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Immunologie : principes et applications aux maladies neurologiques

Immunologie : principes et applications aux maladies neurologiques. Dr T. VINCENT Laboratoire d’Immunologie Hôpital St ELOI - CHU Montpellier. LT: thymus LB: moelle osseuse. anergie Lymph Treg. MAI = rupture de tolérance. * Tolérance centrale ( « élimination physique »)

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Immunologie : principes et applications aux maladies neurologiques

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  1. Immunologie : principes et applications aux maladies neurologiques Dr T. VINCENT Laboratoire d’Immunologie Hôpital St ELOI - CHU Montpellier

  2. LT: thymus LB: moelle osseuse anergie Lymph Treg... MAI = rupture de tolérance • * Tolérance centrale(« élimination physique ») • délétion des clones auto-réactifs • * Tolérance périphérique(« élimination fonctionnelle ») • contrôle des clones auto-réactifs persistants

  3. Réponse humorale:lymphocytes B / plasmocytes / auto-Ac TH1  IFNg TH17  IL17 Réponse cellulaire:lymphocytes T effecteurs MAI à médiation humorale:myasthénie, S. de Guillain Barré, Devic MAI à médiation cellulaire:SEP MAI = RI contre Ag du soi

  4. “quelles sont les maladies neurologiques périphériques ou centrales qui ont un immuno-marqueur qui sert au diagnostic et au suivi des patients”

  5. Qu’est ce qu’un “bon” bio-marqueur ?? - sensible: capacité à dépister tous les patients - spécifique: capacité à ne détecter que les patients - précoce - corrélé à la clinique: poussées -  rémissions - accessible - facile à identifier Existe-t-il ?? Où et comment le chercher ??

  6. Quel paramètre cibler ?? • Tolérance centrale: évaluation de la fonction thymique •  phénotypage lymphocytaire: LT naïfs (CD45RA+) •  TREC (T cell Receptor Excision Circles) / PCR • Tolérance périphérique: Treg CD4+CD25+Foxp3+ •  analyse quantitative: phénotypage lymphocytaire •  analyse fonctionnelle: culture cellulaire

  7. Réponse cellulaire: clones de LT auto-réactifs •  phénotypage lymphocytaire: activation T (HLA-DR) •  ELISPOT •  tétramères •  dosage des cytokines effectrices (IFNg, IL17...) • Réponse humorale:Auto-Ac • Présents dans le sérum = accessibles • techniques d’identification “simples” • souvent témoins de la maladie (onconeuronaux) • parfois pathogènes (SGB, Devic) Quel paramètre cibler ??

  8. avantages inconvénients Quelle(s) technique(s) utiliser ?? dépistage Immunofluorescence indirecte (IFI) • Sensible • Dépistage simultané de • plusieurs Ac • - peu onéreux • peu spécifique • lecture parfois délicate • - opérateur dépendant

  9. A WM ML NMO-IgG GL B ML WM Anti-endothelium C ML WM Marquage atypique de la BHE

  10. avantages inconvénients Quelle(s) technique(s) utiliser ?? Identification +/- quantification ELISA • Quantitatif • Sensible • +/- spécifique • Spécificité parfois moyenne • Ex: anti-gangliosides • Où fixer le cut-off ?? • Ex: anti-MAG

  11. Exemple des neuropathies périphériques Avec Ac anti-myéline / MAG dépistage indentification IFI sur nerf sciatique ELISA anti-MAG Cut-off à 1000 BTU - sensibilité: 95% - spécifique: 87% Cut-off à 10 000 BTU - sensibilité: 62% - spécifique: 100% • Sensibilité: 73% • Spécifique: 96%

  12. 60 kDa 50 kDa 40 kDa WB Euroimmun Extrait de cervelet de primate 30 kDa avantages inconvénients • identifications multiples • perte des épitopes conformationnels • lecture parfois délicate Quelle(s) technique(s) utiliser ?? Identification +/- quantification Western blot

  13. IgM IgG Anti-GT1a ++ Anti-GQ1b +++ avantages inconvénients • conformation respectée • Sensible • Spécifique • au mieux semi-quantitatif Quelle(s) technique(s) utiliser ?? Identification +/- quantification immunodot

  14. Lignée AQP4+ Lignée AQP4- avantages inconvénients • conformation native • Sensible • Spécifique • +/- quantitatif • lourdeur (culture) • non standardisable Quelle(s) technique(s) utiliser ?? Identification +/- quantification Test cellulaire (CBA)

  15. Bio-marqueurs: beaucoup de candidats mais peu d’élus...

  16. Department of Neurology, University of Heidelberg, Germany Journal of Neuroinflammation 2010, 7:21 = Anti-ARHGAP26

  17. Patiente de 33 ans • - Caucasienne • - Pas d’antécédents particuliers • “rhume” bénin 2 semaines auparavant • ataxie cérébelleuse inflammatoire sub-aiguë •  Ataxie + dysarthrie + diplopie

  18. IFI sur coupe de cervelet de souris • Marquage intense de la couche moléculaire + cell de Purkinje + substance blanche Sérum 1/ 6000 – LCR 1/2000

  19. Ataxie Cérébelleuse Auto-immune (ACA) avec présence d’IgG1 anti-ARHGAP26 IFI sur coupe de cervelet de singe + LCR Sans pré-adsorption pré-adsorption / IP3R1 pré-adsorption / ARHGAP26

  20. Canadian Pediatric Demyelinating Study

  21. IFI sur coupe de cervelet de singe (IL) + sérum Cellules de Purkinje + couche moléculaire

  22. IFI sur coupe de cervelet de singe (IL) + sérum Cellule de Purkinje et ses dendrites

  23. Garçon de 4 ans • - Caucasien • - Pas d’antécédents particuliers • clinique de type « ADEM-like » • monophasique: asymptomatique depuis 2 ans

  24. Anti-aquaporine-4 Le bio-marqueurs parfait ??

  25. Absent in MS Early diagnosis  specific treatment NMO-IgG Sensitivity : 73% Specificity : 91%

  26. IIF on primate cerebellum slides (1/100) (the Binding Site) WM GL ML

  27. 293-EGFP 293-AQP4/EGFP 4 4 4 4 4 4 1/800 10 10 10 10 10 10 APC 3 3 3 3 3 3 MFI 228.3 MFI 1.73 10 10 10 10 10 10 2 2 2 2 2 2 10 10 10 10 10 10 1 1 1 1 1 1 10 10 10 10 10 10 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 EGFP EGFP 0 0 0 0 0 0 10 10 10 10 10 10 1/3200 APC MFI 1.70 MFI 69.4 1/51200 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 EGFP EGFP Sensible AQP4 spécifique quantitatif APC MFI 1.68 MFI 4.7 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 EGFP EGFP Test cellulaire Aquaporine-4 Lignée AQP4+ Lignée AQP4-

  28. Corrélation concentration sérique des anti-AQP4 / Activité de la maladie Takahashi T et al. Anti-aquaporin-4 antibody is involved in the pathogenesis of NMO: a study on antibody titre. Brain 2007;130:1235-43. Jarius S et al. Antibody to aquaporin-4 in the long-term course of neuromyelitis optica. Brain 2008;131:3072-80.

  29. Au diagnostic: • screening  IFI • identification / quantification  rAQP4 Pour le suivi: Test quantitatif  rAQP4 Maladie de Devic

  30. Waters P. et al., The International MS Journal 2008; 15: 99-105, p 4

  31. Mc Keon et al. Arch Neurol. 2009 Sep;66(9):1134-8.

  32. Antiaquaporin 4 antibodies detection by different techniques in neuromyelitis optica patients. Fazio R. et al. Mult Scler. 2009 Oct; 15 (10) p1553-63

  33. Corrélation activité cytolytique / sévérité Hinson SR, et al. Prediction of neuromyelitis optica attack severity by quantitation of complement-mediated injury to aquaporin-4-expressing cells. Arch Neurol 2009;66:1164-7. Titres NMO-IgG Mild # Severe Propidium iodide positive cells %

  34. Corrélation activité cytolytique / concentration sérique Activité cytolytique (UA/ml) Anti-AQP4 (UA/ml)

  35. Absence de corrélation concentration sérique / évolution Anti-AQP4 (UA/ml) rémission rechute

  36. Au diagnostic: • screening IFI •  Sensibilité # 50-60 % •  spécificité > 90% • identification / quantification rAQP4 Pronostic: NMO-IgG+  EDSS = 5.1  2.2 (n=21) NMO-IgG-  EDSS = 3.5  1.7 (n=14) Akman-Demir G. et al. J Neurol. 2010 Oct 17. [Epub ahead of print] Pour le suivi: rAQP4  concentration sérique ??  activité cytolytique ?? NMO

  37. « NMO-related Diseases » Risk of NMO Risk of relapses NMO-IgG Recurrent optic neuritis: 10% LETM: 25%

  38. Valeur ajoutée d’unexamen biologique De la bonne interprétation d’un résultat biologique

  39. Préscription de l’analyse biologique intervention Très forte (+) Seuil d’affirmation De la maladie forte (-) moyenne indécision (+) Seuil d’exclusion De la maladie faible (-) Très faible abstention Probabilbité pré-test (%) Probabilbité post-test (%) D’après H.Delacour et al. Immuno-analyse et biologie spécialisée (2009) 24, 92-99

  40. Communicating diagnostic accuracy Question 1 Sensitivity: 95% Specificity: 90% Pre-test probability: 2.5% Post-test probability ??? 10% 20% 50% 80% 90%

  41. Communicating diagnostic accuracy Question 1 Sensitivity: 95% Specificity: 90% Pre-test probability: 2.5% Post-test probability ??? 10% 20% 50% 80% 90%

  42. Communicating diagnostic accuracy Question 1 Tendance à surestimer la probabilité d’une maladie après un résultat biologique positif Sensitivity: 95% Specificity: 90% Pre-test probability: 2.5% Post-test probability ??? 10% 20% (9% of respondents) 50% 80% 90%

  43. Rapports de vraisemblance “likelihood ratios” RV+ : probabilité d’avoir un test + si on est malade / probabilité d’avoir un test + si on n’est pas malade = Se / (1 – Sp) RV- : probabilité d’avoir un test - si on est malade / probabilité d’avoir un test - si on n’est pas malade = (1 – Se) / Sp

  44. Rapports de vraisemblance “likelihood ratios”

  45. Nomogramme de Fagan H.Delacour et al. Immuno-analyse et biologie spécialisée (2009) 24, 92-99 Rapport de vraissemblance Probabilbité pré-test (%) Probabilbité post-test (%) 0.1 99 99 0.1 Probabilité pré-test x RV = probabilité post-test

  46. RV+ RV- Probabilité pré-test x RV = probabilité post-test

  47. problème de certains positifs faibles anti-GM1+, anti-MAG 1000-2000 U...

  48. Recherche d’Ac onconeuronaux Mr Thierry L.(53 ans) • - HIV + • HCV + (1995) • infactus du myocarde (02/2011) • Kc du grêle + métastases hépatiques (2011) • diabète, maladie bipolaire... - Juin 2011:syndrôme cérébelleux + déficit moteur membre inf G TDM et IRM # normaux

  49. IFI sur lame de cervelet de primate (1/100)

  50. 293-AQP4/GFP 293-GFP Anti-IgG-APC EGFP EGFP Anti-AQP4 = 368 UA / ml

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