Dans une étude récente publiée dans la revue Frontières en immunologieles chercheurs utilisent une approche multiomique combinant la transcriptomique unicellulaire enrichie en cellules immunitaires (scRNA-seq), l’analyse de puces à ADN et l’immunohistochimie pour élucider le rôle translationnel de l’anti-interleukine-17A (IL-17A) dans la suppression des fonctions auto-immunes de lymphocytes T de type 17 (T17), traitant ainsi efficacement le psoriasis humain.
Leurs résultats montrent que le blocage systémique de l’IL-17A a épuisé la quasi-totalité de l’IL17A.+ et IL17F+ lymphocytes T et ont provoqué des régulations négatives significatives de l’expression du gène de l’interleukine-23A (IL23A), entraînant une réduction à long terme des symptômes du psoriasis, même après l’arrêt du traitement. Il a également été constaté que le blocage de l’IL-17A régulait positivement l’expression des gènes CD1C et CD14. Ensemble, ces résultats mettent en évidence les avantages des produits biologiques bloquant l’axe auto-immun des cellules T IL-23/Type 17, avec le potentiel de nouveaux anticorps monoclonaux qui pourraient enfin présenter un remède contre le psoriasis, une maladie jusqu’ici incurable.
Sommaire
Psoriasis
Le psoriasis est une affection cutanée auto-immune non transmissible caractérisée par des éruptions cutanées squameuses et des démangeaisons qui se présentent le plus souvent sur le cuir chevelu, le tronc, les coudes et les genoux des patients affectés. Il s’agit généralement d’une maladie chronique qui dure toute la vie et, même si les traitements topiques se sont révélés efficaces dans le traitement symptomatique des manifestations légères à modérées de la maladie, un remède durable à la maladie reste insaisissable.
Le psoriasis est l’une des maladies auto-immunes les plus courantes chez l’homme, on estime que plus de 3,2 % de toutes les personnes en sont atteintes. Bien qu’il ne soit pas directement mortel, le psoriasis présente des comorbidités, notamment des anomalies métaboliques, l’arthrite psoriasique, une inflammation vasculaire manifeste, le diabète et des maladies cardiovasculaires, qui entraînent de graves conséquences sur la santé des patients et qui, ensemble, ont été indiqués pour réduire la durée de vie des patients de 3 à 5 ans ou plus. .
Des recherches récentes ont identifié les avantages des produits biologiques bloquant l’interleukine-23 (IL-23) dans la suppression des lymphocytes T de type 17 (T17), les cellules responsables de la réponse auto-immune, avec des études suggérant que les blocages peuvent entraîner une amélioration durable du psoriasis chez certains patients, même après l’arrêt du traitement. Cependant, les mécanismes transcriptomiques accompagnant le blocage systématique de l’axe IL-23/T17 et la tolérance immunitaire qui en résulte restent mal compris.
Compte tenu de la prévalence de la maladie et des implications potentiellement mortelles des comorbidités de ces maladies, la compréhension du rôle de l’axe IL-23/T17 permettra de développer de nouveaux médicaments et traitements qui pourraient constituer le premier remède à la maladie.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à révéler des preuves translationnelles selon lesquelles les blocages d’une interleukine apparentée, l’interleukine-17A (IL-17A), pourraient modifier le transcriptome régulateur des cellules immunitaires cutanées, inversant ainsi les effets du psoriasis humain. Leurs recherches ont combiné le séquençage d’ARN unicellulaire enrichi en cellules immunitaires (scRNA-seq), l’analyse de puces à ADN et l’immunohistochimie pour évaluer l’impact des blocages de l’IL-17A sur les lésions de psoriasis humain avant et après le traitement.
La cohorte de l’étude comprenait 23 patients adultes atteints de psoriasis qui ont reçu du sécukinumab, un anticorps monoclonal anti-IL-17A. Grâce à une méthodologie d’essai clinique de phase II, les participants à l’étude ont reçu des injections de médicament pendant au moins 12 semaines selon le schéma posologique suivant : 300 mg d’injections de sécukinumab aux semaines un, deux, trois, quatre, puis toutes les quatre semaines. Des échantillons de biopsie cutanée du psoriasis (6 mm de diamètre) ont été obtenus au cours de cet essai clinique, ainsi que des informations anthropométriques, notamment l’âge, le sexe, le psoriasis par rapport au contrôle interne et les données temporelles de la biopsie. Les échantillons de biopsie ont été divisés en deux pour les analyses. La moitié de la biopsie a été cultivée dans un milieu de culture pour des expériences scRNA-seq, tandis que l’autre moitié a été congelée avant d’être incorporée dans un composé à température de coupe optimale (OCT) pour l’immunohistochimie et les analyses de puces à ADN.
La transcription inverse a été réalisée à l’aide de cellules cultivées à une concentration de 10 000 cellules par échantillon. Des suspensions unicellulaires, des billes de gel et des huiles ont été utilisées en tandem avec une puce unicellulaire 10X Genomics pour la préparation de capture et de copie d’ADN unicellulaire (ADNc). L’ADN amplifié ainsi obtenu a été aligné sur une séquence de référence du génome humain (GRCh38) et sa qualité a été contrôlée.
« Les gènes exprimés dans <3 cellules et les cellules avec <100 ou> 5 000 gènes et un pourcentage de gènes mitochondriaux> 25% ont été filtrés pour éliminer les cellules partielles et les doublets. Les protéines ribosomales codantes (RPS et RPL) et non codantes MALAT sont exprimées de manière omniprésente. Les gènes d’ARN, de miARN et de snoARN ont été exclus de l’analyse comme nous l’avons décrit dans notre précédente publication d’analyse unicellulaire avec les scripts R accessibles au public. »
Le regroupement basé sur des graphiques et l’analyse en composantes principales (ACP) ont été utilisés pour estimer l’expression moyenne des gènes entre les expressions génétiques positives pour le psoriasis (+) et les gènes de contrôle interne. Les groupes exprimant les signatures génétiques de plus de deux sous-ensembles de cellules immunitaires ont été exclus des analyses en aval pour tenir compte des effets confondants des doublets. Des groupes adjacents de sous-ensembles de cellules immunitaires communes ont été fusionnés pour évaluer les différences entre le psoriasis + et les cellules immunitaires témoins.
Les échantillons de biopsie congelés ont été désagrégés mécaniquement et soumis à une extraction d’ARN pour analyse par micropuce. L’algorithme GCRMA, un algorithme d’expression qui utilise les informations de séquence de sonde pour estimer l’affinité de la sonde pour la liaison non spécifique (NSB), a été utilisé pour calculer l’expression différentielle de micropuces entre le psoriasis + et les cellules immunitaires de contrôle. Immunocoloration des lésions de biopsie verticales congelées instantanément et intégrées dans un composé OCT (6 μm [+/- 1 μm]), après quoi des images grossies x10 ont été obtenues pour une analyse immunohistochimique.
Enfin, des analyses statistiques ont été utilisées dans un cadre général utilisant le test de somme des rangs de Wilcoxon pour estimer l’expression différentielle des données scRNA-seq entre les cellules cas et témoins. Les cellules ont été classées en lymphocytes T, cellules dendritiques (DC) et kératinocytes (KC) et analysées séparément. Moran’s I, une analyse d’autocorrélation spatiale, a été utilisée pour étudier plus en détail les gènes différentiellement exprimés au sein des cohortes.
Résultats de l’étude
La coloration immunohistochimique a révélé qu’un traitement par sécukinumab d’une durée de 12 semaines entraînait une réduction des signatures des lymphocytes T et des DC, ainsi que des signes d’hyperprolifération du KC. Il a en outre été constaté que ce blocage systématique de l’IL-17A augmentait l’expression des gènes qui régulent l’expression moléculaire dans les lésions excisées après le traitement. Ces résultats concordaient avec l’analyse en grappes unicellulaires qui décrivait des signatures cellulaires T17 réduites.
Les analyses des signatures des cellules DC au niveau des clusters unicellulaires ont révélé que l’expression de l’IL23A dans les DC semi-matures et matures diminue après le traitement par le sécukinumab. Les résultats d’immunohistochimie ont montré que le nombre absolu de population de CD matures et semi-matures était également réduit, mais ont révélé une régulation positive de l’expression régulatrice du transcriptome dans les DC semi-matures. Plus précisément, les niveaux d’expression de CD1C et CD14, gènes responsables de la suppression des réponses des lymphocytes T spécifiques à l’antigène, ont augmenté de manière significative après le traitement du patient.
« Le blocage de l’IL-17A réduit l’expression du médiateur inflammatoire induit par l’IL-17 dans les kératinocytes suprabasaux et augmente l’expression des marqueurs de cellules souches des kératinocytes dans les kératinocytes basaux de la peau lésionnelle du psoriasis au niveau des clusters unicellulaires »
Conclusion
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des approches multi-omiques de pointe pour élucider les expressions différentielles des gènes et les mécanismes moléculaires potentiels qui sous-tendent l’efficacité des traitements anti-IL dans le traitement du psoriasis jusqu’ici incurable. Leur essai de phase II avant-après sur le sécukinumab, un produit biologique anti-IL17A, sur 23 patients adultes atteints de psoriasis a révélé qu’après 12 semaines de traitement, des réductions significatives des réponses auto-immunes médiées par les lymphocytes T, les DC et les KC pouvaient être notées, soulignant l’efficacité du traitement pour contrôler et même inverser les effets de la maladie.
Ces résultats ont persisté même après l’arrêt du traitement, montrant ainsi la promesse de futurs médicaments qui pourraient enfin guérir cette maladie courante et chronique. Alors que des essais cliniques approfondis de phase II et de phase III doivent être menés avant que des médicaments dotés de ce mode d’action soient mis sur le marché, cette recherche met en évidence une première étape prometteuse dans la guerre contre cette maladie potentiellement mortelle.
