Les cellules dendritiques sont à coup sûr des acteurs d’envergure de l’immunité adaptative. CPA professionnelles, elles capturent des antigènes et migrent par la suite, tout en subissant une maturation, vers la zone riche en lymphocytes T des organes lymphatiques secondaires. Là, dans le contexte du CMH de classe II, elles présentent les peptides antigéniques aux lymphocytes T CD4+ naïfs ou mémoires par liaison des récepteurs CD4 et TCR de ces lymphocytes, ce qui stimule leur expression de CD40L. Cette liaison et d’autres interactions, survenant respectivement entre les molécules LFA-3, CD80/CD86, CD40 et ICAM-1 de la CPA et les molécules CD2, CD28, CD40L et LFA-1 des lymphocytes T CD4+ naïfs (figure 12), résultent en l’activation et en la différenciation de ces derniers en cellules effectrices.

Figure 12. Synapse immunologique entre une cellule présentatrice d’antigène (antigen-presenting cell (APC)) et un lymphocyte T CD4+ naïf (naive T4-lymphocyte) (456).

Ainsi, les molécules ICAM-1, CD86, CD40, CD40L et HLA-DR - un déterminant du CMH de classe II - jouent un rôle dans l’activation normale de cellules et nous avons voulu les étudier davantage dans le cadre de l’incorporation de protéines d’origine cellulaire par le VIH-1. Dans un premier temps, nos travaux ont porté sur l’ensemble de ces molécules, puis nous nous sommes concentrés plus particulièrement sur HLA-DR et la paire CD40/CD40L.

2.2 HLA-DR, CD40 et CD40L

2.2.1 HLA-DR, un isotype du CMH

2.2.1.1 Généralités sur le CMH

Des expériences de transplantation chez la souris (466) constituent les débuts de la recherche portant sur le CMH, dont les premiers antigènes ont été découverts ultérieurement par quelques groupes indépendants (467) (468) (469) (470).

Par la suite, il a été établi, comme nous venons de le voir, que pour déclencher une réponse adéquate contre un pathogène extracellulaire, le système immunitaire humain est tributaire de la présentation de peptides antigéniques microbiens, par des CPA, à des lymphocytes T CD4+ (471) (472) (473). De tels peptides sont présentés par des glycoprotéines de la surface cellulaire codée par les gènes du CMH de classe II présents sur le chromosome 6 chez l’humain. Les produits de ces gènes, soit les molécules HLA-DP, -DQ et -DR, sont dits polymorphiques, parce qu’il existe plusieurs allèles, donc plusieurs formes, de chaque gène. Aussi, des études ont permis de lier certaines allèles au développement de maladies : l’allèle DRB1 est par exemple associée à l’arthrite et l’allèle DQB1 au diabète (474).

2.2.1.2 La synthèse des molécules du CMH de classe II

La synthèse proprement dite des isotypes du CMH de classe II a lieu dans le RE (figure 13). Là, trois molécules s’associent avec des trimères d’une chaperone, nommée chaîne invariante (Ii), formant ainsi des nanomères (475) (476). La chaperone en question permet le bon repliement des molécules dans le RE (477) (478) (479), en plus d’empêcher un chargement prématuré de peptides dans ces molécules du CMH de classe II (475). Aussi, deux motifs à base de leucine - présents dans la queue cytoplasmique de Ii - sont responsables de l’adressage desdites molécules dans la voie endocytique (480) (481), où elles enrichissent des compartiments spécifiques au chargement de peptides (MIIC) (482) (483) (484).

Jusqu’à ce jour, l’ensemble du trajet que les déterminants du CMH de classe II parcourent dans la cellule n’a malheureusement pas été clairement élucidé. Il est toutefois certain que la voie endocytique constitue le lieu de transformation des antigènes préalablement internalisés et de leur association aux molécules du CMH de classe II en assemblage (figure 13). Il semblerait, selon des observations toutes récentes, que les molécules encore associées à Ii, donc immatures, seraient menées à la surface cellulaire et y subiraient alors une internalisation dépendante de la clathrine et du complexe de protéine adaptatrices AP-2 (485) (486). Le clivage de Ii a lieu par la suite dans l’environnement protéolytique et acide des endosomes ou des lysosomes, où se produit la dénaturation et la dégradation des antigènes (487). De fait, l’action de cathepsines sur Ii laisse temporairement un peptide résiduel nommé CLIP (class II-associated invariant chain peptide) dans la niche peptidique (488). Enfin, deux autres protéines codées par les gènes du CMH de classe II, HLA-DM et -DO jouent un rôle dans l’échange de CLIP pour le peptide antigénique (489) (490) (491). Une fois le peptide inséré dans la molécule de CMH de classe II, la molécule, alors mature, est transportée à la surface cellulaire où elle présente le peptide en question aux lymphocytes T auxiliaires (figure 13).

Figure 13. Transport des molécules du CMH de classe II du réticulum endoplasmique (endoplasmic reticulum) vers la surface cellulaire (492).

2.2.1.3 La molécule HLA-DR

La molécule HLA-DR est un hétérodimère transmembranaire constitué d’une chaîne alpha (lourde) de 34 kDa et d’une chaîne beta (légère) de 29 kDa. Ces chaînes, aux régions extracellulaires glycosylées, sont associées de façon non covalente et leurs portions transmembranaires sont prolongées par de courts domaines cytoplasmiques (figure 14). À l’intérieur de la cellule, les microfilaments d’actine F des lymphocytes B et des fibroblastes contrôlent le capping de HLA-DR (493), ce phénomène par lequel des antigènes multivalents se lient à plusieurs récepteurs adjacents. Fortement exprimée sur les lymphocytes B, les cellules dendritiques et les macrophages, HLA-DR est aussi retrouvée à la surface d’une fraction significative de lymphocytes T activés (révisé dans (494)). L’IFN-γ a d’ailleurs la capacité d’en provoquer l’expression chez des cellules endothéliales, par exemple (révisé dans (494)). Chez divers types de cellules présentatrice d’antigène, de 3 à 20 % des molécules HLA-DR se trouvent dans les radeaux lipidiques de manière constitutive (révisé dans (495)).

Figure 14. Structure des molécules du CMH de classe II. L’emplacement de la niche peptidique (peptide-binding groove) est indiqué d’une flèche (496).

2.2.2 La molécule CD40

2.2.2.1 Description

Le récepteur CD40 est une glycoprotéine transmembranaire de type I de la superfamille des récepteurs du TNF et la figure 15 représente sa structure. Ses anciennes appellations sont p50, Bp50 et CDw40.

Figure 15. Organisation génomique et protéique de CD40 chez l’humain. Les rectangles noirs représentent les exons du gène (497).

2.2.2.2 Expression

Parmi les cellules exprimant le récepteur CD40, on retrouve les lymphocytes B (498) (499) (500), qui d’ailleurs l’expriment tôt et tout au long de leur développement (501). Aussi, les lymphocytes T activés (qu’ils soient CD4+ ou CD8+ (502) (503)). Également, les monocytes (504) (505), les macrophages/microglies (506), les cellules dendritiques (507) (505), ainsi que les plaquettes (508), les cellules épithéliales (509), les fibroblastes (510), les cellules endothéliales et les carcinomes (révisé dans (497)).

Le récepteur CD40 est souvent exprimé sous la forme d’un doublet constitué de protéines de 43 et 47 kDa (511) (512). Bien que la forme sous laquelle est exprimé ledit récepteur puisse dépendre du type cellulaire (513), il est certain que son expression est constitutive sur la plupart des types de cellules. CD40 est retrouvé dans les radeaux lipidiques (514) (515). De plus, des cytokines telles IFN-γ, IL-1, IL-3, IL-4, TNF-α et GM-CSF (granulocyte macrophage colony-stimulating factor) peuvent augmenter son expression (révisé dans (497)), tandis que TGF-β (transforming growth factor-β) l’inhiberait par augmentation de la dégradation de l’ARNm de CD40 (516).

2.2.3 La molécule CD40L

2.2.3.1 Description

Glycoprotéine transmembranaire de type II de la superfamille du TNF, la molécule CD40L est, comme son nom l’indique, un ligand de la molécule CD40. Jusqu’à maintenant, deux autres récepteurs de CD40L sont connus, il s’agit de alphaIIbbeta3 (517) et de alpha5beta1 (518). La molécule CD40L est aussi nommée CD154, gp39 et TRAP (TNF-related activation protein) et sa structure est représentée par la figure 16.

Figure 16. Organisation génomique et protéique de CD40L chez l’humain. Les rectangles noirs représentent les exons du gène (497).

2.2.3.2 Expression

La molécule CD40L est exprimée surtout sur les lymphocytes T CD4+ activés, mais également sur les lymphocytes T CD8+ activés (519) (520), les cellules NK (521), les lymphocytes B activés (522), les mastocytes et les basophiles (523), les eosinophiles (524), ainsi que sur les monocytes (525), les cellules de Langerhans (526) et les cellules dendritiques (527), sans oublier les plaquettes activées (528). Des analyses d’immunohistochimie ont situé des lymphocytes T exprimant CD40L au pourtour des centres germinaux, dans les zones des lymphocytes T et dans le thymus (529) (390). La protéine a aussi été localisée dans les radeaux lipidiques (530).

En plus de la protéine de 39kDa exprimée en surface des cellules, on retrouve CD40L sous des formes solubles de 31, 18 et 14 kDa (531) (532) (533). Par ailleurs, à la surface de lymphocytes T, des complexes hétéromultimériques se formeraient entre la protéine de 39 kDa et ces formes solubles (534).

Bien que les mécanismes de régulation de l’expression de CD40L ne soient pas parfaitement compris (535), nous savons que chez les lymphocytes T CD4+, l’expression en surface de CD40L est induite par sollicitation du TCR (505) et ce, via une voie de signalisation faisant intervenir la calcineurine (536). Cette phosphatase dépend du calcium et permet la translocation nucléaire du facteur de transcription NF-AT qui active la transcription du gène de CD40L (537) (538) (figure 17). Toutefois, les diverses populations de lymphocytes T CD4+ affichent des différences dans la mobilisation du calcium qui peuvent avoir un écho dans la régulation de leur expression de CD40L. En plus d’induire l’expression de CD40L en sollicitant le TCR des lymphocytes T, les CPA la limitent (539) (540). En effet, la liaison du récepteur CD40 à la molécule CD40L conduit à l’endocytose et à la dégradation de cette dernière (541), ce qui fait que l’expression de CD40L est de nature transitoire. Selon certaines sources, l’expression sur les lymphocytes T activés et d’autres types de cellules atteint son paroxysme six heures après activation et décline dans les 24 heures suivantes (542) (543). L’expression de CD40L peut cependant être stabilisée par la costimulation de la molécule CD28 qui induit l’ARNm et la protéine (544) (545) (546). Également, la synthèse de CD40L est induite par des cytokines proinflammatoires comme IL-1, TNF-α et IL-4 (révisé dans (497)), ainsi que IFN-α et IL-12, par augmentation de l’expression de l’ARNm de CD40L (547). Par contre, IFN-γ et TGF-β en inhibent l’expression dans les lymphocytes T (520) (542). Enfin, le fait que l’expression de CD40L en surface des lymphocytes T activés d’amygdale se produise aussi rapidement que cinq minutes après leur activation témoigne de l’existence de molécules de 30-35 kDa préformées dans cette population de cellules (390).

Figure 17. Événements de signalisation menant à l’activation de la transcription du gène CD40L (adapté de (548)).

Ajoutons que des mutations dans le gène de CD40L affectent son expression et causent ainsi le syndrome hyper-IgM lié à l’X (X-linked hyper IgM syndrome), une immunodéficience primaire caractérisée par l’absence de centres germinaux qui empêche donc la commutation de classe des immunoglobulines et l’hypermutation somatique (révisé dans (497)).

2.2.4 Fonctions biologiques de l’interaction de la molécule CD40L avec le récepteur CD40

La liaison de CD40L au récepteur CD40 est connue pour engendrer, dans diverses cellules, une panoplie d’événements dont les principaux apparaissent ci-dessous (Tableau 1). Cela dit, cette interaction n’est pas à l’abri de dérèglements. Une surexpression de CD40L est observée dans l’arthrite rhumatoïde (549), le lupus érythémateux disséminé (550), la sclérose en plaques (551) et dans la maladie du greffon contre l’hôte (552), engendrant une production d’autoanticorps et de cytokines proinflammatoires (553). La signalisation via CD40 joue également un rôle dans le cancer, l’athérosclérose et des désordres neurodégénératifs comme la maladie d’Alzheimer (révisé dans (497)).

Tableau 1. Fonctions biologiques de la liaison du récepteur CD40 (497).