Développement de l'immunothérapie par interleukine-2 faible dose dans un modèle murin d'allergie alimentaire et étude des mécanismes immunologiques associés

par Benjamin Bonnet

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Bertrand Bellier.

Soutenue le 29-11-2017

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale physiologie, physiopathologie et thérapeutique , en partenariat avec Immunologie - Immunopathologie - Immunothérapie (laboratoire) .

Le président du jury était Benoit Salomon.

Le jury était composé de Lucie Mondoulet, Angèle Soria.

Les rapporteurs étaient Natacha Bessis, Karine Adel-Patient.


  • Résumé

    Les maladies allergiques sont devenues un enjeu de santé publique majeur en raison d’une prévalence en constante augmentation ces dernières années, d’un risque accru de choc anaphylactique et de l’absence de traitement curatif existant. Les allergies alimentaires sont caractérisées par une évolution fréquente vers le choc anaphylactique. Les lymphocytes T régulateurs (Treg), cellules permettant le maintien de l’homéostasie immunitaire et le contrôle des réponses, sont au centre du processus de régulation des réponses allergiques. Il a été démontré qu’il existait un déficit quantitatif et qualitatif de ces cellules chez les patients allergiques et que les manifestations allergiques étaient exacerbées en l’absence de Treg. L’induction, in vivo, de ces cellules semble donc être une alternative thérapeutique prometteuse afin de prévenir et traiter les maladies allergiques en particulier, l’allergie alimentaire. L’interleukine-2 (IL-2), cytokine du système immunitaire permettant la survie, l’expansion et la différenciation des lymphocytes, notamment les Tregs lorsqu’elle est utilisée à faible dose, constitue une avancée thérapeutique majeure. L’objectif de cette thèse a été d’évaluer le potentiel thérapeutique de l’IL-2 faible dose dans l’allergie alimentaire. L'IL-2 faible dose induit l’expansion et l’activation de Treg permettant la mise en place d’une protection contre les manifestations cliniques d'allergie alimentaire dans deux modèles de souris avec l'ovalbumine et l'arachide. L’abolition de cet effet clinique chez les souris dont les Treg ont été éliminés démontre la contribution majeure des Treg dans l'efficacité de la thérapie IL-2. Les mécanismes associés à la protection peuvent être corrélés à une modification locale de la balance Th1 / Th2 et une inhibition du recrutement et de l'activation des mastocytes. Nous avons démontré que l’IL-2 induit une protection clinique durable, supérieure à 7 mois, aussi bien lorsqu’elle est administrée de façon préventive (avant la phase de sensibilisation), que curative (après la sensibilisation ou le déclenchement de l’allergie). Cette protection à long terme est également dépendante des Treg dans la mesure où leur déplétion entraine la perte de protection de souris. Ces résultats, combinés à l’absence visible d’augmentation des Treg en fin de protocole, nous ont conduits à caractériser les mécanismes immunorégulateurs inhérents à ce contrôle effectif à distance et sur le long terme après traitement, en analysant notamment les sous populations de cellules régulatrices particulièrement efficace pour contrôler les réponses allergiques. Les résultats préliminaires obtenus, qu’il conviendra de reproduire, ne nous permettent pas de conclure clairement quant à la sélection des Treg spécifiques de l’allergène, ou de sous population de Treg, réputées protectrices dans l’allergie. Toutefois, nos résultats constituent la preuve de concept de l’utilisation de l’IL-2 faible dose dans l’allergie alimentaire. De même l’IL-2 a également montré son efficacité dans un modèle murin d’allergie respiratoire (ovalbumine). Nous avons aussi démontré que des voies d’administration alternatives étaient possibles, notamment la voie orale. De ce fait, un essai clinique de phase II testant l’administration d’IL-2 faible dose dans la rhinoconjonctivite va prochainement être mise en place par notre centre d’investigation clinique. Ainsi, nous espérons développer une nouvelle biothérapie, sûre, efficace et peu coûteuse, dans la prise en charge thérapeutique des allergies.

  • Titre traduit

    Development of low-dose interleukin-2 immunotherapy in a murine model of food allergy and study of associated immunological mechanisms


  • Résumé

    Regulatory T cells (Treg) are pivotal for maintenance of immune self-tolerance, and also regulate immune responses to exogenous antigens, including allergens. Both decreased Treg number and function have been reported in allergic patients, offering new therapeutic perspectives. The in vivo induction of these cells therefore, appears to be a promising therapeutic option in order to prevent and treat allergic diseases in particular, food allergy. Interleukin-2 (IL-2), allowing the survival, expansion and differentiation of lymphocytes, especially Treg when used at low doses, is a major therapeutic advance. Here, we evaluated the ability of low dose IL-2 (intraperitoneal route to control) allergy in an experimental model of food allergy. Low dose IL-2 (ld-IL-2) induced Treg expansion and activation that elicited protection against clinical manifestations of food allergy in two mouse models with ovalbumin and peanut. This clinical effect was lost in Treg-depleted mice demonstrating the major contribution of Treg in ld-IL-2 efficacy. Also, protection from allergy could be explained by a Treg-dependent local modification of the Th1/Th2 balance and an inhibition of mast cell recruitment and activation. Then, preventive and therapeutic effects of ld-IL-2 were observed over a 7-month period, highlighting its long-term efficacy. This long-term protection is also dependent on Treg insofar as their depletion results in the loss of protection of mice. These results, with the loss of increase of Treg at the end of the protocol, led us to better characterize the immunoregulatory mechanisms involved in the ld-IL2 long term efficacy, in particular by analyzing subpopulations of Treg particularly effective in controlling allergic responses. The preliminary results obtained, which should be reproduced, do not allow us to conclude clearly to the selection of allergen-specific Treg, or Treg subpopulation involved in the regulation of allergic responses. However, our results demonstrate the proof of concept of the use of low-dose IL-2 in food allergy. Similarly IL-2 has also shown its efficacy in a mouse model of asthma (ovalbumin). Alternative routes of administration were also demonstrated, including oral route. As a result, a clinical trial testing low-dose IL-2 in rhinoconjunctivitis will soon be initiated by our center. The present data show for the first time the therapeutic potential of ld-IL-2 for the treatment of food allergy, and should prompt hope, in the therapeutic management of allergies. Patients will be offered the first curative treatment developed in food allergies to improve their quality of life. Keywords: Allergy, Interleukin 2, biotherapy, therapeutic option, allergen-specific Treg, peripheral Treg.


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