ligature du CD40 sur les types de cellules associées à l’athérome, comme les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses et les macrophages, entraîne une augmentation de l’expression des médiateurs du développement de l’athérosclérose, comme les cytokines, les chimiokines, les facteurs de croissance et les métalloprotéinases. Le blocage des interactions CD40-CD40L avec des AcM anti-CD40L chez la souris entraîne une diminution de la formation et de la progression de l’athérome de la souris, mais favorise également de tels changements dans la biologie et la structure de la lésion, qui peuvent être importants dans la stabilisation de la plaque dans la maladie humaine (52).

Les plaquettes expriment également le CD40L et on pense qu’elles contribuent de manière significative au recrutement de cellules inflammatoires vers l’endothélium endommagé in vivo (5). Les cellules T activées exprimant CD40L sont localisées dans la paroi des vaisseaux athérosclérotiques, un fait qui soutient l’hypothèse que les cellules T CD4+ activées peuvent orchestrer le processus athérosclérotique (43).

D’autres maladies dans lesquelles la paire CD40-CD40L peut jouer un rôle sont brièvement décrites dans le tableau 1. Une brève discussion du rôle de cette interaction dans les maladies auto-immunes que sont le lupus érythémateux systémique (LES), la polyarthrite rhumatoïde (PR) et la polymyosite suit ci-dessous.

SLE. (i) Expression de CD40L dans le LED humain (tableau 2). Desai-Mehta et al. ont rapporté que les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) de patients atteints de lupus actif présentent une augmentation de 21 fois du pourcentage de cellules CD4+ CD40L+ par rapport aux sujets sains. Lors d’une nouvelle stimulation des PBMC avec des MAb anti-CD3, le pourcentage de cellules CD40L+ CD4+ a été multiplié par cinq chez les sujets sains, mais seulement par 1,4 chez les patients atteints de lupus actif. Cependant, le pourcentage de cellules T CD40L+ est resté plus élevé dans le groupe de patients atteints de LED. Les PBMC des patients atteints de LED en rémission se sont comportés de manière similaire à ceux du groupe témoin. Des observations similaires ont été faites concernant l’expression de CD40L par les cellules T CD8+ fraîchement isolées de patients atteints de LED active (expression 22 fois plus élevée que dans le groupe témoin). Les cellules B surexpriment CD40L chez les patients atteints de LED active à des niveaux comparables à ceux observés dans les cellules T activées. Les cellules B humaines normales expriment de très faibles niveaux de CD40L et seulement lorsqu’elles sont manipulées, contrairement aux cellules B du LED actif qui expriment spontanément le CD40L (12).

Dans une étude publiée par Koshy et al, les PBMC activées de sujets sains ou de patients témoins de la maladie ont montré une expression de CD40L de haute intensité avec une diminution progressive jusqu’à des valeurs proches de la ligne de base à 48 h, tandis que les PBMC lupiques ont continué à démontrer des niveaux significativement plus élevés de CD40L à ce point de temps. Aucune corrélation apparente de l’expression de CD40L avec l’activité de la maladie n’a été trouvée dans cette étude (33).

Higuchi et al. ont confirmé ces résultats à la fois dans le LED et le lupus murin, suggérant que l’expression ectopique de CD40L dans les cellules B lupiques pourrait jouer un rôle crucial dans le développement du LED. Des souris transgéniques lupiques, exprimant CD40L sur les cellules B, produisent spontanément des auto-anticorps, et de plus, la moitié de ces souris développent une glomérulonéphrite avec dépôt de complexes immuns (22). Devi et al. ont également confirmé la forte expression de CD40L sur les cellules T et B du lupus. Plus précisément, 45 % des cellules T de patients atteints de LED expriment CD40L, contre seulement 8 à 18 % des cellules T de sujets sains ou de patients atteints de PR. De plus, 30 % des 48 patients atteints de LED examinés présentaient également une expression accrue de CD40L sur les cellules B (13). Cependant, contrairement aux résultats ci-dessus, il existe un rapport dans lequel aucune modification de l’expression de CD40L dans les lymphocytes lupiques n’a été trouvée. Au lieu de cela, ces auteurs ont signalé une forte expression de CD86 sur les cellules B du LED, qui est également une importante molécule costimulatrice (3). Une autre étude a rapporté que les monocytes de patients atteints de LED actif expriment CD40L de manière aberrante. Vingt-trois patients atteints de LED actif ont été étudiés et comparés à 16 individus sains. Les résultats ont montré une multiplication par sept de la fréquence des monocytes périphériques exprimant le CD40L chez les patients atteints de LED par rapport aux sujets sains. L’expression de CD40L a été vérifiée à la fois au niveau de l’ARNm et des protéines et a été corrélée de manière significative avec l’activité de la maladie (28).

Le CD40L est clivé de la surface cellulaire des cellules T activées, par une métalloprotéinase matricielle, libérant le sCD40L, une molécule d’environ 18 à 20 kDa, qui forme des homotrimères. Un rapport étudiant le rôle fonctionnel de la sCD40L a conclu que la sCD40L peut induire l’activation et la différenciation des cellules B. Les taux plasmatiques de la sCD40L étaient plus élevés que ceux de la sCD40L. Les taux plasmatiques de sCD40L étaient significativement plus élevés chez les patients atteints de LED actif que chez les donneurs sains. Ces taux étaient corrélés à l’activité de la maladie, évaluée par le SLEDAI, et aux titres d’auto-anticorps circulants contre l’ADN double brin (ADNdb). L’hypothèse a été émise que les niveaux élevés de sCD40L trouvés chez les patients atteints de LED actif pourraient jouer un rôle pathogène dans la vasculite et dans la néphrite survenant dans le lupus actif. Les auteurs ont proposé que les niveaux de sCD40L puissent servir à l’avenir de marqueur prédictif des poussées de la maladie du LED (27). Vakkalanka et al. ont également montré des concentrations moyennes de sCD40L significativement plus élevées chez les patients atteints de lupus que chez les témoins de la maladie et les sujets sains. Plus précisément, 66 patients atteints de LED ont été étudiés et comparés à 30 patients témoins de la maladie et 23 sujets sains. Chez les sujets sains, le taux de sCD40L était presque indétectable, alors que 38 patients atteints de LED présentaient un taux de sCD40L supérieur à 2 ng/ml (avec une concentration moyenne de 2,61 ± 2,15 ng/ml) et que seuls 7 patients témoins de la maladie présentaient un taux de sCD40l supérieur à 1 ng/ml. Les patients ont été divisés en trois groupes, sévère, modéré et léger, en fonction des manifestations cliniques. Les patients atteints de LED grave avaient une concentration moyenne de sCD40L de 3,93 ± 2,86 ng/ml, ceux atteints de LED modéré avaient une concentration moyenne de sCD40L de 2,81 ± 1,57 ng/ml, et enfin, ceux atteints de maladie légère avaient une concentration moyenne de sCD40L de 1,52 ± 1.06 ng/ml, indiquant une corrélation entre le niveau de sCD40L et l’activité de la maladie (62).

Alors que l’induction de CD40L sur les cellules T normales activées est inhibée en présence de CsA, il est intéressant de constater que cet effet ne s’applique pas aux cellules T du LED. Une étude sur l’expression de CD40L dans le lupus humain a conclu que la CsA n’a pas réussi à inhiber l’expression prolongée et accrue de CD40L, observée in vitro sur les cellules T lupiques activées par des AcM anti-CD3. La résistance à la CsA était indépendante de l’activité de la maladie. Les monocytes lupiques circulants présentent également une résistance importante aux effets inhibiteurs de la CsA sur l’expression de CD40L. Ces résultats indiquent que l’induction de CD40L sur les cellules T du LED peut être régulée par une voie indépendante du calcium/calcineurine (29).

On ne sait pas exactement pourquoi l’expression de CD40L est plus élevée chez les patients atteints de LED et si cette surexpression a des implications pathogéniques. Il a été proposé que les lymphocytes T du LED, lorsqu’ils sont activés par l’engagement du TCR, favorisent un profil à dominance NFAT au lieu d’un profil équilibré de facteurs de transcription NFAT-AP-1. Ce panel de médiateurs intracellulaires favorise la transcription et la stabilité de l’ARNm de certains gènes, dont le gène CD40L. L’expression précoce de CD40L sur les cellules T du LED nécessite la voie NFAT sensible à la CsA, mais l’expression prolongée dépend davantage d’une MAP kinase spécifique, à savoir la kinase régulée par le signal extracellulaire. L’activité accrue et persistante de la kinase régulée par le signal extracellulaire dans les cellules T lupiques pourrait contribuer à la surexpression de CD40L via l’activation du facteur de transcription AP-1 et peut-être en stabilisant l’ARNm de CD40L (10, 68). Les flux cytoplasmiques de Ca2+ sont supranormaux dans les cellules T et B circulantes des patients atteints de LED, et il a été proposé que cette anomalie puisse représenter le contexte moléculaire de l’expression anormale de CD40L dans le lupus (38, 40, 64). Il existe également des preuves que la déficience de la chaîne ζ du TCR, qui a été décrite chez les patients atteints de LED, pourrait être en partie responsable de la réponse Ca2+ supranormale mentionnée ci-dessus (39, 61). Cette corrélation a été renforcée par le rapport récent selon lequel la correction par transfection de la déficience de la chaîne ζ du TCR dans les cellules T lupiques conduit à une normalisation des flux cytoplasmiques de Ca2+ (48).

(ii) Utilisation de MAb anti-CD40L dans des modèles de lupus et dans le LED. Les multiples fonctions de CD40/CD40L dans la réponse immunitaire en ont fait une cible attractive pour une intervention thérapeutique dans les maladies auto-immunes. Les AcM contre CD40L ont été testés initialement dans des modèles murins de lupus. Le traitement de souris F1 noires de Nouvelle-Zélande × blanches de Nouvelle-Zélande (NZB×NZW) par des perfusions continues d’AcM anti-CD40L a permis de retarder l’apparition de la maladie de 4 mois en moyenne, de diminuer les taux d’autoanticorps IgG anti-DsDNA, de retarder l’accumulation de lymphocytes T présentant le phénotype mémoire activé, de diminuer le nombre de lymphocytes B dans la rate et de supprimer le changement de classe d’Ig et les mutations somatiques. Les taux sériques d’anticorps IgG anti-dsDNA étaient de 4 à 10 fois inférieurs à ceux des témoins non traités appariés selon l’âge. A l’arrêt du traitement, le phénotype des cellules T des souris traitées est devenu indiscernable de celui des témoins et les cellules B ont atteint un phénotype pleinement activé avec une élévation des titres d’IgG anti-dsDNA et le développement d’une protéinurie et d’une maladie rénale progressive (65).

Une autre étude a employé un traitement combiné avec un anticorps anti-CD40L et CTLA4Ig. Le traitement combiné à court terme de souris prénéphritiques NZB×NZW F1 a entraîné une apparition retardée du dysfonctionnement rénal pendant environ 6 mois. Après l’apparition de la protéinurie, un nouveau traitement a permis d’induire une rémission chez les souris précédemment traitées mais pas chez les souris non traitées. On a observé une diminution du taux d’auto-anticorps IgG anti-ADNdn, et la rate des souris était nettement dépourvue de cellules B, même 16 à 20 semaines après la perfusion. Il a été postulé que le traitement par CTLA4Ig et MAb anti-CD40L peut agir en synergie pour bloquer les signaux antiapoptotiques et, par conséquent, faciliter l’apoptose des cellules B pendant l’activation précoce des cellules B. Ce traitement n’a pas entraîné d’immunosuppression globale à long terme (66).

Les résultats prometteurs obtenus dans les études expérimentales sur les animaux n’ont pas été confirmés dans le LED. Dans le lupus humain, le cyclophosphamide reste le « gold standard » pour le traitement des atteintes organiques majeures. Le cyclophosphamide est un agent alkylant qui provoque une inhibition non spécifique de la réponse immunitaire et une immunosuppression cliniquement significative. Il a des effets secondaires importants, notamment le cancer de la vessie et l’insuffisance gonadique, d’où la nécessité de trouver de nouvelles interventions thérapeutiques. L’administration de cyclophosphamide a été un traitement établi pour la néphrite lupique, une complication fréquente et redoutable du LED et l’une des principales causes de morbidité et de mortalité.

Deux études sur l’administration de MAb anti-CD40L dans le lupus humain ont été publiées. Dans la première, une étude multicentrique de phase 2, en double aveugle, contrôlée par placebo, 85 patients atteints d’un LES léger à modérément actif ont été recrutés et ont reçu 6 injections d’IDEC-1 (MAb anti-CD40L) ou un placebo sur une période de 16 semaines. L’efficacité a été évaluée à la semaine 20, principalement à l’aide du SLEDAI. Les résultats ont montré que le traitement par IDEC-1 était sûr et bien toléré mais n’a pas démontré d’efficacité par rapport au placebo (19, 26).

Le deuxième essai a évalué des patients atteints de néphrite lupique proliférative prouvée par biopsie en utilisant BG9588 (MAb anti-CD40L). Vingt-huit patients atteints de néphrite lupique proliférative active ont été recrutés et ont reçu 20 mg de BG9588/kg de poids corporel à intervalles bihebdomadaires pour les trois premières doses et à intervalles mensuels pour quatre doses supplémentaires. Les résultats ont montré une réduction de 50 % de la protéinurie (lorsqu’elle était présente) sans aggravation de la fonction rénale, la disparition de l’hématurie et une augmentation de la concentration sérique de C3. Les titres d’autoanticorps anti-DsDNA ont diminué après le traitement, avec des réductions moyennes de 38,8, 50,1 et 25,3 % respectivement 1, 2 et 3 mois après le traitement (4). Cette étude a été interrompue prématurément en raison de complications thromboemboliques. Plus précisément, deux cas d’infarctus du myocarde ont été signalés. Les effets thrombotiques compliquant ce régime de traitement ont soulevé des questions importantes concernant les études futures chez l’homme. Il convient de noter qu’aucun des patients ayant subi un événement thrombotique ne présentait d’anticorps antiphospholipides démontrables. Le rôle de l’interaction CD40-CD40L dans ces complications thrombotiques reste flou et hypothétique.

Une étude portant sur 5 patients atteints de néphrite lupique ayant reçu un traitement anti-CD40L a montré qu’une courte durée de ce traitement entraîne une réduction du nombre de cellules B productrices d’anticorps IgG anti-ADN. Ces changements ont persisté pendant plusieurs mois après l’arrêt du traitement (25). Une étude similaire portant sur quatre patients atteints de néphrite lupique active ayant reçu un traitement anti-CD40L (BG9588) a montré que les cellules B exprimant CD38, CD5 et CD27, qui sont considérées comme des marqueurs de différenciation des cellules B, disparaissaient de la périphérie pendant le traitement anti-CD40L. Ces changements ont été associés à une diminution des taux d’anticorps anti-DsDNA, de la protéinurie et de l’indice d’activité de la maladie du LED (20).

RA. (i) Expression du CD40L dans la PR (tableau 2). La PR est une maladie rhumatismale systémique auto-immune courante caractérisée par un processus chronique de destruction des tissus attribué à une éventuelle réponse immunitaire continue induite par les antigènes. Comme on pense que les cellules T activées jouent un rôle clé, il n’est pas surprenant que les interactions CD40-CD40L aient été étudiées dans le contexte de la PR.

Berner et al. ont étudié l’expression de CD40L sur les cellules T de patients atteints de PR. Soixante-deux patients atteints de PR et 20 sujets sains ont été étudiés. Le CD40L était fortement exprimé sur >10% des cellules T chez 29% des patients atteints de PR mais sur 0% des cellules T chez les témoins sains. Les patients atteints de PR avec >10% de cellules T CD4+ CD40L+ avaient une maladie plus active. Quatre-vingt-trois pour cent des patients de ce groupe présentaient des taux accrus de protéine C-réactive, 89 % étaient positifs au facteur rhumatoïde (FR) et aucun d’entre eux ne remplissait les critères de rémission clinique complète de l’American College of Rheumatology, ce qui suggère une forte corrélation entre l’activité de la maladie et l’expression de CD40L (2). L’expression de CD40L à des niveaux élevés peut refléter une activation accrue et prolongée des lymphocytes entraînant une activité inflammatoire accrue et prolongée. L’expression de CD40L fonctionnel à des niveaux élevés sur les cellules T de patients atteints de PR a également été démontrée par MacDonald et al. (42).

Une autre étude a abordé le rôle de la signalisation CD40-CD40L dans la production de FR. Dans le système immunitaire sain, les cellules B autoréactives de haute affinité sont supprimées. Chez les individus sains, des cellules B productrices de FR à faible affinité existent dans les ganglions lymphatiques mais le FR à haute affinité est indétectable. Dans la PR, les cellules B productrices de FR de haute affinité s’accumulent dans la synovie enflammée. Les résultats de cette étude indiquent que l’interaction entre CD40L sur les cellules T activées et CD40 sur les cellules B productrices de FR est cruciale, non seulement pour la survie de ces cellules B autoréactives mais aussi pour la synthèse du FR. Les deux signaux nécessaires et suffisants pour l’induction de la synthèse de RF de haute affinité in vivo se sont avérés être l’IgG et l’interaction CD40-CD40L. En l’absence d’interaction CD40-CD40L, les cellules B RF étaient supprimées (35).

Cho et al. ont étudié le rôle de l’interaction CD40-CD40L dans la production du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF). Dans la PR, la synovie enflammée présente des caractéristiques de type tumoral. La perpétuation et l’expansion du pannus rhumatoïde dépendent de la néovascularisation, car la migration extensive des cellules mononucléaires dans la synovie et la croissance excessive du pannus dépendent de l’existence d’un lit vasculaire riche. Le VEGF, une glycoprotéine dimérique se liant à l’héparine, est un médiateur central de l’angiogenèse et induit la prolifération des cellules endothéliales et la perméabilité des capillaires. Il a été démontré que la ligature de CD40 sur les fibroblastes synoviaux par CD40L sur les cellules T activées entraîne une augmentation de la production de VEGF, qui est encore accrue en présence d’IL-1, de TNF-α et de facteur de croissance transformant β (8). La ligature de CD40 sur les synoviocytes de la PR par CD40L sur les cellules T activées au sein de la synovie augmente significativement la production de TNF-α de manière dose-dépendante (21). Le TNF-α est une cytokine clé dans la pathogenèse de la PR. Outre le TNF-α, la production d’IL-10 est également augmentée par les interactions CD40-CD40L (15). Les cellules T du liquide synovial des patients atteints de PR expriment des niveaux élevés de CD40L par rapport aux cellules T du sang périphérique de donneurs sains, et après activation in vitro, elles présentent une expression prolongée et élevée de CD40L. Les résultats ont montré que 8,71 % des cellules T du liquide synovial provenant de patients atteints de PR étaient CD40L+ contre 1,74 % dans le groupe témoin (41). Le rôle potentiel de l’interaction CD40-CD40L dans la pathogenèse de la PR a conduit à des efforts de manipulation pharmacologique de cet axe comme approche thérapeutique chez les patients atteints de PR.

(ii) Utilisation d’AcM anti-CD40L dans des modèles animaux de PR. Le traitement avec l’anti-CD40L MAb supprime le développement de l’arthrite induite par le collagène, qui est un modèle animal de la PR. Plus précisément, le développement de l’inflammation articulaire a été bloqué, et l’infiltration par les cellules inflammatoires du tissu sous-synovial et l’érosion du cartilage ont été diminuées (14). Chez les souris transgéniques K/B×N, un modèle d’arthrite à médiation Ig, le traitement par MAb anti-CD40L a significativement diminué le développement de l’arthrite lorsqu’il a été administré une semaine avant l’apparition de la maladie cliniquement apparente, mais le traitement a échoué lorsqu’il a été administré dans la maladie établie (36).

Dermatomyosite/polymyosite. Dans une étude analysant 9 patients atteints de polymyosite et de dermatomyosite, il a été observé que les cellules T infiltrant les muscles étaient CD40L+ dans les 9 cas, ce qui suggère un rôle potentiel des interactions CD40-CD40L dans les entités cliniques susmentionnées (58).