Intérêt du dosage des cytokines

Des médiateurs indispensables

Les cytokines sont des médiateurs essentiels qui régulent les réponses immunitaires et inflammatoires via des réseaux complexes. Elles sont utilisées comme biomarqueurs pour de nombreuses pathologies. La quantification des cytokines dans les prélèvements biologiques est ainsi devenue un puissant outil de diagnostic, de pronostic et de suivi thérapeutique de diverses pathologies.

Les cytokines sont des protéines de faible poids moléculaire secrétées par les cellules immunitaires. Une cytokine peut être sécrétée par différents types de cellules et peut agir sur plusieurs types de cellules, produisant de multiples réponses biologiques.

Les cytokines présentes dans le milieu extracellulaire au cours d’une réponse immunologique peuvent interagir de manière pléiotropique (effets différents sur différents types de cellules cibles), redondante (plusieurs cytokines ont le même effet), synergique (effet coopératif de plusieurs cytokines), antagoniste (inhibition des effets d’une cytokine par une autre) ou par induction en cascade (mécanisme de rétroaction à plusieurs étapes pour la production amplifiée d’une cytokine particulière). Ces interactions permettent le recrutement et l’activation coordonnés d’un réseau de cellules immunitaires par un nombre relativement faible de cytokines produites par un seul type de cellule (par exemple, les macrophages ou les cellules « T helper »).

Les cytokines peuvent agir sur les cellules qui les sécrètent (action autocrine), sur les cellules voisines (action paracrine), ou dans certains cas sur des cellules éloignées (action endocrine).

Différents types de cellules coordonnent leurs activités dans le cadre du système immunitaire, notamment les cellules B, les cellules T, les macrophages, les mastocytes, les neutrophiles, les basophiles et les éosinophiles. Chaque type de cellules a un rôle distinct dans le système immunitaire et communique avec les autres cellules immunitaires par le biais de cytokines sécrétées. Les macrophages phagocytent les corps étrangers et stimulent la réponse spécifique antigène-dépendante par les cellules B et T et la réponse non spécifique par d’autres types de cellules. Les cellules T sécrètent des facteurs pour coordonner et stimuler les réponses immunitaires à un antigène spécifique La prolifération et l’activation des éosinophiles, des neutrophiles et des basophiles répond également à l’activation par des cytokines.

Cytokines

Classification des cytokines

Les cytokines peuvent être classées en différentes catégories :

  • Facteurs de nécrose tumorale (TNF – Tumor Necrosis Factors)
  • Interleukines (IL – cytokines fabriquées par un leucocyte et agissant sur d’autres leucocytes)
  • Lymphokines (cytokines fabriquées par les lymphocytes)
  • Monokines (cytokines fabriquées par les monocytes)
  • Chimiokines (cytokines ayant des activités chimiotactiques)
  • Interférons (IFN – impliqués dans la réponse antivirale)
  • Facteurs de stimulation des colonies (CSF – Colony Stimulating Factors)
  • Facteurs de croissance transformants (TGF – Transforming Growth Factors).

Les cytokines peuvent aussi être classées selon leur action pro-inflammatoire (IL-1𝛽, IL-6, IL-8, IL-12, TNF-𝛼, IFN-g …) ou antiinflammatoire (IL-4, IL-6, IL-10, IL-11, IL-13, TGF-𝛽…). Certaines cytokines peuvent donc avoir des propriétés pro- ou antiinflammatoires, en fonction du contexte biologique (IL-6).

 

La liste ci-dessous montre des exemples typiques de pathologies et des cytokines associées (C.Liu & al 2021):

  • Maladies auto-immunes : IL-1, IL-2, IL-6, IL-12, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, IL-23,TNF-𝛼, IFN-𝛼, IFN-𝛾 [62]
  • Allergies : IL-1, IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13 [219]
  • Maladie d’Alzheimer : TNF-𝛼, TGF-𝛽, IL-1, IL-4, IL-6, IL-10 [220]
  • Athérosclérose : TNF-𝛼, IFN-𝛾, TGF-𝛽, IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18, IL-20, IL-33, IL-37 [221]
  • Troubles cardiovasculaires : TNF-𝛼, TGF-𝛽, IL-1, IL-6, IL-10, IL-17, IL-18 [51]
  • Cancers : TNF-𝛼, TRAIL, IL-6, IL-10, IL-12, IL-17, IL-23 [3]
  • Dépression : TNF-𝛼, IFN-𝛾, IL-1, IL-2, IL-6 [222]
  • Pathologies gastrointestinales : TNF-𝛼, IFN-𝛾, TGF-𝛽, IL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10 [223]
  • Sepsis : TNF-𝛼, IFN-𝛾, TGF-𝛽, MIF, IL-1, IL-6, IL-4, IL-10, IL-12 [224]
  • Vieillissement (qui n’est pas une maladie) : IL-6, IL-8, IL-10, IL-13, TNF-𝛼, IFN-𝛾

Cytokines pro-inflammatoires et antiinflammatoires

L’équilibre dynamique entre cytokines pro-et anti-inflammatoires joue un rôle fondamental dans le système immunitaire de l’hôte.

La réponse inflammatoire débute par la libération de cytokines pro-inflammatoires dont le rôle principal est de communiquer aux tissus environnants la survenue d’une infection ou d’une blessure. Ces cytokines peuvent pénétrer dans la circulation systémique pour activer l’activation de cellules immunitaires. Elles peuvent aussi altérer l’équilibre physiologique de l’hôte (phase aiguë de l’inflammation : fièvre, production de cortisol, stimulation hépatique…).

Les cytokines pro-inflammatoires libérées de manière coordonnée par les macrophages activés jouent ainsi un rôle primordial dans la défense de l’hôte contre l’infection microbienne.

Une réponse inflammatoire excessive peut cependant conduire à une inflammation chronique et perturber l’homéostasie biologique. Les maladies auto-immunes (diabète de type 1, polyarthrite rhumatoïde, maladies inflammatoires de l’intestin, sclérose en plaques…) sont des exemples de pathologies liées à une surexpression des défenses immunitaires, liée en particulier à l’interféron IFN-γ.

Les cytokines anti-inflammatoires telles que l’antagoniste du récepteur de l’IL-1, l’IL-4, l’IL-6, l’IL-10, l’IL-11, l’IL-13 et le TGF-β inhibent la réponse inflammatoire excessive des cytokines pro-inflammatoires.

Les cytokines pro- et antiinflammatoires ont une importance biologique et clinique majeure sur la différenciation des cellules immunitaires, l’inflammation, l’angiogenèse, la tumorigenèse, la neurobiologie, la pathogenèse virale, l’athérosclérose, le cancer, et même le vieillissement.

Des niveaux non régulés de cytokines pro- et anti-inflammatoires, peuvent avoir des répercussions négatives importantes sur la santé.

Le système immunitaire agirait donc comme une « épée à double tranchant », pouvant soit guérir, soit nuire à l’organisme.

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Nos laboratoires réalisent régulièrement le dosage de cytokine par méthodes ELISA et Multiplex, en particulier dans le cadre d’études précliniques ou cliniques.

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