Genes and molecules relating to the Human Major Histocompatibility Complex in inflammatory diseases : study of TAP polymorphism and the MICA molecule expression

• Auteur / Autrice : Shaoling Zhang
• Direction : Hua Cheng, Dominique Angèle Vuitton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Homme, environnement, santé (Besançon2000-2012)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladie coeliaque

Cirrhose hépatique

Diabètes

Polyarthrite rhumatoïde

Échinococcose alvéolaire

Inflammation

Complexe majeur d'histocompatibilité

Mots clés libres

Gènes TAP

Molécules MICA

Résumé

Le but de ce travail était d'étudier 1) le polymorphisme des gènes TAP, et 2) l'expression tissulaire et la libération des molécules MICA dans plusieurs maladies inflammatoires différentes par leurs causes et mécanismes. Dans la première partie de ce travail, nous avons déterminé 6 régions codantes variables, les codons 333 et 637 du gène TAP1 et 379, 565, 651, 665 du gène TAP2, pour étudier leur association, chez des patients français, avec 3 maladies : a) Dans l'échinococcose alvéolaire (EA) l'homozygotie Thr/Thr au codon 665 de TAP/2 était plus fréquente que chez les témoins ; de plus, elle était significativement plus fréquente chez les patients atteints de formes sévères d'EA, et ce de façon indépendante de l'allèle DR3. B) Dans la Polyarthrite rhumatoïde (PR), les homozygoties et hétérozygoties Thr et Cys aux codons 565 et 651 respectivement de TAP/2 étaient plus fréquentes que chez les témoins, mais seule la substitution Thr565 était indépendante de la présence de HLADRB1 *04, allèle très lié à la PR. C) Dans le Diabète de type-1, l'association trouvée avec le polymorphisme de TAP/2 au codon 651 était en relation avec un déséquilibre de liaison avec HLA-DR4. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié l'expression des molécules MICA sur des coupes de foie et dosé ces molécules dans le sérum, chez des patients atteints d'EA ou de cirrhose alcoolique. Dans le foie normal, une expression discrète des molécules MICA était observée dans le cytoplasme des hépatocytes et à la membrane apicale des cellules biliaires. Dans les foies cirrhotiques, MICA était fortement exprimé par les hépatocytes, en particulier à la périphérie des nodules de régénérations, et dans toutes les cellules de la néogenèse biliaire. L'expression du marqueur CD57 était observée dans ces mêmes types cellulaires. Dans les foies des patients atteints d'EA, la membrane germinative d'Echinococcus multilocularis était marquée par l'anticorps monoclonal anti-MICA, ainsi que les cellules CD68+, cellules épithélioïdes, macrophages et cellules géantes de l'infiltrat périparasitaire. Les cellules endothéliales, les cellules biliaires et les hépatocytes exprimaient fortement MICA dans leur cytoplasme. L'infiltration par des lymphocytes T CD8 apparaissait plus importante dans les zones proches des hépatocytes MICA + ; de plus, des images de contact entre lymphocytes et hépatocytes, et d'apoptose des hépatocytes étaient observées dans ces zones frontières entre granulome et parenchyme hépatique. Nous n'avons pas pu mettre en évidence de molécules MICA libérées dans le sérum des patients atteints de maladies hépatiques, alors que MICA était détectable dans le sérum de patients atteints de maladie coeliaque. Nos résultats indiquent que : 1) l'association entre le polymorphisme de TAP et les maladies auto-immunes semble le plus souvent liée à celle, bien démontrée, avec les allèles du HLA de classe II ; quand elle en est indépendante, dans les maladies infectieuses et autoimmunes, son rôle et son mécanisme sont inconnus ; 2) deux types différents d'agression hépatique sont associés à une expression importante des molécules MICA dans les cellules hépatiques et biliaires, sans libération de ces molécules dans le sérum, à la différence de ce qui est observé dans la maladie coeliaque, une maladie inflammatoire intestinale. Des études complémentaires sont nécessaires pour élucider le rôle des molécules MICA et de leur ligand, NKG2D, dans ces maladies hépatiques chroniques.

The aim of our research was to explore 1) the polymorphism of the TAP genes and 2) the tissue expression and release of MICA in several inflammatory diseases differing in their cause and mechanisms. Ln the first part of this research, we determined six coding region variants, i. E. , codon 333 and 637 in TAPt gene and 379, 565, 651, 665 in TAP2 gene, to study the association of TAP polymorphism in French patients with 3 types of inflammatory diseases : a) ln Alveolar echinococcosis (AE), Thr/Thr homozygosity at TAP2/665 was significantly more frequent than in controls ; furthermore, patients with progressive lesions were more frequently Thr/Thr homozygote at TAP2/665, independently of the HLA-DR3 status ; b) ln Rheumatoid Arlhritis (RA), Thr and Cys homozygosity and heterozygosit:y at position 565 and 651 in TAP2 gene respectively was more frequent than in controls ; there was no linkage disequilibrium between DRB1 * RA-associated alleles and amino acid substitution Thr565, whereas Cys651 was dependent of HLA-DRB1 *04, a strongly RA-linked allele ; c) ln Type-1 diabetes the observed association with TAP2/651 (TAP2F) was obviously secondary to HLA-DR4. Ln the second part of this research, we studied MICA expression on liver sections, and measured soluble MICA in serum samples of patients with AE and in patients with alcoholic cirrhosis. Ln normal controls, a constitutive faint expression of MICA was observed in the cytoplasm of the hepatic cells and apical membrane of bile duct cells. Ln the livers from cirrhotic patients, hepatic cells of the regeneration nodules and bile duct cells were heavily stained by the anti-MICA MoAb. Both ceIl type exhibited CD57 expression. Ln AE, the germinal layer of Echinococcus multilocularis was stained by the anti-MICA MoAb as well as CD 68+ epithelioid cells, macrophages and giant cells within the granuloma. Endothelial cells, bile duct and hepatic cell cytoplasm were stained intensively. CD8 T cells appeared more numerous where hepatic cells expressed MICA. Figures of close contacts between MICA+ hepatic cells and CD8+ T lymphocytes, and apoptotic changes in hepatocytes at the border of the granuloma, were observed. No soluble MlCA was found in the sera from patients with the studied liver diseases, whereas we found significant amount of MICA in the serum form patients with celiac disease. Our findings indicate that 1) association between TAP polymorphism and auto-immune diseases is frequently due to a linkage disequilibrium with HLA class II genes, and in infectious or autoimmune diseases, when found independently, its role, if any, is unclear ; 2) chronic liver aggressions are associated with a marked expression of MICA, but unlike celiac disease, they are not accompanied by MICA release in the serum. Further studies are needed to elucidate the role of MICA-NKG2D interactions in such diseases.