granulome_sarc DUCochinEXPUR

Le granulome sarcoïdien
JF Bernaudin. Février 2012
Histologie et Biologie Tumorale ER2 UPMC
Tenon
Université Pierre et Marie Curie Paris 6
• 1899 Caesar Boeck: skin nodules characterized by compact
sharply defined foci of « epithelioid cells with pale nuclei
and also a few giant cells »Thinking this resembled sarcoma
he called the condition « multiple benign sarcoid of the
skin » Ianuzzi MC et al. NEJM 2007
• Sarcoidosis is a systemic granulomatous disease of unknown
etiology characterized by its pathologic hallmark, the non
caseating granuloma Newmann LS et al. NEJM 1997
• Granuloma is characterized by a core of monocyte-derived
epithelioid histiocytes and multinucleate giant cells with
interspersed CD4+T lymphocytes. A minority of cells near or
by the granuloma are CD8+ T Ly, Treg, fibroblasts and BLymphocytes Baughman R, et al AJRCCM 2011
1. Les constituants du granulome et
leur mise en place
• 1/ Définition du granulome, organisation
cellulaire
• 2/ Constitution dynamique du granulome
• 3/ Lymphatiques et granulomes dans le
poumon
élimination de
l'Agent agresseur
Inflammation aiguë
(poly N
macrophages)
résolution
persistance de
l'Agent agresseur
Agression
inflammation chronique
(macrophages)
Ag +
P Soler
(+ Ly T)
Ag -
granulomes de
type immun
granulomes à
corps étranger
(CPA + Ly T activés)
(macrophages, c. géantes)
mycobactéries
tuberculose, lèpre, ulcère de Buruli … …
bactéries
protozoaires
brucellose, actinomycose, nocardiose,
listériose, … …
cryptococcose, candidase, histoplasmose,
aspergillose, blastomycose, …
leishmaniose, toxoplasmose
helminthes
schistosomiase, toxocarose
rickettsies
fièvre Q
virus
mononucléose, cytomégalovirus, … …
agents organiques
PHS, … …
agents inorganiques
bérylliose, gr au zirconium, … … …
champignons
d'après Zumla & James, Clin Infect Dis, 1996
• lésions organisées,
typiquement composées:
- d’un follicule central (f)
f
Ly
HES
- d’une couronne lymphocytaire (Ly)
P Soler
Ly
• follicule central:
– cellules épithélioïdes
– lymphocytes T CD4+
CD4
• couronne lymphocytaire:
– lymphocytes T CD8+
– lymphocytes B
CD8
P Soler
• Les cellules épithélioïdes:
– macrophages activés
• d’allure "épithéliale" en MO
• particularités ultrastructurales caractéristiques
(vésicules sécrétrices, activité membranaire)
– organisées autour de lymphocytes et de
monocytes
P Soler
• les cellules épithélioïdes
– macrophages activés
f
CD40
– expression forte de:
HLA DR
CD40, CD80, CD86
(présentation antigénique)
f
CD80
- sécrétion de cytokines et
chimiokines ++
f
- expression de Bcl-2
CD86
• structures stables mais dynamiques
– zone périphérique : zone d'échanges
• recrutement des monocytes et lymphocytes
• élimination des cellules dégénérescentes
– follicule central : zone de maturation/
activation
• 1/ Définition du granulome, organisation
cellulaire
• 2/ Constitution dynamique du granulome
• 3/ Lymphatiques et granulomes dans le
poumon
granulomes
alvéolite
granulomes sarcoïdiens
• genèse: 3 étapes-clés (définies chez l'animal)
1- accumulation de macrophages en réponse à des
antigènes spécifiques peu dégradables
2- recrutement de Ly T CD4+
3- immobilisation et organisation en granulomes
P Soler
• les macrophages alvéolaires (1)
– cellules récemment recrutées (CD14+)
– meilleures CPA que les MA normaux
– métaboliquement très actives
•phagocytose accrue
•production accrue d'enzymes protéolytiques
de radicaux libres d'O et N
d'ECA, néopterine, …
•fixation accrue de 67Ga, de somatostatine, ... ...
• les macrophages alvéolaires (2)
– expression d'IL-2R et de transferrine-R (CD71)
– expression forte d'HLA DR
de molécules d'adhérence (CD49a, CD54, CD102)
de molécules de costimulation (CD40, CD80, CD86)
– sécrétion de nombreuses cytokines et chimiokines
impliquées dans le maintien des granulomes
- expression de Bcl-2
• lymphocytes CD4+ / CD45RO+ / αβ
– expression de
• HLA DR, IL-2R
• molécules d'ahérence
• chimiokines-R
• CD28 (ligand CD80, CD86)
f
CD28
– sécrétion de cytokines et chimiokines ++
- expression de Bcl-2
Cytokines et granulomes sarcoïdiens
• Cytokines
– nombreuses (IL-1, IL-2, IL-7, IL-12, IL-15, IL-18, IL-27,
IFN-γγ, TNF-α
α, MCF, MAF, MIF, GM-CSF, …) favorisant
- le recrutement, l'activation, la survie des monocytes et/ou Ly T
- l'orientation de la réponse vers un phénotype Th1 (STAT1)
• Chimiokines
– nombreuses (RANTES, MIP-1α
α, β, MCP-1, 3, 4, IP-10,
ostéopontine…) favorisant
- l'afflux permanent de cellules inflammatoires
- le maintien des granulomes
Antigène(s)
Monocytes /
Macrophages
Ly T CD4+
Th1
HLA-TCR
HLA-DRB1*1101 &HLA-DPB1*0101 risque
HLA-DQB1
HLA-DQB1*03 Lofgren/Suède
HLA-DQB1*0201 bon pg (UK; Hollande)
Antigènes
Propionibacterium acnes
Mycobacterium tuberculosis
mKatG protéine:
catalase-peroxydase
de mycobactérie ( M. tuber.)
Song..Moller D 2005 JExp Med
Granulome
• lymphocytes Tregs CD4+ / FOXP3+
– présents dans le sang périphérique,
le LBA et autour des granulomes
– effet tolérogène, mais incapables
CD4 / FOXP3
de réguler la production de TNF-α
α,
donc la formation des granulomes
(D’après Taflin C et coll., AJP 2009)
– Au niveau des lésions: responsables de la
pérennisation de la réponse granulomateuse après
élimination de l’agent causal ? « exhausted » T reg
mais progranulome ( Rappl et al. 2011)
– Au niveau périphérique: responsables de l’anergie
caractérisant les patients sarcoïdiens ?
P Soler
Antigène(s)
Ly T CD4+
Monocytes /
Macrophages
IL-1
TNFα
IL-7
IL-12
IL-15
IL-18
IL-27…
recrutement
prolifération/activation
différenciation Th1
IL-2
IFN-γ
MCF
MAF
MIF…
recrutement
activation
immobilisation
RANTES (CCL5)
MIP-1α,β (CCL3, 4)
Granulome
MCP-1,3,4 (CCL2, 7, 13)
IP-10 (CXCL10)
Ostéopontine… http://bcpp.circulation-respiration.master.univ-paris-diderot.fr/M2/R/
diapo_rpw/UE1ImmunoR/courspw/Soler_grsarc-M2_2010.pdf
Transcriptional Reprogramming in Nonhuman Primate (Rhesus
Macaque) Tuberculosis Granulomas. S Mehra et al PLoSONE 2010
cytokines
INFγ network
récepteurs
TNFα network
Aspects histo identiques
à 4 et 13 semaines!
• Giant cell formation in
sarcoidosis: cell fusion or
proliferation with non-division
van Maarsseveen T, et al.2008
• « giant cells in sarcoidosis arise
by means of fusion of
epithelioid cells and not by
division/non-disjunction.
Further, we find indications
that giant cells in sarcoidosis
may induce apoptosis of the
nearby CD4+lymphocytes and
macrophages ».
• 1/ Définition du granulome, organisation
cellulaire
• 2/ Constitution dynamique du granulome
• 3/ Lymphatiques et granulomes dans le
poumon
Lymphatic and blood microvasculature
organization in pulmonary sarcoid granulomas.
Kambouchner M, Pirici D, Uhl JF,
Mogoanta L, Valeyre D, Bernaudin JF.
Eur Respir J. 2011Apr;37(4):835-40
Table 2: Relationship between D2-40-labeled lymphatics and intralobular (n: 249) or
perilobular (n: 62) sarcoid granulomas. The results are expressed as % of
granulomas associated with at least one lymphatic (total) and according to the
number of lymphatics observed (from one to 4 or more).
number of
associated
D2-40 lymphatics
intralobular
granulomas
perilobular
granulomas
Total
59%
74%
1
32%
42%
2
15%
18%
3
7%
13%
>4
5%
1%
D2-40 anti podoplanine
Zone périphérique - lymphatique
Quels liens entre cette localisation au
contact des lymphatiques initiaux et la
pathogénie de la sarcoïdose?
• Modèles infections à mycobactéries
• Drainage de l’interstitium interalvéolaire
« sumps » puisards, zones de vidange
« initial foci of a wide variety
of disease condition » (mycobac, poussières)
lymphatique
juxta-alvéolaire
• Oberdörster G, et J Nanotoxicology: an emerging discipline
•
•
•
•
evolving from studies of ultrafine particles. Environ Health
Perspect. 2005 ;113:823-839
Izbicki G, et al. World Trade Center "sarcoid-like"
granulomatous pulmonary disease in New York City Fire
Department rescue workers. Chest. 2007;131:1414-1423
Rafnsson V,et al.. Association between exposure to crystalline
silica and risk of sarcoidosis . Occup Environ Med 1998; 55:657660 1998
Jajosky P. Sarcoidosis diagnoses among US military personnel:
trends and ship assignment associations Am J Prev Med 1998;
14:176-183
Vincent M, Lievre M. Sarcoidose et empoussièrement pulmonaire,
une hypothèse pathogénique qui prend du crédit. Rev Mal Respir
2002 ; 19 :103-104
microparticules
nanoparticules
2. Du granulome à la fibrose
• « Although granulomas may resolve with little
consequence pulmonary fibrosis occurs in 20 to
25% of patients with sarcoidosis. The
pathogenesis of pulmonary fibrosis remains
uncertain » Ianuzzi MC et al. NEJM 2007
• « While there has been progress in sarcoidosis
over the past few years, much is still unknown »
Baughman R, et al AJRCCM 2011 under press
évolution fibrosante liée à l’atteinte
parenchymateuse hors granulomes?
granulomes
alvéolite
Shigemitsu H, Oblad JM, Sharma OP, Koss MN.
Eur Respir J. 2010 Mar;35(3):695-7
7 poumons explants de transplantation pour «
end-stage » sarcoïdose
• 2/7 aspect d’UIP terminale + 2/7
pneumopathie interstitielle avec foyers
fibroblastiques
• durée d’évolution avant transplantation
•
– 17, 20, 33 ans en absence de pneumopathie interstitielle
inflammatoire (explant)
– 3,3,6,7 ans si présence de pneumopathie interstitielle
inflammatoire et/ou rayons de miel
évolution fibrosante liée aux granulomes
granulomes
alvéolite
• La dynamique du granulome contrôle
la couronne fibreuse: les cytokines
TGF β
TNF α
T Ulrichs, S HE Kaufmann. New insights
into the function of granulomas in
human tuberculosis
J Pathol 2006; 208: 261–269
encapsulation
TB Dheda K, Booth H
Lung Remodeling in Pulmonary Tuberculosis
JID 2005:192
variants TGFβ-1
associés à la gravité
variants TGFβ-2
effets protecteurs
CCL 18
Bonner JC Fibrogenesis Tissue Repair. 2010 Aug 25;3:15.
Mesenchymal cell survival in airway and interstitial pulmonary fibrosis.
Capelli A et al. AJRCCM 2002
sarc
Sarcoidoses
N-SL nodular
self limited(8)
P-F progressive
fibrosis (7)
29000gènes étudiés
•
337 gènes
-activation immune
-mécanismes de défenses
• Les éléments constitutifs de la
couronne fibreuse
• collagène de type III
• collagène de type I
•
•
•
•
fibronectine
ténascine
protéoglycanes
µfibrilles « amyloides »
Fibroblastes/myofibroblastes
ma
fib
follicule – ceinture fibroblastique
P Soler
Inflammation à
±distance du granulome
PHS, Th2…
Cytokines produites
par le granulome
biologie du granulome
Hypoxie?
Forces mécaniques