Les cellules NK : biologie, modes de régulation et intérêt clinique

ARTICLE

Définition des NK

Les cellules NK [1] constituent le troisième type de lymphocytes, dérivant d'un précurseur médullaire commun aux lymphocytes T et B. À la différence des lymphocytes T, les cellules NK n'ont pas d'organe de différenciation spécialisé et sont présentes chez les souris athymiques. Quittant le compartiment médullaire, les cellules NK passent dans le sang périphérique (où elles représentent 5 à 15 % des lymphocytes sanguins) ainsi que dans les vaisseaux lymphatiques [2]. À la différence des lymphocytes T et B, les cellules NK sont essentiellement circulantes et ne sont pas concentrées dans les organes lymphoïdes secondaires.

Les lymphocytes NK sont définis par des critères morphologiques, phénotypiques et fonctionnels (tableau I). Morphologiquement, ils se présentent comme de grands lymphocytes contenant des granules riches en perforines et granzymes, libérées lors de la phase effectrice de la cytotoxicité. Les lymphocytes NK n'expriment pas le récepteur spécifique de l'antigène des lymphocytes T (TCR/CD3), ni l'immunoglobuline membranaire des lymphocytes B. Ils sont définis phénotypiquement par une combinaison de marqueurs présents à leur surface dont les deux plus caractéristiques, mais non spécifiques, sont le CD16 et le CD56. Le CD16 (FcgammaRIIIA est un récepteur de faible affinité pour le fragment Fc des IgG) et le CD56 (NCAM est une isoforme d'une molécule d'adhérence du système nerveux) [2]. L'intensité d'expression de CD56 permet de définir deux sous-populations de cellules NK. L'une exprimant fortement le CD56 (CD56^bright) est capable de proliférer en réponse à certaines cytokines, dont l'IL-2, mais exerce peu d'activité cytotoxique spontanée. À l'inverse, l'autre sous-population exprime faiblement le CD56 (CD56^dim), prolifère peu, est très cytotoxique et représente 90 % des cellules NK. Un marqueur spécifique des cellules NK est une glycoprotéine appelée PEN5, sélectivement exprimée par la population fortement cytotoxique CD16⁺CD56^dim [3]. Comme certains lymphocytes T, une sous-population des cellules NK exprime le CD2 (70 %) et le CD8 (15-20 %). Les cellules NK expriment également un grand nombre de molécules d'adhésion (intégrines et molécules de la superfamille des immunoglobulines) qui pourraient contribuer à leurs fonctions cytotoxique et sécrétoire [4].

L'activité cytotoxique des cellules NK semble de préférence dirigée vers les cellules tumorales ou infectées par des virus. La fréquence et la gravité des infections à virus du groupe herpès, rapportées dans la description clinique de l'exceptionnel déficit complet en lymphocytes NK chez une patiente de 13 ans, soulignent l'importance des cellules NK dans la défense antivirale [5]. Les cellules NK ne sont cependant pas uniquement des cellules tueuses puisqu'elles sont capables de sécréter des cytokines dont le tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), l'interféron-gamma (IFN-gamma), le granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF), le granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF) et le transforming growth factor-beta (TGF-beta). Elles produisent des chémokines, cytokines chimiotactiques et activatrices, comme le macrophage inflammatory protein-1alpha (MIP-1alpha) et une chémokine récemment identifiée appelée la lymphotactine. Par ces médiateurs, elles participent à la réaction inflammatoire et à l'hématopoïèse.

Les chapitres suivants abordent les différentes voies de cytotoxicité utilisées par les cellules NK et définissent les familles de récepteurs membranaires régulant l'activité de ces cellules. L'implication d'une nouvelle classe de récepteurs inhibiteurs, les killer-cell inhibitory receptors (KIR), dans la défense antivirale, antitumorale et dans la greffe de moelle osseuse sera présentée à travers quelques exemples.

 

Les différentes voies de cytotoxicité des cellules NK

L'étape initiale de la cytotoxicité est un contact entre les cellules NK et leurs cibles. L'interaction est directe pour la cytotoxicité naturelle, alors qu'elle nécessite la présence d'une immunoglobuline pour l'ADCC.

La cytotoxicité dépendante de la présence d'anticorps : ADCC

La fixation de l'immunoglobuline (IgG1 ou IgG3) par le récepteur de l'ADCC permet la lyse de cellules résistantes à la cytotoxicité naturelle. La spécificité de la reconnaissance est apportée par le répertoire de l'immunoglobuline, palliant ainsi l'absence de récepteur spécifique pour l'antigène. Cette stratégie permet ainsi d'activer un grand nombre de cellules effectrices NK comparé au faible nombre de lymphocytes T cytotoxiques spécifiques pour un antigène donné [6]. Chez l'homme, le récepteur de l'ADCC est un complexe oligomérique formé de la molécule CD16 (FcgammaRIIIA) associée de façon non covalente au polypeptide CD3dzêta (présent au sein du complexe TCR/CD3) et de la chaîne gamma du récepteur de haute affinité des immunoglobulines E (FcepsilonRIgamma) [7]. Ce complexe présente des similarités, non seulement de structure mais aussi de fonction, avec le récepteur des lymphocytes T (TCR:CD3) et B (BCR:Igalphabeta). Il comprend un récepteur codé par les gènes de la superfamille des immunoglobulines (CD16) interagissant directement avec le ligand, mais incapable de transmettre un signal par sa courte partie intracytoplasmique. CD16 s'associe à des molécules membranaires de transduction (CD3dzêta, FcepsilonRIgamma) portant des motifs d'activation appelés immunoreceptor tyrosine-based activation motifs (ITAM), caractérisés par la séquence consensus YxxL/I-x_(6-8)-YxxL/I [8]. L'engagement de CD16 induit, de la même façon que le TCR/CD3, une activation précoce des protéines tyrosine kinases ainsi qu'une phosphorylation de CD3dzêta et FcepsilonRIgamma [7]. En l'absence d'activité kinase intrinsèque, la transmission du signal utiliserait deux familles de protéines tyrosine kinases cytosoliques : la famille Src (telle que p56Lck) ainsi que les protéines tyrosine kinases Syk et ZAP-70 [9]. Les événements de signalisation d'aval impliquent la phospholipase C-gamma, la phosphatidyl-inositol 3-kinase, Ras, vav et la phospholipase A2 [8].

La cytotoxicité naturelle

À la différence de l'ADCC, elle s'exerce en l'absence d'anticorps. Aucun récepteur spécifique responsable du déclenchement de la cytotoxicité naturelle n'a pour l'instant été déterminé avec certitude. Il semble que les molécules impliquées dans les "phénomènes d'adhésion" ou de "costimulation" puissent par elles-mêmes, ou en présence d'autres signaux, induire l'activation de la cytotoxicité naturelle des cellules NK [8].

Les modes d'engagement de l'ADCC et de la cytotoxicité naturelle sont différents mais conduisent à l'apoptose des cellules cibles (mort cellulaire avec fragmentation du noyau et condensation cytoplasmique), par un mécanisme effecteur commun impliquant l'exocytose des granules riches en perforines et granzymes.

Un autre mode de cytotoxicité, utilisé par les cellules NK et déjà connu pour les lymphocytes T cytotoxiques, fait intervenir le couple Fas ligand (détecté sur les cellules NK) et Fas (exprimé à la surface de la cible). Cette voie conduit à l'apoptose de façon indépendante de l'exocytose des granules intracytoplasmiques. Il a récemment été rapporté la présence de Fas ligand à la surface des cellules tumorales NK humaines (leucémies et lymphomes à cellules NK) et sa forme soluble dans le sérum de ces patients [10]. Fas ligand soluble pourrait être impliqué dans certains effets systémiques (anémie, hépatite) observés lors de ces hémopathies [10].

Évaluation chez l'homme des cellules NK sanguines

Le phénotype des cellules NK peut être rapidement obtenu à partir d'un prélèvement sanguin, par des techniques de cytométrie en flux utilisant des anticorps spécifiques dirigés contre différents marqueurs membranaires. L'activité fonctionnelle des cellules NK peut être évaluée par l'étude de leurs capacités cytotoxique et sécrétoire. L'activité cytotoxique est classiquement déterminée par la mesure de la libération du chrome 51 (⁵¹Cr) par les cellules cibles ainsi marquées. La cible la plus souvent utilisée est une lignée cellulaire érythroleucémique (K562) sensible à la cytotoxicité naturelle des cellules NK. Les cellules effectrices sont obtenues à partir d'un prélèvement sanguin dans lequel sont isolées les cellules mononucléées (peripheral blood mononuclear cells ou PBMC). K562 étant spécifiquement lysée par les cellules NK, la cytotoxicité globale des PBDC contre K562 est un bon reflet de l'activité cytotoxique naturelle des cellules NK. Les PBMC sont déposées selon différents ratios cellules effectrices/cellules cibles. La libération du ⁵¹Cr est mesurée après quatre heures de contact. Les résultats s'expriment en pourcentage de lyse par rapport à une lyse totale (obtenue par le traitement des cibles à l'acide chlorhydrique) en tenant compte de la libération spontanée du ⁵¹Cr par les cellules cibles incubées pendant quatre heures dans le milieu de culture. Pour apprécier la fonction sécrétoire des cellules NK, il est possible de doser dans les surnageants de culture les cytokines produites en réponse à divers stimuli ou de quantifier l'ARNm correspondant à ces cytokines par RT-PCR.

Les récepteurs inhibiteurs des cellules NK reconnaissant les molécules du CMH-1 (NKR)

Des expériences pionnières ont montré que des cellules n'exprimant pas le CMH-1 et sensibles à la cytotoxicité NK devenaient résistantes après transfection de certaines molécules de CMH-1 [11]. Un tel résultat laissait suggérer l'existence, confirmée par la suite, de récepteurs à la surface des cellules NK, capables de reconnaître le CMH-1 et d'inhiber le signal activateur de la cytotoxicité (cytotoxicité naturelle et ADCC, figure 1). Chez l'homme, les NKR appartiennent à deux familles multigéniques et multialléliques  : la superfamille des immunoglobulines pour les killer-cell inhibitory receptors (KIR) dont les gènes sont présents sur le chromosome 19q13.4, et la superfamille des lectines pour les molécules NKG2 dont les gènes sont localisés sur le chromosome 12p13 [12].

Parmi les KIR, il existe trois groupes de molécules se différenciant par leur poids moléculaire. Le premier, représenté par p58, contient deux domaines de type immunoglobuline dans la partie extracellulaire (KIR-2D) et reconnaît les molécules HLA-C (figure 2). Les deux autres groupes, p70 et p140, comportent trois domaines dans la partie extracellulaire (KIR-3D) et lient respectivement les molécules HLA-B et A. La liaison des KIR avec les molécules du CMH-1 s'effectue au niveau de la portion C-terminale du domaine alpha du CMH-1 [13].

Les NKR de la famille lectine comprennent plusieurs molécules NKG2A à NKG2F, dont les mieux caractérisées, NKG2-A et NKG2-B (produites par épissage alternatif du même gène), forment des hétérodimères liés par un pont disulfure avec une glycoprotéine appelée CD94 [14]. CD94 est une chaîne invariable incapable de transmettre un signal car ne comportant qu'une très courte partie intracytoplasmique (figure 2). L'hétérodimère CD94:NKG2A/B reconnaît les molécules de CMH-1 non classiques, HLA-G et HLA-E.

Les NKR et les complexes TCR:CD3 lient les molécules du CMH-1, avec cependant plusieurs différences importantes. Pour les NKR, le rôle du peptide antigénique n'a pas été montré de façon formelle et la reconnaissance des molécules de CMH-1 est dégénérée, c'est-à-dire qu'un même NKR peut interagir avec plusieurs allèles de CMH-1.

Les modes de régulation de l'expression des NKR chez l'homme ne sont pas connus, en dehors de la découverte récente du rôle de l'IL-15 dans la maturation des précurseurs des cellules NK vers une sous-population exprimant seulement CD94:NKG2A/B [15].

Les voies de signalisation des récepteurs inhibiteurs

Malgré la nature différente de leur partie extracellulaire, les NKR ont en commun l'existence de deux motifs inhibiteurs intracytoplasmiques appelés immunoreceptor tyrosine-based inhibition motifs (ITIM). Ces motifs sont composés d'une séquence consensus S/L/I/VxYxxL/V [6]. Cette séquence rappelle celle des motifs ITAM des récepteurs activateurs (récepteur de l'ADCC, TCR/CD₃ et BCR:alphabetaIgamma). Cependant, les ITIM diffèrent des ITAM par la nature de l'enzyme recrutée, protéine tyrosine phosphatase pour les ITIM des NKR, protéine tyrosine kinase pour les ITAM des récepteurs activateurs. Trois étapes successives pourraient schématiquement résumer la cascade d'événements induite par la reconnaissance d'une molécule de CMH-1 par les NKR. La première étape est la phosphorylation des tyrosines contenues dans les motifs ITIM intracytoplasmiques des NKR. La deuxième étape est le recrutement des protéines tyrosine phosphatases (SHP-1 et SHP-2). Dans la dernière étape, les protéines tyrosine phosphatases inhibent l'activation proximale dépendante des protéines tyrosine kinases associées aux récepteurs activateurs, bloquant ainsi leur voie de signalisation. Il semble qu'un co-engagement entre récepteur activateur et inhibiteur, à la surface d'une même cellule NK, soit nécessaire à la fonction d'inhibition. En effet, la co-agrégation de ces récepteurs permettrait aux protéines tyrosine kinases provenant de la stimulation du récepteur activateur de phosphoryler les motifs ITIM contenus dans les NKR (première étape du signal). De plus, l'agrégation permettrait également aux protéines tyrosine phosphatases recrutées par les NKR de se rapprocher de leurs substrats (protéines tyrosine-phosphorylées) facilitant ainsi le blocage de la transmission du signal activateur (troisième étape) [8].

Intérêts et applications physiopathologiques des NKR

"Contrôle de qualité" de l'expression des molécules de CMH-1

Du fait de la présence des NKR, les cellules NK ne lysent que les cellules qui n'expriment pas de façon "normale" les molécules de CMH-1 (perte partielle/totale d'expression ou forme altérée de CMH-1). C'est le principe du missing self-MHC [16] conférant aux lymphocytes NK des fonctions de "contrôle de qualité" de l'expression des molécules de CMH-1 à la surface des cellules de l'organisme.

Régulation négative des cellules NK évitant une autoréactivité

Si les cellules NK peuvent exprimer des NKR dont les ligands ne sont pas présents à la surface des cellules de l'organisme, elles ont toujours au moins un NKR capable de reconnaître les molécules de CMH-1 autologue. Ce phénomène permettrait d'éviter une autoréactivité néfaste à l'organisme des lymphocytes NK envers les cellules du soi.

Complémentarité entre les cellules NK et les lymphocytes T cytotoxiques dans la défense antivirale

La présence de NKR est responsable de l'action "en miroir" entre cellules NK et lymphocytes T cytotoxiques. En effet, l'activation des lymphocytes T cytotoxiques nécessite la reconnaissance par le TCR:CD3 du peptide antigénique présenté par les molécules de CMH-1 alors que, pour les cellules NK, l'interaction des NKR avec les molécules de CMH-1 est responsable d'un signal inhibiteur. Ce phénomène permet une complémentarité entre les lymphocytes T cytotoxiques et les lymphocytes NK, d'intérêt majeur lors d'infections provoquées par des virus, en particulier l'herpes simplex virus-1 ou le cytomégalovirus. Ces virus inhibent l'expression des molécules de CMH-1 à la surface des cellules qu'ils infectent, les protégeant ainsi de la lyse par les lymphocytes T cytotoxiques, restreints par le CMH-1. Dans ces conditions, seules les cellules NK pourront éliminer les cellules infectées et pallier l'absence de reconnaissance par les lymphocytes T cytotoxiques. Cependant, il a récemment été proposé un mécanisme tout à fait original utilisé par le cytomégalovirus pour parer à la lyse induite par les cellules NK. Le cytomégalovirus est capable de produire une molécule similaire au CMH-1 appelée UL18. UL18 pourrait interagir avec un nouveau récepteur inhibiteur de la famille KIR (LIR), exprimé par de nombreuses cellules hématopoïétiques dont les cellules NK, induisant ainsi un signal d'inhibition. Un tel phénomène permettrait au cytomégalovirus d'échapper à toute forme de défense de lymphocytaire T et NK [17].

Modulation du rejet de greffe de moelle osseuse

L'implication des cellules NK et le rôle des récepteurs inhibiteurs ont été observés dans un modèle murin de rejet de greffe de moelle osseuse appelé "résistance hybride". De façon contraire aux lois classiques de la transplantation, une souris irradiée F1, d'haplotype H-2^k/b issue du croisement entre deux souris homozygotes d'haplotype H-2^b/b et H-2^k/k, rejette la greffe de moelle osseuse venant de l'un des parents (H-2^b/b ou H-2^k/k). Les cellules NK (relativement radiorésistantes) sont à l'origine de ce rejet de greffe. Le rejet du greffon s'explique par l'hétérogénéité des sous-populations NK de F1, exprimant de façon variable des récepteurs inhibiteurs pour H-2^k ou H-2^b. Ainsi, l'absence de reconnaissance de H-2^b par une sous-population de cellules NK de F1 n'exprimant pas de récepteur inhibiteur pour cet haplotype, conduit à la lyse des cellules parentales H-2^b. Le rejet de greffe, observé en l'absence de signal transmis par le récepteur inhibiteur à la surface des cellules NK murines, reste réversible lors de la restauration du signal inhibiteur [18]. Il est en effet possible d'induire in vivo l'acceptation d'un greffon H-2^b si l'on induit l'expression transgénique dans F1 d'un récepteur inhibiteur à ITIM (KIR), capable de reconnaître les molécules CMH-1 exprimées par le greffon. L'interaction du récepteur inhibiteur avec son ligand induit un signal négatif qui supplante l'activation attendue de la cytotoxicité. Ces résultats montrent pour la première fois, dans un modèle in vivo, l'importance des KIR humains dans le contrôle de la "tolérance" à certaines greffes de moelle osseuse.

Expression et implications physiopathologiques des récepteurs inhibiteurs à la surface des lymphocytes T cytotoxiques

L'expression des NKR n'est pas restreinte aux cellules NK puisqu'ils ont été récemment détectés à la surface des lymphocytes T CD8⁺ et CD4⁺ [19]. Certains lymphocytes T cytotoxiques reçoivent donc un signal d'activation venant du complexe TCR:CD3 ainsi qu'un signal opposé transmis par le récepteur inhibiteur. La réponse des lymphocytes T cytotoxiques semble alors dépendre de la prédominance d'un de ces deux signaux [20]. Cet effet pourrait être bénéfique en prévenant l'activation soutenue de certaines sous-populations de lymphocytes T cytotoxiques, potentiellement néfaste pour l'organisme. Cependant, l'inhibition fonctionnelle des lymphocytes T cytotoxiques peut s'avérer désavantageuse dans la défense antitumorale de l'organisme. En effet, l'expression de récepteurs inhibiteurs de la famille lectine, NKG2-A, a été détectée à la surface de clones CTL TCRalphabeta⁺CD8⁺, obtenus à partir de tumor infiltrating lymphocytes (TIL) spécifiques du mélanome [21]. L'engagement des récepteurs inhibiteurs diminue leurs réponses (cytotoxiques et sécrétoires) induites par la reconnaissance de l'antigène tumoral via le TCR/CD3. L'expression de NKG2-A sur les TIL pourrait être en partie due à la présence locale d'IL-15, dont l'ARNm a été isolé à partir de mélanomes, car cette cytokine induit l'expression de ce récepteur inhibiteur [15].

L'évolution de la tumeur conduit souvent à la sélection de variants ayant perdu l'expression de certaines molécules de CMH-1 [22]. Dès lors, l'organisme pourrait tirer profit de la capacité de lyse par la sous-population de lymphocytes T cytotoxiques exprimant un récepteur inhibiteur, à la condition qu'il n'y ait pas perte des molécules de CMH-1 engagées dans la présentation antigénique nécessaire aux lymphocytes T cytotoxiques. Cette hypothèse est confirmée par l'identification récente d'une nouvelle catégorie de lymphocytes T cytotoxiques antitumoraux, reconnaissant un antigène spécifique du mélanome dans un contexte de restriction par le CMH-1, mais exprimant également un KIR (p58.2, CD158b) à leur surface [23]. La présence de p58.2 permet la lyse des cellules tumorales n'exprimant pas les molécules de CMH-1, ligands de p58.2, mais conservant l'expression des molécules de CMH-1 permettant la présentation antigénique [23].

Dans le modèle de la greffe de moelle osseuse, la présence de récepteurs inhibiteurs à la surface des lymphocytes T cytotoxiques pourrait avoir un rôle dans l'effet graft-versus-tumor (GVT). Il a récemment été rapporté l'expansion d'une population de lymphocytes T CD3⁺CD8⁺ provenant du donneur lors de la phase de reconstitution d'une greffe de moelle osseuse allogénique comportant trois locus HLA incompatibles [24]. L'expression de KIR (p58) par ces lymphocytes leur permettrait une discrimination entre les cellules normales CMH-1⁺ du receveur protégées de la lyse (absence d'effet graft-versus-host-disease - GVHD) des cellules leucémiques CMH-1^- (présence d'un effet GVT).

Les récepteurs activateurs des cellules NK reconnaissant le CMH-1

Chez l'homme, il a été récemment décrit la présence de nouveaux récepteurs, à la surface des cellules NK, capables d'induire une activité cytotoxique. Bien que responsables d'effets opposés, ces récepteurs activateurs ont la particularité de présenter une très forte homologie dans leur partie extracellulaire avec les récepteurs inhibiteurs KIR ou NKG2. Cependant, à la différence de leurs homologues inhibiteurs, ces récepteurs ont un domaine transmembranaire comportant un acide aminé chargé et une courte région intracytoplasmique ne contenant pas de motif ITIM. Les récepteurs activateurs de la superfamille des immunoglobulines sont appelés killer cell activating receptors (KAR) par opposition aux KIR. Ainsi, p50 (KIR-2DS) a une forte homologie extracytoplasmique avec p58 (KIR-2DL) mais contient une lysine dans sa partie transmembranaire et a une portion intracytoplasmique plus courte que son homologue inhibiteur. La forme activatrice des récepteurs de la famille lectine comprend des hétérodimères composés de CD94 lié par un pont disulfure à NKG2-C,D,E. La présence de CD94 dans les deux types de récepteurs (inhibiteurs et activateurs) permet de comprendre les résultats opposés obtenus après traitement des cellules NK avec un anticorps anti-CD94.

La présence d'un acide aminé chargé dans la partie transmembranaire des récepteurs activateurs ainsi que leur courte région intracytoplasmique rappellent la structure oligomérique des récepteurs T (TCR:CD3) et des récepteurs de l'ADCC. Ces derniers sont associés à des peptides portant les motifs ITAM, responsables de la transduction du signal. Pour les KAR, les unités de transduction sont des dimères à ITAM et liés par des ponts disulfures appelés KAR-associated polypeptides (KARAP) [25].

Modulation de la cytotoxicité NK par les cytokines

Les cellules NK répondent à un ensemble de cytokines et chémokines. Nous nous intéresserons en particulier à l'étude de deux cytokines utilisées en clinique, l'IL-2 et l'IFN-alpha. L'importance de l'IL-15 dans le développement des cellules NK est une donnée récente qu'il nous a paru intéressant de rapporter dans cette revue générale sur les cellules NK.

L'IL-2

L'IL-2 est une cytokine majeure dans l'activation des lymphocytes NK qui expriment de façon constitutive un récepteur fonctionnel de l'IL-2 (IL-2R). 90 % des cellules NK expriment l'IL-2R d'affinité intermédiaire (IL-2Rbetagamma) et sont également caractérisées par une faible expression de CD56 (CD56^dim). Environ 10 % des cellules NK ont à la fois l'IL-2R de haute affinité (IL-2Ralphabetagamma) et d'affinité intermédiaire, ainsi qu'une forte densité d'expression de CD56 (CD56^bright). À faible concentration, l'IL-2 induit la prolifération des cellules NK CD56^bright en se fixant sur l'IL-2R de haute affinité. À plus forte dose, l'IL-2 stimule le récepteur d'affinité intermédiaire sur les cellules NK CD56^bright et CD56^dim et augmente leur capacité de lyse.

L'activité cytotoxique des cellules NK induite par l'IL-2 est responsable du phénomène lymphokine-activated killer (LAK) décrit dans les années 80. Cet effet se définit par l'acquisition de propriétés cytotoxiques par les lymphocytes cultivés en présence de fortes doses d'IL-2. Les lymphocytes ainsi activés deviennent capables de tuer des cellules tumorales initialement résistantes à la lyse. L'analyse des différentes populations lymphocytaires T et NK a révélé le rôle prépondérant des cellules NK activées par l'IL-2 et la faible contribution des lymphocytes T cytotoxiques. La possibilité d'activer in vitro des lymphocytes sanguins autologues avec l'IL-2 et de les injecter ensuite chez l'homme, en association ou non avec de l'IL-2 par voie parentérale, a permis beaucoup d'espoir en oncologie. Si les expériences effectuées chez l'animal montraient la possibilité d'obtention de régression tumorale, l'utilisation des LAK chez l'homme dans les mélanomes ou les cancers rénaux évolués n'a eu qu'une modeste efficacité avec une toxicité systémique de l'IL-2 non négligeable.

L'utilisation des cellules NK activées ex vivo par l'IL-2 (et non la population lymphocytaire totale) semble cependant intéressante dans un contexte de faible masse tumorale comme en hématologie où la chimiothérapie intensive permet le plus souvent d'obtenir une maladie résiduelle minime. L'immunothérapie complémentaire à la greffe de moelle osseuse a pour principal but d'augmenter l'effet GVT et la prise du greffon, tout en évitant les conséquences néfastes de la GVHD. Si la déplétion des lymphocytes T du greffon allogénique diminue l'incidence de la GVHD, elle est par contre associée à un taux important de rechute et à un échec de la prise du greffon. Inversement, le transfert adoptif des lymphocytes du donneur permet d'obtenir un effet GVT mais au prix d'une augmentation de la GVHD. Dans ce contexte, les données très récentes sur l'utilisation des cellules NK du donneur, dans un modèle murin de greffe de moelle osseuse allogénique, semblent très prometteuses. En effet, les cellules NK activées par l'IL-2 seraient capables de promouvoir une effet GVT tout en prévenant l'induction de la GVHD (rôle probable du TGF-beta) [26]. Elles permettraient également une meilleure prise de la greffe de moelle osseuse allogénique (rôle des facteurs de croissance hématopoïétiques produits par les cellules NK) et inhiberaient l'activité des cellules du receveur impliquées dans le rejet [26].

L'administration de cellules NK activées ex vivo par l'IL-2 pourrait être une thérapeutique intéressante après greffe de moelle osseuse autologue chez les patients atteints de leucémie myéloïde chronique (LMC) [27]. En effet, la contribution des cellules NK dans cette hémopathie est suggérée par leur capacité à inhiber l'hématopoïèse maligne [28] et par la diminution du nombre et des fonctions des cellules NK lors de la progression de la LMC [27]. De plus, la baisse de la cytotoxicité des cellules NK dans la leucémie myéloïde chronique est restaurée in vitro après traitement par l'IL-2, justifiant l'intérêt de cette cytokine dans l'activation des cellules NK [27].

L'interféron-alpha

L'interféron-alpha augmente la cytotoxicité des cellules NK et induit le phénomène LAK, de façon indépendante de l'IL-2 et à un niveau moindre. Lors d'une infection virale, l'interféron-alpha libéré induit la redistribution des précurseurs médullaires des cellules NK vers les organes périphériques comme le foie et la rate [29]. Dans l'infection par le virus de l'hépatite C, virus cytopathogène sur les hépatocytes, le recrutement des cellules NK dans le foie pourrait favoriser l'accès direct à l'antigène viral. La présence intrahépatique des cellules NK a pu être observée chez l'homme sur des biopsies hépatiques effectuées après traitement des patients par l'interféron-alpha. Ce phénomène permettrait également de localiser la réponse immunitaire et la sécrétion de cytokines, en particulier l'interféron-gamma, au site de l'infection. Pour ces raisons, il est probable que l'efficacité du traitement des hépatites virales C chroniques par l'interféron-alpha dépende non seulement de son activité antivirale directe, mais aussi de son rôle dans le recrutement et l'activation des lymphocytes NK.

L'IL-15

Chez la souris, l'inactivation du gène de l'IL-2 ne modifie pas le développement des cellules NK alors que l'absence de la chaîne gamma commune (gamma_c) de l'IL-2R chez la souris et chez l'homme empêche toute production de ces cellules. Ces résultats suggèrent le rôle d'une cytokine différente de l'IL-2, mais utilisant également la chaîne gamma_c de l'IL-2R, dans le développement des cellules NK. Après étude de plusieurs cytokines utilisant la chaîne gamma_c (IL-4, 7, 9, 13), l'IL-15 s'est avérée être un facteur impliqué dans le développement des cellules NK [30]. Elle est aussi un facteur de survie important de ces cellules, prévenant leur mort par apoptose [30]. L'IL-15 utilise les chaînes beta et gamma_c de l'IL-2R associées à la chaîne alpha du récepteur de l'IL-15 (IL-15Ralpha). La sécrétion d'IL-15 par les cellules stromales médullaires permet le développement et la différenciation des précurseurs hématopoïétiques CD34⁺ vers les cellules NK. Comme déjà mentionné, l'IL-15 est également capable d'induire la prolifération et la différenciation des cellules NK exprimant préférentiellement le récepteur inhibiteur CD94/NKG2-A [15]. En synergie avec l'IL-12, elle induit la production d'IFN-gamma, de TNF-alpha et de GM-CSF par les cellules NK. Par ses effets activateurs (cytotoxicité et sécrétion de cytokines), l'IL-15 sécrétée par les monocytes/macrophages contribue in vivo à la défense contre les infections à germes intracellulaires (Listeria monocytogenes, Toxoplasma gondii) et virales (virus du groupe herpès).

CONCLUSION

REFERENCES

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