ORIGINE ET DEVELOPPEMENT DU MICROBIOTE INTESTINAL

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MECANISME DE Lโ€™ALLERGIE ALIMENTAIRE

Chez la majoritรฉ des individus, les protรฉines alimentaires induisent une tolรฉrance immunitaire. Les mรฉcanismes mis en ล“uvre permettent ainsi dโ€™รฉteindre toute rรฉponse immunologique spรฉcifique contre ces protรฉines, assurant finalement le maintien de lโ€™intรฉgritรฉ de lโ€™organisme (absence de rรฉaction inflammatoire), tout en permettant lโ€™absorption des nutriments nรฉcessaires ร  sa survie. La rupture ou le manque dโ€™induction de cette tolรฉrance entraรฎne une sensibilisation pour un ou plusieurs allergรจnes alimentaires et cโ€™est ร  ce moment que lโ€™allergie proprement dite se dรฉveloppe chez le sujet atopique.

Les acteurs impliquรฉs dans le mรฉcanisme de la rรฉaction allergique

Le dรฉveloppement dโ€™une allergie alimentaire mรฉdiรฉe par les IgE nรฉcessite la coordination de diffรฉrents acteurs de type cellulaire et molรฉculaire. Certains de ces acteurs seront dรฉfinis avant de dรฉtailler les mรฉcanismes immunologiques de lโ€™allergie alimentaire.

Les immunoglobulines de type E et leurs rรฉcepteurs

Il existe cinq classes dโ€™immunoglobulines ou anticorps (IgD, IgM, IgA, IgG et IgE) produits par les plasmocytes en rรฉponse ร  une stimulation par un antigรจne.
Les IgE (Epsilon) sont les marqueurs de la sensibilisation allergique. Elles se distinguent des IgG par la prรฉsence dโ€™un domaine constant supplรฉmentaire et font partie des immunoglobulines les moins abondantes. Chez lโ€™adulte normal leur concentration sรฉrique varie de 0,05 ร  1ยตg/ml contre 10mg/ml pour les IgG. Malgrรฉ cette faible concentration, les IgE peuvent occuper en permanence une grande proportion de leurs rรฉcepteurs grรขce ร  la haute affinitรฉ de leur liaison avec ces rรฉcepteurs (KD= 10-9 ร 10-10M) (Kinet 1999). Les parties C-terminales constantes des chaรฎnes lourdes contiennent le site de liaison aux rรฉcepteurs pour les IgE (FcฮตR).
Il existe deux types de rรฉcepteurs pour les IgE : le rรฉcepteur de haute affinitรฉ (FcฮตRI) et le rรฉcepteur de faible affinitรฉ (FcฮตRII ou CD23). Ces rรฉcepteurs exprimรฉs ร  la surface de cellules cibles, assurent la connexion entre les composants humoraux (anticorps) et cellulaires du systรจme immunitaire (Daรซron 1997). Le FcฮตRI est un complexe membranaire tรฉtramรฉrique composรฉ dโ€™une chaรฎne ฮฑ (site de fixation des IgE), dโ€™une chaรฎne ฮฒ et dโ€™un dimรจre de chaรฎnes ฮณ (Blank et al. 2003). Chez la souris le FcฮตRI nโ€™est exprimรฉ quโ€™ร  la surface des mastocytes et des basophiles alors que chez lโ€™homme, il existe aussi une forme trimรฉrique (ฮฑฮณ2 sans chaรฎne ฮฒ) qui est exprimรฉe par les cellules prรฉsentatrices de lโ€™antigรจne (monocyte/macrophage, cellules dendritiques) ainsi que par les รฉosinophiles et les plaquettes (Lin et al. 1996), (Maurer et al. 1996). Selon certaines รฉtudes, la chaine ฮฒ, aurait un rรดle amplificateur de lโ€™expression et de la capacitรฉ de signalisation du FcฮตRI (Donnadieu, Jouvin and Kinet 2000, Lin et al. 1996, Dombrowicz et al. 1998). Le rรฉcepteur FcฮตRII (ou CD23) est un homotrimรจre membranaire existant sous deux formes: CD23a et CD23b. La forme CD23a est exprimรฉe par les lymphocytes B et l’autre forme (CD23b) est induite par l’IL-4 sur les lymphocytes T, les cellules de Langerhans, les monocytes, les macrophages et les รฉosinophiles (Yokota et al. 1988). Ce second rรฉcepteur est รฉgalement capable de lier des IgE mais prรฉsente une plus forte affinitรฉ pour les complexes immuns IgE-antigรจne comparรฉe aux IgE libres.

Le systรจme immunitaire associรฉ ร  lโ€™intestin

Les muqueuses du tractus gastro-intestinal reprรฉsentent en moyenne, une surface comprise entre 200 et 300 m2 (Hao and Lee 2004), ce qui reprรฉsente une importante zone de contact entre les cellules de lโ€™organisme et le milieu extรฉrieur notamment les aliments ingรฉrรฉs ainsi que les bactรฉries de . On considรจre que lโ€™intestin est le premier organe immunitaire de lโ€™organisme humain car 60 ร  70% des cellules immunes sont prรฉsentes dans la muqueuse intestinale. Les sites inducteurs et effecteurs dโ€™une rรฉponse immunitaire spรฉcifique sont composรฉs par les structures lymphoรฏdes dรฉcrites comme รฉtant des tissus ayant diffรฉrents niveaux dโ€™organisation.
Les plaques de Peyer (PP) et les ganglions mรฉsentรฉriques (MLN : Mesenteric Lymph Nodes) sont des structures organisรฉes en follicules alors que la lamina propria est une structure diffuse. Ces diffรฉrents รฉlรฉments forment le ยซ Gut-Associated Lymphoid ยป Tissue (GALT) (Figure 5).
Les PP contiennent de nombreux lymphocytes T et B naรฏfs apportรฉs par les vaisseaux nommรฉs HEV (High Endothelial Venule). Les ganglions mรฉsentรฉriques centralisent la rรฉponse immunitaire intestinale. Un ganglion est irriguรฉ par une lymphe affรฉrente qui draine les PP et la lamina propria. Ce type de lymphe transporte diffรฉrentes cellules dendritiques qui permettent dโ€™initier la rรฉponse immunitaire et la lymphe effรฉrente assure la mise en circulation des cellules activรฉes (LT et LB) dans le compartiment sanguin. Ces tissus sont composรฉs de diffรฉrentes cellules immunocompรฉtentes qui participent aux mรฉcanismes de dรฉfense contre les pathogรจnes, tout en permettant une tolรฉrance face aux antigรจnes alimentaires mais รฉgalement face ร  la grande diversitรฉ des bactรฉries du microbiote intestinal. Les rรฉponses immunes protectrices comprennent entre autre la production des IgA sรฉcrรฉtoires (sIgA). Ces immunoglobulines adaptรฉes ร  lโ€™intestin, participent ร  lโ€™inhibition de la translocation bactรฉrienne et de la multiplication virale dans les entรฉrocytes. Elles peuvent รฉgalement neutraliser les toxines et bloquer lโ€™adhรฉsion des bactรฉries ร  la muqueuse intestinale.

Les cellules M (microfold cells ou cellules membraneuses)

Ces cellules recouvrent les PP (Figure 6) qui constituent un site important pour lโ€™initiation de la rรฉponse immunitaire intestinale car elles contiennent de nombreux lymphocytes naรฏfs.
Les cellules M peuvent intercepter des macromolรฉcules prรฉsentes dans la lumiรจre intestinale pour les transmettre de faรงon intacte au niveau du site dโ€™induction de la rรฉponse immune oรน elles seront prises en charge par les cellules prรฉsentatrices de lโ€™antigรจne (CPA). Ce passage par les cellules M reprรฉsente une รฉtape clef dans lโ€™induction dโ€™une rรฉponse locale et systรฉmique spรฉcifique (Neutra 1998). Cependant, il existe des รฉtudes qui contestent le rรดle potentiellement actif de ces cellules dans la capture des antigรจnes aboutissant au dรฉveloppement dโ€™une hypersensibilitรฉ alimentaire (Untersmayr and Jensen-Jarolim 2006). De plus, leur capacitรฉ de prise en charge de protรฉines solubles nโ€™a pas rรฉellement รฉtรฉ dรฉmontrรฉe (Chehade and Mayer 2005).

Les cellules prรฉsentatrices dโ€™antigรจnes (CPA)

Ces diffรฉrentes cellules constituent un groupe hรฉtรฉrogรจne. Elles peuvent รชtre des cellules dendritiques, des macrophages activรฉs ou des lymphocytes B activรฉs. Ces cellules sont responsables de la dรฉgradation intracellulaire des antigรจnes et de leur prรฉsentation ร  la surface cellulaire sous forme de peptides associรฉs aux molรฉcules du complexe majeur dโ€™histocompatibilitรฉ de classe II (CMH II). La formation du complexe CMH-peptide antigรฉnique est un รฉlรฉment clรฉ de la prรฉsentation car ce complexe pourra รชtre reconnu de faรงon spรฉcifique par un lymphocyte T naรฏf via son rรฉcepteur ร  lโ€™antigรจne (T Cell Receptor, TCR) dรฉclenchant lโ€™activation de ce lymphocyte (Figure 7).
Les CPA expriment รฉgalement des molรฉcules de co-stimulation indispensables ร  lโ€™activation des lymphocytes ainsi que des rรฉcepteurs de reconnaissance de motifs antigรฉniques (pattern recognition receptor, PRR) incluant les rรฉcepteurs de type Toll (Toll Like receptor, TLR) et les rรฉcepteurs de type NOD (nucleotide-biding oligomerization domain) (Untersmayr and Jensen-Jarolim 2006).
Les cellules dendritiques sont appelรฉes CPA professionnelles car leur principale fonction est la prรฉsentation dโ€™antigรจne. Leurs dendrites ramifiรฉes augmentent la capacitรฉ de captation de lโ€™antigรจne. Ces cellules appartiennent ร  trois populations diffรฉrentes selon leur localisation dans lโ€™organisme : les cellules de Langerhans dans la peau et les รฉpithรฉliums muqueux, les cellules dendritiques myรฉloรฏdes dans les tissus interstitiels et le derme ainsi que les cellules dendritiques plasmacytoรฏdes dans les organes lymphoรฏdes et le sang.

Les entรฉrocytes

Ce type de cellules รฉpithรฉliales est le plus rรฉpandu au niveau de la muqueuse intestinale et est caractรฉrisรฉ par sa fonction dโ€™absorption de nombreux nutriments. Ces cellules possรจdent รฉgalement des activitรฉs enzymatiques qui interviennent dans la digestion des glucides et des protรฉines. Des รฉtudes indiquent que ces cellules pourraient influencer lโ€™induction de la tolรฉrance ou le dรฉveloppement de lโ€™allergie alimentaire. Ces cellules seraient capables de phagocyter des antigรจnes alimentaires puis aprรจs dรฉgradation cellulaire par voie lysosomiale, de les prรฉsenter en association avec des molรฉcules du CMH II, fonctionnant ainsi, comme des CPA (Yu and Perdue 2001). De plus une รฉtude indique que le rรฉcepteur de haute affinitรฉ pour les IgE est exprimรฉ ร  la surface de cellules de lโ€™รฉpithรฉlium intestinal humain, plus prรฉcisรฉment au niveau du colon et de lโ€™intestin grรชle (Untersmayr et al. 2010).

Les lymphocytes

Ces cellules jouent un rรดle majeur dans le systรจme immunitaire en agissant selon un mรฉcanisme dรฉpendant du type de lymphocyte. Elles sont produites au niveau de la moelle osseuse mais le lieu de leur maturation diffรจre en fonction du type de lymphocyte. Elles sont prรฉsentes dans le sang, dans la lymphe et dans tous les organes lymphoรฏdes. Ces cellules se caractรฉrisent par lโ€™expression de marqueurs membranaires de diffรฉrentiation (Clusters of differentiation (CD)), permettant leur identification. Les lymphocytes T sont impliquรฉs dans lโ€™immunitรฉ ร  mรฉdiation cellulaire tandis que les lymphocytes B sont responsables de la production dโ€™anticorps (immunitรฉ humorale).

Les lymphocytes T (LT)

Les lymphocytes T immatures migrent de la moelle osseuse vers le thymus afin dโ€™acquรฉrir lโ€™immunocompรฉtence. Les lymphocytes T pรฉriphรฉriques sont caractรฉrisรฉs par la prรฉsence de marqueurs membranaires spรฉcifiques comme les rรฉcepteurs pour les antigรจnes (TCR) dont la liaison au complexe CMH II-antigรจne entraรฎne lโ€™activation cellulaire. On distingue deux grands groupes de cellules T : les cellules effectrices (LT cytotoxiques ou LT CD8+) qui agissent contre lโ€™ ยซ agresseur ยป et les cellules modรฉratrices (LT auxiliaires, Th pour T helper ou LT CD4+) qui contrรดlent le fonctionnement des cellules effectrices. Les LT CD4+ activรฉs sont des piliers de la mise en place de la rรฉponse spรฉcifique car ils peuvent rรฉguler lโ€™activation, la prolifรฉration et la diffรฉrentiation dโ€™autres cellules immunes qui agiront de maniรจre plus directe. Il existe diffรฉrentes sous-populations de LT CD4+ qui dรฉrivent toutes dโ€™un mรชme prรฉcurseur, le LT naรฏf (Th0).
Ces diffรฉrences sont รฉtablies en fonction de la nature des cytokines sรฉcrรฉtรฉes et du type de rรฉponses induites (Figure 8). Les cytokines sont des glycoprotรฉines spรฉcialisรฉes dans la communication intercellulaire, produites en rรฉponse ร  une activation cellulaire. On distingue plusieurs familles de cytokines (interleukines (IL), interfรฉron (IFN)โ€ฆ) qui exercent leur action en se fixant sur des rรฉcepteurs prรฉsents sur des cellules cibles.
La diffรฉrenciation des LTh0 en LTh1 est induite en prรฉsence dโ€™IL-12 via lโ€™activation de STAT-4 (Signal Transducer and Activator of Transcription), pour lutter contre les pathogรจnes intracellulaires (bactรฉries ou virus). Le facteur de transcription T-bet (T-box expressed in T cells) joue un rรดle important dans le dรฉveloppement et le maintien des LTh1, caractรฉrisรฉs par la production dโ€™IFN-ฮณ (Murphy and Reiner 2002). Ces cellules favorisent lโ€™immunitรฉ ร  mรฉdiation cellulaire.
Les LTh2 sont induits en prรฉsence dโ€™IL-4 via lโ€™activation de STAT-6. Ils sont impliquรฉs dans les processus dโ€™รฉlimination de pathogรจnes extracellulaires, dont certains parasites comme les Helminthes. Ils sรฉcrรจtent de lโ€™IL-4, de lโ€™IL-5 et de lโ€™IL-13 qui favorisent lโ€™immunitรฉ ร  mรฉdiation humorale (Romagnani 1994, Akdis, Blaser and Akdis 2004a). Lโ€™activation du facteur de transcription GATA-3 induit le dรฉveloppement dโ€™une rรฉponse de type Th2 (Zhu et al. 2006).
Les LTh17 ont รฉtรฉ identifiรฉs en 2005 (Harrington et al. 2005, Langrish et al. 2005, Park et al. 2005). Les donnรฉes dโ€™une revue rรฉcente indiquent que chez lโ€™homme, les cytokines qui induisent la diffรฉrenciation vers le profil Th17, sont lโ€™IL-6, lโ€™IL-21, lโ€™IL-23 et lโ€™IL-1ฮฒ. Le TGF-ฮฒ aurait un rรดle potentiellement synergique du fait de sa capacitรฉ ร  stopper la diffรฉrenciation vers le profil Th1 (Marwaha et al. 2012). Les LTh17 produisent principalement de lโ€™IL-17 mais aussi dโ€™autres cytokines comme lโ€™IL-21 et Lโ€™IL-22. Ils peuvent intervenir en cas dโ€™infection et sont รฉgalement impliquรฉs dans lโ€™autoimmunitรฉ et lโ€™immunodรฉficience. Le facteur de transcription RORฮณt (Retinoรฏd-related Orphan nuclear Receptor) contrรดle la diffรฉrenciation de ces cellules (Ivanov, Zhou and Littman 2007).
Les lymphocytes T rรฉgulateurs sont chargรฉs de maintenir lโ€™homรฉostasie de lโ€™organisme en agissant sur les rรฉponses immunitaires induites. Il sโ€™agit de plusieurs types de cellules exprimant toutes le CD4 : les cellules Th3, Tr1 et Treg. Les LTh3 sont notamment induits suite ร  lโ€™administration orale dโ€™antigรจne et exercent leur activitรฉ suppressive via la production de TGF-ฮฒ (Weiner 2001, Ozdemir, Akdis and Akdis 2009). Les LTr1 sont induites en prรฉsence dโ€™IL-10 et exercent leur activitรฉ suppressive non spรฉcifique, indรฉpendamment du CMH via la production dโ€™IL-10 (Wu et al. 2007). Les LTreg expriment le rรฉcepteur de lโ€™IL-2 (CD25+) ร  leur membrane et le facteur intracellulaire de transcription Forkhead box p3 (Foxp3) (Romagnani 2006). Ce facteur de transcription semble jouer un rรดle majeur dans le dรฉveloppement et la fonctionnalitรฉ des Treg (Ozdemir et al. 2009). Ces LTreg (CD4+ CD25+Foxp3+) se diffรฉrencient sous lโ€™effet du TGF-ฮฒ et de lโ€™IL-2 et agissent par contact direct avec dโ€™autres cellules via le TGF-ฮฒ liรฉ ร  leurs membranes (Nakamura, Kitani and Strober 2001). Elles expriment des molรฉcules CTLA-4 (cytotoxic T lymphocyte antigen-4) et GITR (Glucocorticoid Induced TNF Receptor) qui sont impliquรฉes dans lโ€™action immunosuppressive des Treg.
Il existe une relation entre les LTreg et les LTh17 (Figure 9). Le TGF-ฮฒ peut induire lโ€™expression des facteurs de transcriptions Foxp3 et RORฮณt, mais en prรฉsence de cytokines pro-inflammatoires comme lโ€™IL-6 ou lโ€™IL-2, la diffรฉrenciation sera orientรฉe vers le profil Th17 (Ivanov et al. 2007).

Les lymphocytes B

Les lymphocytes B terminent leur dรฉveloppement dans la moelle osseuse. Les cellules matures expriment un rรฉcepteur membranaire spรฉcifique (BCR pour ยซ B cell receptor ยป) qui peut reconnaitre directement les antigรจnes natifs, en solution ou ร  la surface des CPA. Cette reconnaissance conduisant ร  lโ€™activation du lymphocyte B est le support de la spรฉcificitรฉ de la rรฉponse humorale. Lโ€™activation du lymphocyte B va aboutir ร  sa diffรฉrenciation en plasmocyte, capable de produire des anticorps spรฉcifiques de lโ€™antigรจne. Cette diffรฉrenciation est rรฉgulรฉe par le profil des cytokines produites par les lymphocytes T. Dans le cas dโ€™une rรฉaction suite ร  lโ€™ingestion dโ€™une protรฉine alimentaire, lโ€™IFN-ฮณ produit par les cellules Th1, favorise la diffรฉrenciation des lymphocytes B en plasmocytes producteurs dโ€™IgG2a chez la souris. Les cytokines de type Th2 comme lโ€™IL-4, lโ€™IL-13 et lโ€™IL-5 induisent la prolifรฉration des lymphocytes B et favorisent une commutation de classe du lymphocyte B vers la production dโ€™IgE et dโ€™IgG1 (Ngoc et al. 2005). La production dโ€™IgA par les lymphocytes B peut รชtre stimulรฉe par les cellules rรฉgulatrices via la sรฉcrรฉtion de TGF-ฮฒ (Spellberg and Edwards 2001, Cerutti and Rescigno 2008).

Les cellules effectrices

Les mastocytes

Il existe deux types de mastocytes en fonction de leur localisation et de leurs propriรฉtรฉs. Ces cellules sont situรฉes au niveau des tissus muqueux ou conjonctifs ร  proximitรฉ 28
des vaisseaux sanguins. Elles sont des acteurs majeurs de la rรฉaction allergique car elles sont caractรฉrisรฉes par leur forte capacitรฉ dโ€™expression de la forme tรฉtramรฉrique du FcฮตRI. Leur cytoplasme contient de nombreuses granules renfermant des mรฉdiateurs chimiques. Parmi les mรฉdiateurs chimiques prรฉformรฉs on retrouve notamment lโ€™histamine, des enzymes (tryptase, carboxypeptidase Aโ€ฆ) ainsi que des protรฉoglycanes comme lโ€™hรฉparine et les sulfates de chondroรฏtine. Les mรฉdiateurs nรฉoformรฉs comprennent la prostaglandine D2 (PGD2), les leucotriรจnes et les facteurs activant les plaquettes (Platelet Activating Factor (PAF)) (Greenberger and Ditto 2012). Lโ€™activation de ces cellules via les rรฉcepteurs aux IgE dรฉclenche la libรฉration du contenu des granules dans le milieu extracellulaire et la synthรจse des mรฉdiateurs nรฉoformรฉs. Ces cellules peuvent รฉgalement produire des chimiokines et des cytokines comme lโ€™IL-4 et lโ€™IL-13 qui vont entretenir la rรฉponse Th2. Elles sont aussi impliquรฉes dans les rรฉactions anaphylactiques observรฉes au cours des rรฉactions allergiques non mรฉdiรฉes par les IgE. Dans ce cas, la libรฉration du contenu des granules est indรฉpendante de la prรฉsence dโ€™IgE spรฉcifiques, on peut citer lโ€™exemple des produits radiographiques de contraste dont certains sont capables dโ€™activer le FcฮตRI. Dโ€™autres conditions non-immunologiques peuvent รชtre ร  lโ€™origine de la libรฉration des mรฉdiateurs chimiques comme lโ€™exercice physique, lโ€™exposition ร  de faibles tempรฉratures ou ร  des mรฉdicaments (Greenberger and Ditto 2012).

Les basophiles

Les basophiles sont des cellules circulantes (localisation principalement sanguine) se diffรฉrenciant sous lโ€™influence de lโ€™IL-3 (Arock 2004). Leurs inclusions cytoplasmiques contiennent de nombreuses molรฉcules chimiques, et en particulier lโ€™histamine, la sรฉrotonine et lโ€™hรฉparine. Ils expriment fortement le FcฮตRI (30000 FcฮตRI / cellule) (Malveaux et al. 1978). Des รฉtudes indiquent que leur nombre est corrรฉlรฉ avec la sรฉvรฉritรฉ des maladies allergiques (Knol et al. 1996).

Les รฉosinophiles

Ces cellules jouent un rรดle important dans lโ€™inflammation allergique. Leur localisation est surtout tissulaire. Lโ€™IL-5 et lโ€™รฉotaxine stimulent la diffรฉrenciation et la migration de la lignรฉe รฉosinophile. Ces cellules renferment des substances participant ร  lโ€™amplification de la rรฉponse allergique. Des mรฉdiateurs de lโ€™inflammation peuvent en effet รชtre libรฉrรฉs suite ร  leur activation par la fixation de complexes IgE-allergรจne sur les rรฉcepteurs de faible affinitรฉ (FcฮตRII). Elles peuvent รฉgalement produire des cytokines capables dโ€™accentuer les rรฉponses de type Th2 au niveau local.

Le systรจme immunitaire innรฉ associรฉ ร  lโ€™intestin

Les dรฉfenses mises en place au niveau de lโ€™intestin comprennent lโ€™activitรฉ de cellules appartenant ร  lโ€™immunitรฉ innรฉe. Lโ€™immunitรฉ innรฉe est une premiรจre ligne de dรฉfense qui contrรดle lโ€™agent indรฉsirable et contribue ร  son รฉlimination avant le dรฉveloppement de lโ€™immunitรฉ adaptative spรฉcifique (LT et LB).
Ce composant immunitaire regroupe les mรฉcanismes cellulaires (cellules รฉpithรฉliales, cellules Natural Killer (NK), polynuclรฉaires, cellules dendritiques) et humoraux (complรฉment, peptides antimicrobiens, protรฉine C rรฉactive, lectine) non spรฉcifiques de lโ€™antigรจne (Turvey and Broide 2010, Schroder 2009, Metz and Maurer 2009).
Lโ€™immunitรฉ innรฉe est mise en jeu via lโ€™identification de la nature et du risque de lโ€™agression ร  lโ€™aide de rรฉcepteurs spรฉcifiques. Ce composant immunitaire peut neutraliser les microorganismes grรขce ร  la phagocytose, lโ€™action de molรฉcules comme les petides antimicrobiens et le complexe de lyse du complรฉment ou par la production de facteurs antiviraux. La rรฉponse innรฉe permet lโ€™induction de la rรฉponse adaptative spรฉcifique de lโ€™antigรจne adรฉquate pour protรฉger lโ€™hรดte. Elle participe ร  lโ€™orientation de la rรฉponse adaptative notamment selon le degrรฉ de maturation des CPA (Pichavant et al. 2003).
Les acteurs de la rรฉponse innรฉe tels que les cellules dendritiques et les macrophages sont activรฉs par des motifs molรฉculaires conservรฉs au sein de diffรฉrents types de microorganismes (PAMP : Pathogen Associated Molecular Pattern) via leurs rรฉcepteurs de reconnaissance de motifs antigรฉniques PRR (Toll-like receptors, NOD-like receptors). Dรจs 1989, Janeway a รฉvoquรฉ lโ€™existence de PRR reconnaissant ces PAMPs et activant la rรฉponse immunitaire (Janeway 1989). Ces PRR peuvent รฉgalement rรฉagir aux signaux des bactรฉries du microbiote intestinal permettant ainsi une รฉtroite relation entre le microbiote intestinal et le systรจme immunitaire de lโ€™hรดte (Cf paragraphe II-6-3).
Lโ€™immunitรฉ innรฉe comprend รฉgalement lโ€™effet de barriรจre dรป aux cellules de lโ€™รฉpithelium intestinal ainsi que les lymphocytes T Natural killer et les lymphocytes T ฮณฮด. Dโ€™autres cellules de lโ€™immunitรฉ innรฉe semblent jouer un rรดle important dans lโ€™orientation de la rรฉponse immunitaire. Les nuocytes par exemple, sont des leucocytes effecteurs rรฉcemment identifiรฉs comme รฉtant impliquรฉes dans le dรฉveloppement de rรฉponses cytokiniques de type Th2 (Neill et al. 2010, Saenz et al. 2010).

Description du mรฉcanisme de lโ€™allergie alimentaire

Le mรฉcanisme fondamental de la rรฉaction allergique immรฉdiate dรฉpendante des IgE, sโ€™effectue en deux phases : la sensibilisation et le dรฉclenchement.

Exposition ร  lโ€™allergรจne

Il existe diffรฉrentes voies de sensibilisation ร  des allergรจnes alimentaires. Dans le cas des allergies alimentaires dites de classe 1, la sensibilisation se produit au niveau du tractus gastro-intestinal (Han, Kim and Ahn 2012). Les aliments concernรฉs (lait de vache, ล“ufโ€ฆ) se caractรฉrisent entre autres par leur rรฉsistance aux processus digestifs. Ce type dโ€™allergie alimentaire affecte particuliรจrement les enfants. La voie respiratoire est impliquรฉe dans le dรฉveloppement des allergies alimentaires de classe 2. Ce type dโ€™allergie alimentaire est responsable du Syndrome Oral Croisรฉ (SOC ou OAS : Oral Allergy Syndrom) retrouvรฉ majoritairement chez des adultes sensibilisรฉs ร  des aliments (carotte, cรฉleri, pomme poireโ€ฆ) dont les protรฉines prรฉsentent des similitudes avec celles dโ€™aรฉro-allergรจnes notamment lโ€™allergรจne majeur du pollen de bouleau (Bet V1 : Betula verrucosa 1) (Breiteneder and Ebner 2000). La sensibilisation par voie cutanรฉe a รฉgalement รฉtรฉ suggรฉrรฉe. Selon les donnรฉes publiรฉes par Lack en 2008, de faรงon gรฉnรฉrale lโ€™exposition cutanรฉe conduirait au dรฉveloppement de lโ€™allergie alimentaire tandis que lโ€™exposition orale induirait le plus souvent la tolรฉrance ร  lโ€™allergรจne (Lack 2008). Cette voie a รฉtรฉ mise en รฉvidence dans des รฉtudes effectuรฉes ร  partir de modรจles animaux (Adel-Patient et al. 2007, Strid et al. 2005).
Ces diffรฉrentes voies de sensibilisation mรจnent toutes au dรฉveloppement de lโ€™allergie alimentaire qui par dรฉfinition se dรฉclenche suite ร  une consommation dโ€™aliments.

Premiรจre รฉtape : la phase de sensibilisation

Lors de la sensibilisation allergique, les CPA du GALT captent lโ€™antigรจne alimentaire, et aprรจs la lyse intracellulaire, associent les peptides dรฉrivรฉs de lโ€™antigรจne aux molรฉcules du CMH II ร  leur surface. Les CPA ainsi activรฉes migrent ensuite vers les ganglions lymphatiques ยซ locaux ยป (PP ou MLN), oรน elles interagissent avec les cellules T CD4+ naรฏves. Cette interaction cellulaire va induire la diffรฉrenciation des cellules naรฏves en cellules Th2, sรฉcrรฉtant des cytokines dont lโ€™IL-4, lโ€™IL-5, lโ€™IL-10 et lโ€™IL-13. Ces cytokines vont notamment induire la transformation des lymphocytes B en plasmocytes producteurs dโ€™IgE spรฉcifiques. Les IgE spรฉcifiques de lโ€™allergรจne se rรฉpartissent ensuite dans lโ€™ensemble de lโ€™organisme, via la circulation sanguine, et se fixent sur des ยซ cellules cibles ยป de la peau et des muqueuses (mastocytes) ainsi que sur des ยซ cellules cibles ยป circulantes (basophiles) exprimant le rรฉcepteur pour la partie constante des IgE. Cette premiรจre รฉtape, appelรฉe phase de sensibilisation, muette cliniquement, prรฉpare lโ€™organisme ร  rรฉagir de faรงon immรฉdiate lors dโ€™un second contact avec lโ€™allergรจne (Figure 10).

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Table des matiรจres

INTRODUCTION GENERALE
I. Lโ€™ALLERGIE ALIMENTAIRE
I.1. HISTORIQUE
I.2. DEFINITIONS ET CLASSIFICATIONS
I.3. EPIDEMIOLOGIE ET PREVALENCE
I.4. MECANISME DE Lโ€™ALLERGIE ALIMENTAIRE
I.4.1. Les acteurs impliquรฉs dans le mรฉcanisme de la rรฉaction allergique
I.4.1.1. Les immunoglobulines de type E et leurs rรฉcepteurs
I.4.1.2. Le systรจme immunitaire associรฉ ร  lโ€™intestin
I.4.1.2.a. Les cellules M (microfold cells ou cellules membraneuses)
I.4.1.2.b. Les cellules prรฉsentatrices dโ€™antigรจnes
I.4.1.2.c. Les entรฉrocytes
I.4.1.2.d. Les lymphocytes
I.4.1.2.d.i. Les lymphocytes T
I.4.1.2.d.ii. Les lymphocytes B
I.4.1.2.e. Les cellules effectrices
I.4.1.2.e.i. Les mastocytes
I.4.1.2.e.ii. Les basophiles
I.4.1.2.e.iii. Les รฉosinophiles
I.4.1.3. Le systรจme immunitaire innรฉ associรฉ ร  lโ€™intestin
I.4.2. Description du mรฉcanisme de lโ€™allergie alimentaire
I.4.2.1. Exposition ร  lโ€™allergรจne
I.4.2.2. Premiรจre รฉtape : la phase de sensibilisation
I.4.2.3. Deuxiรจme รฉtape : la phase de dรฉclenchement
I.4.3. Rรฉgulation du mรฉcanisme
I.5. SYMPTOMES CLINIQUES DE Lโ€™ALLERGIE ALIMENTAIRE
I.6. ASPECTS THERAPEUTIQUES
I.7. FACTEURS DE RISQUES
I.7.1. Les allergรจnes alimentaires
I.7.1.1. Gรฉnรฉralitรฉs
I.7.1.2. Les protรฉines et allergรจnes du lait de vache
I.7.2. Facteurs gรฉnรฉtiques
I.7.3. Influence de lโ€™รขge et du sexe
I.7.4. Influence de lโ€™environnement
I.7.4.1. Facteurs รฉpigรฉnรฉtiques
I.7.4.2. Influence de lโ€™allaitement
I.7.4.3. Lโ€™hypothรจse hygiรฉniste
II. LE MICROBIOTE INTESTINAL
II.1. DEFINITION
II.2. METHODE Dโ€™ANALYSE DU MICROBIOTE INTESTINAL
II.2.1. Mรฉthodes basรฉes sur la culture
II.2.2. Les mรฉthodes molรฉculaires
II.2.2.1. Les mรฉthodes dโ€™empreintes
II.2.2.2. Lโ€™hybridation in situ couplรฉe ร  la cytomรฉtrie en flux
II.2.2.3. La PCR quantitative (qPCR)
II.2.2.4. Les mรฉthodes de sรฉquenรงage
II.2.2.4.a. La technique de sรฉquenรงage complet
II.2.2.4.b. La technique de pyrosรฉquenรงage
II.2.2.5. La mรฉtagรฉnomique
II.3. COMPOSITION DU MICROBIOTE INTESTINAL
II.4. ORIGINE ET DEVELOPPEMENT DU MICROBIOTE INTESTINAL
II.5. FACTEURS AGISSANT SUR LA COLONISATION BACTERIENNE
II.5.1. Influence du terrain gรฉnรฉtique
II.5.2. Influence du terme de naissance
II.5.3. Influence du mode dโ€™accouchement
II.5.4. Influence de lโ€™alimentation
II.5.5. Influence des traitements mรฉdicamenteux
II.5.6. Influence des conditions dโ€™hygiรจne
II.6. FONCTIONS DU MICROBIOTE INTESTINAL
II.6.1. Fonctions mรฉtabolique et nutritionnelle
II.6.2. Fonction protectrice
II.6.3. Fonction immunologique
II.6.3.1. Immunitรฉ antรฉ-natale
II.6.3.2. Immunitรฉ post-natale
II.6.3.3. Interactions hรดte-microbiote et stimulation de lโ€™immunitรฉ innรฉe
III.CONTEXTE DU SUJET DE THESE : MICROBIOTE INTESTINAL ET ALLERGIE
III.1. MICROBIOTE INTESTINAL ET PATHOLOGIES
III.2. RELATIONS ENTRE MICROBIOTE INTESTINAL ET ALLERGIES ALIMENTAIRES
III.2.1. Microbiote intestinal et maladies allergiques
III.2.2. Donnรฉes expรฉrimentales sur lโ€™influence du microbiote intestinal dans le dรฉveloppement de lโ€™allergie et lโ€™acquisition de la tolรฉrance aux aliments
III.3. MODELES EXPERIMENTAUX
III.3.1. Mรฉthodes dโ€™รฉtudes du microbiote intestinal
III.3.2. Mรฉthodes dโ€™รฉtudes de lโ€™allergie alimentaire
III.3.2.1. Les modรจles murins
III.3.2.2. Sensibilisation expรฉrimentale
III.3.2.3. Dรฉclenchement expรฉrimental de la rรฉation allergique (challenge)
IV.OBJECTIFS SCIENTIFIQUES RESULTATS DES TRAVAUX DE THESE
I.Mise en รฉvidence du potentiel allergรฉnique et immunogรฉnique de la ฮฒ-lactoglobuline et des casรฉines bovines chez la souris BALB/c, en absence dโ€™adjuvant
I.1. CONTEXTE DES TRAVAUX
I.2. OBJECTIFS ET METHODOLOGIE
I.3. PRINCIPAUX RESULTATS ET CONCLUSIONS
II. Impact de la colonisation du tractus digestif ร  lโ€™รขge de 6 semaines sur la sensibilisation au lait de vache
II.1. CONTEXTE DES TRAVAUX
II.2. OBJECTIFS ET METHODOLOGIE
II.3. PRINCIPAUX RESULTATS ET CONCLUSIONS
III .Impact de la colonisation du tractus digestif au moment du sevrage sur la sensibilisation au lait de vache
III.1. INTRODUCTION
III.2. MATERIELS ET METHODES
III.2.1. Milieux et rรฉactifs
III.2.2. Souris : Origine et conditions dโ€™รฉlevage
III.2.3. Protocole expรฉrimental
III.2.4. Hybridation in situ couplรฉe ร  la cytomรฉtrie en flux (FISH : Fluorescent In Situ Hybridization)
III.2.5. Dosage des anticorps spรฉcifiques dans les รฉchantillons sanguins et fรฉcaux… 1499
III.2.6. Dosage des protรฉases mastocytaires de type 1 (mouse Mast Cell Protease 1 (mMCP-1))
III.2.7. Rรฉactivation des cellules issues des rates et des ganglions mรฉsentรฉriques et dosage des cytokines
III.2.8. Analyses statistiques
III.3. RESULTATS
III.3.1. Analyse de la composition du microbiote fรฉcal
III.3.2. Rรฉponses anticorps induites par la sensibilisation expรฉrimentale
III.3.3. Rรฉponses induites par le challenge oral
III.3.4. Rรฉponses cellulaires (sรฉcrรฉtion de cytokines aprรจs rรฉactivation in vitro)
III.4. DISCUSSION
IV.Impact de la colonisation nรฉonatale du tractus digestif par la souche Lactobacillus Casei BL23 sur la sensibilisation au lait de vache
IV.1. INTRODUCTION
IV.2. MATERIELS ET METHODES
IV.2.1. Milieux et rรฉactifs
IV.2.2. Souris : origine et conditions dโ€™รฉlevage
IV.2.3. Observation des caractรฉristiques physiologiques des souris Ax, Mx et CV
IV.2.3.1. Prรฉlรจvement dโ€™organes
IV.2.3.2. Coupes histologiques dโ€™intestin et marquages immunohistochimiques
IV.2.4. Protocole expรฉrimental de sensibilisation
IV.2.5. Dosage des anticorps spรฉcifiques dans les รฉchantillons sanguins et fรฉcaux
IV.2.6. Dosage des cytokines
IV.2.7. Analyse des populations lymphocytaires par cytomรฉtrie en flux
IV.2.8. Analyses statistiques
IV.3. RESULTATS
IV.3.1. Caractรฉristiques physiologiques des souris Ax, Mx et CV
IV.3.2. Rรฉponses anticorps induites par la sensibilisation expรฉrimentale
IV.3.3. Rรฉponses cellulaires (sรฉcrรฉtion de cytokines aprรจs rรฉactivation in vitro)
IV.3.4. Analyse des populations lymphocytaires chez les souris sensibilisรฉes
IV.4. DISCUSSION
CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQU

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