Inflammatory and immunomodulatory role of proteinase 3 expressed at the membrane of apoptotic cells : application to granulomatosis with polyangiitis
Rôle pro-inflammatoire et immunomodulateur de la proteinase 3 membranaire exprimée au cours de l'apoptose : implications dans la granulomatose avec polyangéite
Résumé
Granulomatosis with polyangiitis is a systemic vasculitides associated with an autoimmune response directed against proteinase 3 a neutrophil-derived serine protease. This protein presents a very specific pattern of expression in neutrophils, illustrated by its membrane expression during apoptosis. The ability of PR3 to bind membrane is based on the existence of four amino-acids involved in the formation of a hydrophobic patch. The membrane expression during apoptosis, which is dependent of the existence of the hydrophobic patch, leads to an interaction between proteinase 3 and calreticulin, a “eat-me” signal involved in the recognition of apopotic cells by macrophages. As a consequence, we have found that proteinase 3 expressed at the surface of apoptotic cells hampers the normal anti-inflammatory phenotype of macrophages following phagocytosis of apoptotic cells. The pro-inflammatory phenotype resulting from proteinase 3 expressing cells phagocytosis by macrophages is a MyD88 signaling pathway dependant mechanism mimicking an alarmin stimulation. This activation of macrophages through the secretion of chemokines (MCP-1, KC, MIP-1α and MIP-1β) implicated in the recruitment of cells expressing proteinase 3 participate in the maintenance of inflammation. This macrophage-induced microenvironment was also found to impact the immune silencing of apoptotic cells clearance by plasmacytoid dendritic cell-dependant T cell interaction leading to a skewed Th2/Th9 T cell distribution instead of the generation of regulatory T cells. Proteinase 3, which is encoded by a G-CSF responsive gene, was also able to recruit more over expressing proteinase 3 cells by its ability to stimulate G-CSF secretion. Then proteinase 3 through its corruption of inflammation resolving mechanisms and its self-induced over expression appears to be a central key in the physiopathology of granulomatosis with polyangiitis.
La granulomatose avec polyangéite est une vascularite systémique associée à une réaction auto-immune dirigée contre la protéinase 3, une serine protéase du neutrophile. Cette protéine présente un profil particulier d’expression dans le neutrophile, caractérisé notamment par une expression membranaire au cours de l’apoptose. Cette capacité de la protéinase 3 à se lier aux membranes repose sur l’existence de quatre acides amines formant un patch hydrophobe. Cette expression membranaire au cours de l’apoptose, qui dépend de l’existence de ce patch hydrophobe, conduit la protéinase 3 à interagir avec la calréticuline qui est une molécule impliquée dans la reconnaissance des cellules apopotiques par les macrophages. Nous avons démontré que cette interaction conduit la protéinase 3 à modifier le phénotype pro-résolutif des macrophages consécutif à la phagocytose de cellules apoptotiques. Le phénotype pro-inflammatoire résultant de cette expression de la protéinase 3 dépend de la voie de signalisation MyD88 mimant un signal danger. Cette activation des macrophages conduit à la sécrétion de chimiokines (MCP-1, KC, MIP-1α et MIP-1β) impliquées dans le recrutement de cellules exprimant la protéinase 3 participant ainsi au maintient de l’inflammation. Ce microenvironnement induit par les macrophages modifie le rôle immuno-modulateur de la clairance des cellules apoptotiques, influençant notamment l’interaction des cellules T naïves avec les cellules dendritiques plasmacytoïdes. La polarisation T résultante présente une distribution déséquilibrée vers les lymphocytes Th2/Th9 et une diminution de la génération de lymphocytes T régulateurs. La protéinase 3, qui est encodée par un gène de réponse au G-CSF, est de plus capable d’induire le recrutement de cellules sur-exprimant cette protéase capable à son tour de stimuler la sécrétion de G-CSF. La protéinase 3 apparait donc, par sa capacité à corrompre les mécanismes de résolution de l’inflammation et d’amplifier sa propre expression dans les cellules recrutées sur le site inflammatoire, comme un élément clé de la physiopathologie de la granulomatose avec polyangéite.
Origine : Version validée par le jury (STAR)