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Numéro
Med Sci (Paris)
Volume 30, Numéro 1, Janvier 2014
Page(s) 64 - 68
Section M/S Revues
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/20143001015
Publié en ligne 24 janvier 2014

© 2014 médecine/sciences – Inserm

Vignette (Photo © Inserm - Sophie Viaud).

Les cellules dendritiques font partie des cellules du système immunitaire et sont impliquées dans le déclenchement des réponses immunitaires. Elles sont capables de reconnaître les pathogènes et d’induire des réponses immunitaires en activant les lymphocytes T spécifiques de pathogènes. Chez la souris, on distingue deux grandes catégories de cellules dendritiques : les cellules dendritiques résidentes, qui sont présentes en permanence dans les organes lymphoïdes (rate et ganglions lymphatiques) ; les cellules dendritiques migratoires, qui sont localisées dans les tissus et organes non lymphoïdes (peau [33], poumon, rein, foie, etc.) et qui peuvent migrer vers les ganglions lymphatiques drainants. Ces différentes populations de cellules dendritiques se distinguent par l’expression de molécules de surface. Mais elles ont en commun des propriétés clés, telles que l’expression constitutive de molécules du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II (CMH II), la capacité de stimuler les lymphocytes T naïfs, et l’expression de signatures moléculaires caractéristiques. Elles se développent à partir d’un précurseur hématopoïétique commun - les cellules pré-DC - dont la prolifération et la dfférenciation dépendent de la cytokine Flt3L ou ligand de Flt3 (Fms-related tyrosine kinase 3 ligand) [1, 2].

Dans une situation d’inflammation, les populations de cellules dendritiques sont modifiées. Ainsi, lorsque l’inflammation est déclenchée par une infection ou un dommage tissulaire, on observe un recrutement massif de leucocytes (monocytes et neutrophiles) et la sécrétion de cytokines et de chimiokines inflammatoires [3]. De même, la migration des cellules dendritiques tissulaires vers les ganglions lymphatiques est augmentée, tandis qu’une nouvelle population de cellules dendritiques apparaît au site d’inflammation : les cellules dendritiques inflammatoires.

Définition des cellules dendritiques inflammatoires

Les cellules dendritiques inflammatoires ont tout d’abord été identifiées chez la souris dans un modèle d’infection cutanée par la bactérie Leishmania major [4]. Cette population de cellules qui expriment des molécules typiques des cellules dendritiques (molécules du CMH II et intégrine CD11c) était absente avant l’infection, et apparaissait au site d’inflammation et dans les ganglions drainants après infection. Après cette description initiale, de nombreuses études ont montré chez la souris l’existence d’une population cellulaire comparable dans de nombreux cas d’inflammation causée par des pathogènes, qu’il s’agisse de bactéries (Listeria monocytogenes, Streptococcus pneumoniae, Salmonella typhimurium, etc.) [46], virus (virus de l’herpès, virus de la grippe, etc.) [68], levures ou parasites [9, 10]. C’est également le cas dans des modèles d’inflammation expérimentale en l’absence de pathogène [1115] ou encore dans des modèles de maladies inflammatoires (asthme, colite, arthrite rhumatoïde, sclérose en plaques) [6, 1618].

Outre l’expression de CD11c et du CMH II, les cellules dendritiques inflammatoires expriment les molécules CD11b, Ly6C (lymphocyte antigen 6 complex), CD206/récepteur du mannose et CD64, molécules également exprimées à la surface des macrophages (ce qui peut entraîner une confusion dans certaines analyses) (Tableau I). Une étude récente a montré que l’expression du récepteur FcεRI (IgG Fc receptor) était un très bon marqueur distinguant les cellules dendritiques inflammatoires des cellules dendritiques classiques et des macrophages [19].

Tableau I.

Phénotype des populations de cellules dendritiques et macrophages murins. DC res : cellules dendritiques résidentes ; DC mig : cellules dendritiques migratoires ; DC inf : cellules dendritiques inflammatoires.

Les cellules dendritiques inflammatoires se distinguent également des macrophages par leurs propriétés fonctionnelles. Outre leur capacité de stimuler efficacement les lymphocytes T, contrairement aux macrophages, les cellules dendritiques inflammatoires peuvent migrer vers les ganglions drainants, alors que les macrophages demeurent dans les tissus [4, 7, 15, 19]. Comme pour les cellules dendritiques tissulaires, cette migration vers les ganglions drainants requiert le récepteur des chimiokines CCR7, expliquant l’absence des cellules dendritiques inflammatoires des ganglions chez les souris n’exprimant pas CCR7 [15, 19].

Les cellules dendritiques inflammatoires dérivent de monocytes

L’une des caractéristiques qui distingue les cellules dendritiques inflammatoires des cellules dendritiques classiques est leur origine : les premières se différencient in situ à partir de monocytes recrutés sur le site de l’inflammation, et non pas à partir des pré-DC comme les secondes (Figure 1). Différents groupes ont ainsi montré que, lors d’une inflammation, des monocytes injectés à des souris se différenciaient en cellules dendritiques inflammatoires [4, 6, 9, 12, 19]. L’utilisation de souris déficientes pour le récepteur de chimiokine CCR2, récepteur indispensable à la migration des monocytes, a permis d’aboutir à la même conclusion : l’absence de recrutement des monocytes sur le lieu d’inflammation compromet l’apparition des cellules dendritiques inflammatoires dont le nombre est alors sévèrement diminué [5, 8, 9, 13, 20].

thumbnail Figure 1.

Ontogénie des cellules dendritiques. Les cellules dendritiques résidentes (DC res) et migratoires (DC mig) se différencient à partir de précurseurs hématopoïétiques communs, les pré-DC, qui circulent dans le sang. Au cours d’une inflammation, les monocytes sont recrutés sur le site de l’inflammation (tissus périphériques ou organes lymphoïdes) où ils se différencient en cellules dendritiques inflammatoires (DC inf). Le schéma illustre le cas d’une inflammation dans des tissus périphériques ; les cellules dendritiques inflammatoires peuvent ensuite migrer vers les ganglions drainants. Flèche bleue : différenciation ; flèche noire : migration.

Si l’on sait que la formation des cellules dendritiques inflammatoires n’est pas affectée par l’absence du ligand de Flt3 [19], on connaît mal en revanche les molécules impliquées dans la différenciation des monocytes en cellules dendritiques inflammatoires. Une étude récente a montré que le récepteur du M-CSF (macrophage colony-stimulating factor) était requis pour la différenciation des cellules dendritiques inflammatoires, sans être impliqué dans le recrutement des monocytes sur le site d’inflammation [6].

Le rôle des cellules dendritiques inflammatoires dans l’activation des lymphocytes T

Les populations de cellules dendritiques résidentes et migratoires comportent chacune plusieurs sous-types aux propriétés différentes, en particulier en ce qui concerne la présentation des antigènes et l’activation des lymphocytes T. Ces observations ont conduit à un modèle de division du travail entre les populations de cellules dendritiques, chaque sous-type étant spécialisé dans certaines tâches. On commence à peine à comprendre la place des cellules dendritiques inflammatoires dans ce schéma.

Dans différents modèles d’inflammation, les cellules dendritiques inflammatoires directement purifiées à partir des tissus ou organes lymphoïdes peuvent activer ex vivo des lymphocytes T CD4+ spécifiques de l’antigène étudié. Cela indique que les cellules dendritiques inflammatoires ont capturé l’antigène in vivo et sont capables de le présenter efficacement [4, 7, 9, 1416, 21]. Il semblerait que le type de réponse induite (réponse T helper de type 1, type 2, etc.) soit influencé par l’environnement inflammatoire. Ainsi, dans des modèles d’infection par Leishmania major ou Aspergillus fumigatus, dans lesquels la réponse T helper de type 1 est dominante, les cellules dendritiques inflammatoires induisent la différenciation de lymphocytes T CD4+ helper de type 1 [4, 9]. En revanche, dans un modèle d’asthme, caractérisé par une réponse T helper de type 2, les cellules dendritiques inflammatoires induisent la différenciation de lymphocytes T CD4+ helper de type 2 [16, 19].

Les cellules dendritiques inflammatoires peuvent également présenter des antigènes exogènes sur leurs molécules du CMH I, un processus appelé cross-presentation dans lequel sont spécialisées les cellules dendritiques résidentes CD8+ et migratoires CD103+. En effet, les cellules dendritiques inflammatoires sont impliquées dans l’activation in vivo de lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène étudié [11, 22]. De plus, les cellules dendritiques inflammatoires directement purifiées des tissus ou organes lymphoïdes peuvent également activer ex vivo des lymphocytes T CD8+ spécifiques après capture de l’antigène in vivo [7, 8, 14, 15]. Concernant les mécanismes moléculaires de la cross-presentation, il a été montré que les cellules dendritiques inflammatoires utilisent une voie intracellulaire différente de celle qu’utilisent les cellules dendritiques résidentes CD8+ [14].

Les cellules dendritiques inflammatoires peuvent migrer dans les ganglions lymphatiques et y transporter des antigènes capturés sur le site d’inflammation, comme c’est le cas dans l’infection à Aspergillus fumigatus [9]. Plusieurs études ont également montré un rôle prédominant des cellules dendritiques inflammatoires dans la présentation d’antigènes en périphérie. Ainsi, les cellules dendritiques inflammatoires qui se différencient lors d’une réactivation du virus de l’herpès HSV-1 stimulent les lymphocytes T CD4+ et CD8+ mémoires qui sont présents dans les tissus [22]. Dans le cas d’une inflammation causée par une infection avec le virus HSV-2, la stimulation des lymphocytes T effecteurs dans les tissus est très affectée par l’absence de cellules dendritiques inflammatoires [21], suggérant que ces cellules interagissent avec les lymphocytes T effecteurs directement in situ. Dans un modèle d’asthme, les cellules dendritiques inflammatoires stimulent également les lymphocytes T CD4+ effecteurs présents dans les poumons, mais une forte dose d’allergène augmente la migration des cellules dendritiques inflammatoires vers les ganglions drainants où celles-ci activent également les lymphocytes T CD4+ dans les ganglions [19].

Ces études permettent de compléter le modèle de division du travail des populations de cellules dendritiques, conférant aux cellules dendritiques inflammatoires un rôle de stimulation des lymphocytes T dans les tissus (Figure 2). Ceci permet une meilleure réponse effectrice lors d’une inflammation en stimulant les lymphocytes effecteurs in situ, et une activation plus rapide de la réponse immunitaire secondaire lorsque les cellules dendritiques inflammatoires stimulent des lymphocytes T mémoires résidant dans les tissus.

thumbnail Figure 2.

Rôle des cellules dendritiques inflammatoires dans les réponses immunitaires. Lors d’une inflammation causée par une infection par un pathogène, les cellules dendritiques migratoires du tissu capturent l’antigène et migrent vers les ganglions lymphatiques drainants où elles peuvent activer des lymphocytes T naïfs (T naïfs) spécifiques du pathogène. En cas de forte inflammation, les cellules dendritiques inflammatoires peuvent également migrer vers les ganglions où elles transfèrent l’antigène capturé en périphérie à des cellules dendritiques résidentes ; elles peuvent aussi le présenter directement aux lymphocytes T naïfs. Les lymphocytes T se différencient ensuite en cellules T effectrices (T eff) qui peuvent être stimulées à nouveau dans les tissus par des cellules dendritiques inflammatoires. Lors d’une seconde infection par le même pathogène, les cellules dendritiques inflammatoires peuvent activer directement in situ des lymphocytes T mémoires (T mem) spécifiques du pathogène résidant dans les tissus.

Les cellules dendritiques inflammatoires humaines

Chez l’homme, on retrouve des populations de cellules dendritiques résidentes et migratoires, constituées aussi de différentes sous-populations. Ainsi, dans le sang, la rate, les amygdales et les ganglions lymphatiques, on observe des cellules dendritiques résidentes BDCA1+ (blood dendritic cell antigen 1) et Clec9A+ (C-type lectin domain family 9 member A). Dans la peau, on trouve trois populations de cellules dendritiques migratoires : les cellules dendritiques dermiques CD1a+ et CD14+, et les cellules de Langerhans épidermiques [33].

Des cellules dendritiques épidermiques inflammatoires ont été décrites en 1996 dans la peau de patients présentant une dermatite atopique [23]. Ces cellules exprimaient des molécules de surface différentes de celles qu’expriment les cellules dendritiques dermiques et des cellules de Langerhans issues de peau saine. Cependant, leur caractérisation était incomplète et il n’a pas été déterminé si ces cellules représentaient une sous-population de cellules dendritiques ou une forme activée de cellules dendritiques de la peau. Des cellules exprimant les molécules du CMH II (HLA-DR) et CD11c, présentes dans la peau de patients atteints de psoriasis et absentes dans la peau saine, ont également été observées et nommées cellules dendritiques dermiques inflammatoires [24]. Néanmoins, ces cellules ont ensuite été identifiées comme étant similaires à des cellules du sang exprimant CD16+ et la 6-sulfo LacNAc (sous-population de monocytes) [25, 26]. De plus, les caractéristiques de ces cellules les rapprochent plus des macrophages que des cellules dendritiques [27]. Ainsi, alors que la capacité de différenciation de monocytes humains en cellules dendritiques était connue depuis longtemps et largement utilisée pour l’obtention de cellules dendritiques in vitro [28], la dérivation in vivo de cellules dendritiques inflammatoires humaines à partir de monocytes n’avait pas été identifiée jusqu’à récemment.

Nous avons analysé les cellules dendritiques présentes dans deux liquides inflammatoires humains : les ascites associées à des tumeurs et le liquide synovial arthritique. Dans les deux cas, nous avons identifié une population de cellules dendritiques inflammatoires distincte des cellules dendritiques classiques, et distincte des macrophages inflammatoires présents dans les mêmes liquides [29]. De plus, nous avons montré par une analyse transcriptomique que les cellules dendritiques inflammatoires humaines expriment une signature génique proche de celle des cellules dendritiques dérivées in vitro de monocytes en présence de GM-CSF (granulocyte macrophage colony-stimulating factor) et d’IL-4 (interleukine-4). Cela suggère que, comme chez la souris, les cellules dendritiques inflammatoires humaines dérivent également de monocytes.

Les cellules dendritiques inflammatoires humaines sont caractérisées par l’expression de molécules exprimées par d’autres populations de cellules dendritiques - CMH II (HLA-DR), CD11c, BDCA1, CD1a, FcεRI -, mais également de molécules habituellement considérées comme des marqueurs de macrophages, telles que CD206, CD14 (récepteur du lipopolysaccharide) and CD11b [2931]. En ce qui concerne leurs propriétés fonctionnelles, nous avons montré que les cellules dendritiques inflammatoires purifiées d’ascites tumorales ou de liquide synovial arthritique - deux situations où prédominent des réponses helper de type 17 [32] - induisent ex vivo la différenciation de lymphocytes T CD4+ helper de type 17 [29]. Les réponses induites dans d’autres types d’inflammation restent à étudier.

Conclusion

Des études récentes ont montré l’existence, chez la souris, d’une population de cellules dendritiques spécifique des environnements inflammatoires, qui se distingue en particulier des autres populations de cellules dendritiques par leur origine et leur capacité à stimuler les lymphocytes T directement dans les tissus. Ces cellules dendritiques inflammatoires ont également été décrites chez l’homme et pourraient représenter une cible thérapeutique potentielle dans les maladies inflammatoires.

Liens d’intérêt

Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt concernant les données publiées dans cet article.

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Liste des tableaux

Tableau I.

Phénotype des populations de cellules dendritiques et macrophages murins. DC res : cellules dendritiques résidentes ; DC mig : cellules dendritiques migratoires ; DC inf : cellules dendritiques inflammatoires.

Liste des figures

thumbnail Figure 1.

Ontogénie des cellules dendritiques. Les cellules dendritiques résidentes (DC res) et migratoires (DC mig) se différencient à partir de précurseurs hématopoïétiques communs, les pré-DC, qui circulent dans le sang. Au cours d’une inflammation, les monocytes sont recrutés sur le site de l’inflammation (tissus périphériques ou organes lymphoïdes) où ils se différencient en cellules dendritiques inflammatoires (DC inf). Le schéma illustre le cas d’une inflammation dans des tissus périphériques ; les cellules dendritiques inflammatoires peuvent ensuite migrer vers les ganglions drainants. Flèche bleue : différenciation ; flèche noire : migration.

Dans le texte
thumbnail Figure 2.

Rôle des cellules dendritiques inflammatoires dans les réponses immunitaires. Lors d’une inflammation causée par une infection par un pathogène, les cellules dendritiques migratoires du tissu capturent l’antigène et migrent vers les ganglions lymphatiques drainants où elles peuvent activer des lymphocytes T naïfs (T naïfs) spécifiques du pathogène. En cas de forte inflammation, les cellules dendritiques inflammatoires peuvent également migrer vers les ganglions où elles transfèrent l’antigène capturé en périphérie à des cellules dendritiques résidentes ; elles peuvent aussi le présenter directement aux lymphocytes T naïfs. Les lymphocytes T se différencient ensuite en cellules T effectrices (T eff) qui peuvent être stimulées à nouveau dans les tissus par des cellules dendritiques inflammatoires. Lors d’une seconde infection par le même pathogène, les cellules dendritiques inflammatoires peuvent activer directement in situ des lymphocytes T mémoires (T mem) spécifiques du pathogène résidant dans les tissus.

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