Évaluation du système immunitaire chez le jeune animal

Évaluation du système immunitaire
chez le jeune animal
Paul Barrow
MDS Pharma Services
Plan
Objectifs des tests immunologiques chez les
jeunes animaux
toxicité juvénile
immunotoxicologie du développement
● État des connaissances
Exemples
● Stratégie
●



●
Développements futurs
Objectifs des tests
●
Études de toxicité juvénile

●
détecter l’impact de l’exposition sur le système
immunitaire de jeunes animaux
Immunotoxicologie du développement (ID)


exposition pendant le développement
évaluation des effets persistants sur le système
immunitaire
Études de toxicité juvénile
●
Période de traitement variable

●
Toutes les espèces possibles

●
de la naissance à la maturité
rongeurs, chiens, mini-porcs, lapins, primates...
Le développement du système immunitaire
en constante évolution

le système immunitaire n’est mature qu’à la
puberté
Exemples d’immunotoxicité du
développement
●
●
Premier rapports en 1977
Chlordane, TCDD, plomb, benzo[a]pyrène,
DES, cyclophosphamide, cyclosporine A
la plupart sont immunotoxiques chez
l’animale adulte

exception: diazepam


plusieurs sont tératogène
Caractéristiques des produits
toxiques pour le développement
●
●
Causent des altérations persistantes ayant
pour origine un défaut du développement
Phase spécifique

●
les manifestations de la toxicité varient selon le
moment de l’exposition
Effets à des doses plus faibles que celles de
la toxicité de l’adulte
Exemple - le plomb
●
Exposition en fin de gestation : déséquilibre de l’équilibre
Th1/Th2 chez l’adulte

blocage du développement de la voie Th1
Réduction de la réponse au test d’hypersensibilité retardée
et du poids du thymus.
● Diminution de la sécrétion d’IL-10 chez le male et
augmentation chez la femelle
● Neurotoxicité du développement aux mêmes doses
●
Développement du système
immunitaire
Conception
•Initiation de l’hématopoïèse
•Migration des cellules souches et prolifération des progéniteurs
•Colonisation de la moelle osseuse et du thymus
Naissance
•Maturation du système immunitaire
•Instauration de la mémoire immunitaire
Maturité sexuelle
d’après Dietert et al, 2000
Comparaison du développement
immun pendant la gestation
Portion du temps de gestation (naissance = 1.0)
Évènement
Humain
•Expression des Ig de surface
sur les Lymphocytes B
0.10
Souris
0.85
•Début de l’hématopoïèse hépatique
0.15
0.50
•Lymphocytes T précurseurs dans le thymus
0.23
0.55
•Cellules NK fonctionnelles
0.35
•Cellules souches pluripotentes
dans la moelle osseuse
0.50
d’après Holladay and Smialowicz, 2000
(PND 21)
0.85
Stratégie des tests
●
L’exposition post-natale via le lait
maternel est-elle justifiée?


Oui => intégration des tests dans les
études standards sur la reproduction
Non => études spécifiques avec traitement
direct des nouveaux-nés
TCDD - influences de la
pharmacocinétique
●
Atrophie du thymus


facilement détectée dans les études standards
nouveaux-nés plus sensibles que les adultes
à plus faible dose (traitement de mères allaitantes)
immunosuppression prolongée


pas d’effet après exposition pendant la gestation
faible passage placentaire
concentration dans le lait

Incorporation de l’évaluation de
l’ID dans les études réglementaires
●
●
Pas d’exigence actuellement
Nécessiter de développer des tests à utiliser
en routine


incorporation dans les protocoles standards
développement de pratiques standards
pour minimiser le nombre d’animaux utilisés
pour être efficace et reproductible

Médicaments: ICH
étude pré- et post-natale
Produits chimiques: OECD/EPA
études de reproduction
Nécessité de garder
des groupes
satellites non-traités
à partir du sevrage
pour les tests
immunologiques
Tests et occasions ID & toxicité juvénile
●
PND 4 - nouveaux-nés surnuméraires

●
Sevrage - petits surnuméraires

●
pathologie clinique, sous-population lymphocytaires
idem + poids d’organes et pathologie
5 à 6, ou 13 semaines d’age (satellites)

idem + DTH, réponse Ac T-dépendant (SRBC, KLH ou
Ttox), dosage de cytokines et d’auto-anticorps...
Réflexions /inconvénients
●
Données de référence

résultats très variables en fonction d’âge
générer des données historiques d’animaux de l’âge
approprié

●
●
Pertinence/conséquences des changements
observés pas toujours très clairs
Difficulté de mettre à jour tous les effets
sans challenge
Test de résistance intérêt en toxicologie réglementaire
●
Avantages

évaluation large des fonctions immunitaires
macrophage et fonctions des lymphocytes T


●
Inconvénients


●
applicable à tous les stades de la vie
procédures de confinement strictes
animaux alloués uniquement à ce tests
Non réalisable en routine
Test de résistance Essais disponibles
●
Bactéries

●
Lysteria monocytogenes, Klebsiella pneumoniae
Nématodes

Trichinella spiralis
(utilisé pour la mise en évidence de l’ID du diazepam)
●
Protozoaires

Toxoplasma gondii
Pathologie
●
Pathologie de routine en toxicologie

lésions tissulaires
nécrose, apoptose, inflammation, hypertrophie…

●
Recherche d’anomalies morphologiques

les tissus ne semblent pas toujours endommagés
changement de densité cellulaire, dépôt, type...


devrait nécessité une appréhension différente
perception or des outils différents
ex. analyse morphométrique

Et à propos de l’auto-immunité
et de l’hypersensibilité?
●
Allergie et maladies auto-immunes

rôle des xénobiotiques
polluants, pesticides, additifs alimentaires,
médicaments?


Autres causes possibles

exposition réduite aux microorganismes

amorçage des T régulateurs
conséquence inévitables d’une meilleur résistance
aux infections?

Exemple - vaccins
●
Possible liens avec l’auto-immunité

vaccins contre l’hépatite B ou la grippe
SEP


vaccin anti-Haemophilus influenzae
diabètes de type I


vaccin contre la Polio ou la grippe
syndrome de Guillian-Barré

●
Lien de causalité non prouvé
Modèles d’auto-immunité et
d’hypersensibilité
●
Différents modèles disponibles

souches de rongeurs prédisposées à une
maladie auto-immune
souris NOD et rats BB (diabètes),
souris NZB × NZW (lupus)…

●
Pas appropriés pour les études en routine
de toxicité du développement
Déxamethasone influence sur l’auto-immunité
●
●
Glucocorticoïdes fréquemment utilisés pour la maturation
pulmonaire des prématurés
Encéphalomyélite auto-immune expérimentale

●
modèle de SEP induit chez le rat Wistar
Traitement avec DEX pendant 3 jours après la naissance


augmentation de l’incidence et de la sévérité de la pathologie
auto-immune à 8 semaines d’âge
effet permanent sur les fonctions endocrine et immunitaires
diminution de la sécrétion de corticostérone, augmentation des
cytokines de type Th1
d’après Bekker et al, 2000
Résumé
Ne pas confondre immunotoxicologie juvénile et
immunotoxicologie du développement
● Incorporer des tests immunologiques dans les protocoles
standards d’immunotoxicologie juvénile et
d’immunotoxicologie du développement
●


tests réglementaires en développement pour l’ID
d’abord pour les produits chimiques puis les médicaments.
mise au point nécessaires pour développer des test pour
l’hypersensibilité & l’auto-immunité