Regulation of inflammatory processes in chronic rhinosinusitis with nasal polyps. Immune profile of the eosinophil in relation with asthma
Modulation des mécanismes inflammatoires impliquant les polynucléaires éosinophiles au cours de la polypose naso-sinusienne associée à l'asthme
Résumé
Background: The chronic rhinosinusitis with nasal polyps (CRSwNP) is a plurifactorial inflammatory disease whose etiology is still unknown. Innate and acquired immune agents are key factors with a pivotal role of the eosinophil (EO). Asthma is recognized as a major factor of medical failure. Objectives: Setting histological, biological and cellular patterns of inflammation in CRSwNP in accordance with the asthmatic status of the patient and describing the membrane immune phenotype of EOs both in blood and polyp compartments. Materiel: A prospective study was conducted enrolling patients with medical refractory CRSwNP. With institutional review board agreement, nasal secretions and polyp specimens were harvested through endoscopic surgical procedure. A 1-month corticosteroid wash-out was required prior to surgery. Inflammatory biomarkers measurements (interleukin-5 (IL-5), Immunoglobulins E (IgE), eosinophil-derived neurotoxin (EDN), IL-9), histological study on microscopic slides and cytometric analyses of adhesion receptors (beta(β) integrins, CD44), activation proteins (CD69) and of the IL-5 receptor alpha (IL-5Rα) were performed on purified EOs collected from the blood and the polyp. Data were compared with the asthmatic status of the patients.Results: A histological classification was established. Three subtypes were observed. The edematous polyp with huge EO infiltration (64%), the fibrous polyp with a collagen framework and a large amount of seromucous glands (9%) and the intermediate polyp with mixed fibro-edematous stroma and EO infiltration (27%). No correlation was described between this classification and the clinical status. CRSwNP with concomitant asthma was depicted with a major eosinophilia (p=.026). High IL-5, IgE and IL-9 concentrations in nasal secretions and polyp were also associated with asthma (p≤.04). EO homing into the polyp was partly promoted by the β integrins and CD44 membrane downregulation observed during tissular migration (p≤.02). CD69 activation process and IL-5Rα surface enhancement on EOs were observed in CRSwNP with or without asthma during tissue migration. The IL-5Rα expression was slightly reduced in asthmatic CRSwNP patients by comparison with the non-asthmatic counterparts (p≤.04). In vitro analyses showed the anti-apoptotic function of IL-5 in EOs of the asthmatic patients. The co-culture with IL-5 and IL-9 led to the up-regulation of the IL-5Rα surface expression. Discussion: Our results stress the major role of the EO in particular in asthmatic CRSwNP patients. The remodeling process implied in the polyp formation is not directly involved in the corticosteroid resistance as the 3 subtypes of polyps were evenly observed whatever the clinical status. High IL-5, IgE and Il-9 environment promotes EO polyp migration and activation by the regulation of adhesion and activation proteins on the EO membrane. The synergistic action of pro Th2 cytokines (IL-5/IL-9) balances the IL-5Rα downregulation observed in high IL-5 rate conditions. Conclusion: The cellular and inflammatory phenotype profiles in CRSwNP are correlated to the asthmatic status of the patients. Taken together, our results suggest that processes of immune modulation are key factors of inflammatory homeostasis in CRSwNP. Intricate mechanisms of up and down regulation of cytokines receptors expression could be involved in the incomplete efficacy of targeted therapies whose evaluation is still pending.
Contexte : La polypose naso-sinusienne (PNS) est une maladie inflammatoire chronique multifactorielle dont l’étiologie reste imprécise. Les acteurs de l’immunité innée et acquise sont diversement impliqués avec un rôle central joué par l’éosinophile(EO). L’asthme associé à la PNS est un facteur de résistance à la corticothérapie constituant à l’heure actuelle la seule option thérapeutique médicale.Objectifs : Caractériser sur le plan histologique, biologique et cellulaire les patients atteints de PNS afin de définir des profils phénotypiques inflammatoires en relation avec l’asthme et de préciser les mécanismes d’immuno-modulation de l’EO.Matériel: Une étude prospective était menée incluant les patients atteints de PNS réfractaires au traitement médical. Après recueil du consentement éclairé et accord institutionnel, les sécrétions nasales et les polypes étaient prélevés au bloc opératoire. Les corticoïdes locaux et généraux étaient au préalable arrêtés pendant 1 mois. Etaient réalisés un dosage des marqueurs d’inflammation (interleukine 5 (IL-5), Immunoglobulines E (IgE), eosinophil-derived neurotoxin (EDN), IL-9), une analyse histologique du polype sous microscopie optique et une analyse cytométrique des récepteurs d’adhésion (béta(β) intégrines, CD44), d’activation (CD69) et du récepteur alpha à l’IL-5 (IL-5Rα) sur les EOs purifiés sanguins et tissulaires. Ces paramètres étaient comparés à la présence d’un asthme.Résultats: Une classification histologique des polypes en 3 sous-types était établie: le polype œdémateux riche en EOs (64% des cas), le polype fibreux riche en collagène et glandes sous-muqueuses (9%) et le polype intermédiaire à composante mixte fibreuse et œdémateuse mais à prédominance éosinophile (27%). Il n’existait pas de corrélation entre cette classification et le statut clinique. L’asthme était associé à une plus forte éosinophilie tissulaire (p=0.026). Cette infiltration cellulaire était associée à la présence d’une plus forte concentration en IL-5, IgE et EDN dans les sécrétions nasales et dans le polype chez les patients asthmatiques (p≤0.04). La domiciliation des EOs dans le polype était favorisée par une diminution de l’expression membranaire des βintégrines et du CD44 après migration tissulaire (p≤0.02). Cette migration s’accompagnait d’une activation cellulaire CD69+ et d’une augmentation de l’expression membranaire de l’IL-5Rα sur les EOs purifiés quel que soit le statut clinique des patients. L’expression de l’IL-5Rα sur les EOs tissulaires était relativement plus faible en cas d’asthme associé (p≤0.04). Les analyses fonctionnelles par mise en culture d’EOs purifiés confirmaient le rôle anti-apoptique de l’IL-5 à forte concentration chez les patients asthmatiques. La co-culture IL-5/IL-9 permettait de renforcer cette action anti-apoptotique IL-5 dépendante en induisant l’expression membranaire de l’IL-5Rα chez les patients asthmatiques.Discussion: Ces résultats confirment le rôle majeur de l’EO en particulier chez les patients asthmatiques. L’architecture du polype conséquence du remodelage tissulaire ne détermine pas la cortico-résistance habituellement associée à l’asthme dans la mesure où les sous-types histologiques sont distribués de manière équivalente quel que soit le statut clinique des patients. Le profil inflammatoire (IL-5, IgE, IL-9) conditionne la domiciliation tissulaire des EOs en modulant l’expression des protéines d’adhésion et d’interaction. Il influence aussi la survie tissulaire des EOs en contrebalançant une diminution d’expression de l’IL-5Rα IL-5 dépendante par une synergie d’action IL-5/IL-9 anti-apoptotique [...]
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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