Dérégulation de la voie de l'interféron de type I dans la dermatomyosite juvénile: mieux comprendre la physiopathologie pour mieux identifier de nouveaux biomarqueurs pronostiques – JDMINF2
Comprendre la physiopathologie de la dermatomyosite juvénile
La dermatomyosite juvénile est une maladie auto-immune rare d'origine inconnue caractérisée par une surproduction non régulée d'interférons de type I. Nous nous intéressons aux mécanismes responsables de cette surproduction d'interférons de type I et à son impact sur la progression et la gravité de la maladie.
Comprendre la physiopathologie de la dermatomyosite juvénile
La dermatomyosite juvénile (DMJ) est une myopathie auto-immune pédiatrique rare et sévère, associée à une morbidité significative. Certains patients souffre d'une maladie chronique ou récidivante, entraînant une atrophie musculaire et une faiblesse musculaire persistante. Le manque de progrès dans la compréhension de la DMJ a limité l'identification de biomarqueurs fiables et le développement de nouvelles thérapies pour les formes sévères. Bien que le rôle central de la voie de l'interféron de type I (IFN-I) dans les lésions tissulaires soit reconnu, la chaîne exacte des événements, les mécanismes spécifiques et les acteurs cellulaires sous-jacents à cette production anormale de l'IFN-I restent à élucider. La variabilité du pronostic de la DMJ, allant de la maladie monophasique qui va guérir à une maladie plus chronique avec des rechutes, souligne le besoin de comprendre l'origine de cette pathologie. L'identification de biomarqueurs de l'activité de la maladie et de la réponse au traitement représente un besoin médical non satisfait. Les objectifs principaux du projet sont : 1. Comprendre la physiopathologie de la DMJ en testant l'hypothèse d'une infection virale qui pourrait être un facteur déclenchant et en caractérisant les voies inflammatoires dérégulées (production et réponses de l'IFN-I) aux niveaux circulant et tissulaire. Cela permettra de collecter des informations cruciales pour développer de nouveaux traitements ciblés. 2. Identifier au diagnostic des biomarqueurs de la progression de la maladie (sévérité, réponse au traitement de première ligne). L'ajustement précoce du traitement contribuera à réduire la morbidité et la mortalité de la DMJ.
Le projet adopte une approche méthodologique exhaustive, combinant diverses techniques avancées pour explorer la physiopathologie de la Juvenile Dermatomyosite (DMJ) et identifier des biomarqueurs:
-Pour l'étude des cellules immunitaires circulantes, le projet utilise des outils d'immunomonitoring standardisés, notamment des tests immunitaires fonctionnels TruCulture sur sang total, développés par le consortium "Milieu Intérieur (les échantillons de patients sont stimulés avec des activateurs des TLR (ODN, Poly(I:C), R848) qui induisent la production d'IFN-I). Ces tests permettent une caractérisation approfondie de la dérégulation de la signalisation de l'interféron de type I (IFN-I) via le profilage multi-analytes Luminex pour la quantification de 45 cytokines et les puces d'hybridation NanoString pour l'analyse transcriptomique de 800 gènes.
-Afin d'identifier les déclencheurs infectieux viraux, le projet a pour objectif d'évaluer la présence des anticorps IgG et IgM des virus les plus fréquents chez les patients DMJ à l'aide d'essais Luminex. De plus, la présence de transcrits viraux pourra être recherchée dans les tissus musculaires via les données de transcriptomique spatiale
-La caractérisation détaillée du tissu musculaire repose sur un protocole optimisé de transcriptomique spatiale (technologie Visium de 10x Genomics) appliqué sur des coupes de biopsies musculaires des patients atteints de DMJ. Cette technique permet une analyse des signatures pathologiques avec une résolution de 55 µm, mesurant l'expression génique dans des zones d'intérêt comme la vasculopathie ou les myofibres lésées, et permettant une segmentation tissulaire non supervisée. L'étude parallèle de la transcriptomique des cellules, réalisée sur des biopsies dissociées, aide à définir les signatures transcriptomiques spécifiques à chaque type cellulaire dans les muscles sains et pathologiques. Des analyses bioinformatiques sont menées pour permettre de relier des signatures transcriptomiques à des lésions tissulaires caractéristiques de la maladie.
Dans ce projet de recherche, nous avons adopté une approche translationnelle pour explorer les mécanismes de signalisation des IFN-I contribuant à la physiopathologie de la dermatomyosite juvénile (DMJ). Nous avons mené un recrutement prospectif de patients atteint de DMJ via un consortium regroupant plusieurs centres de référence français et européens. Nous avons ainsi pu analyser et corréler des marqueurs de la signalisation des IFN-I avec l'activité clinique de la DMJ. Cette analyse a été approfondie en fonction de différents critères cliniques, notamment l'expression d'auto-anticorps spécifiques, permettant de mieux comprendre l'hétérogénéité intrinsèque de la DMJ. Nous avons également évalué l'efficacité des inhibiteurs de JAK, un traitement novateur ciblant directement la signalisation des IFN-I. Cette stratégie thérapeutique a démontré une efficacité notable, avec 82 % des patients atteints d'une forme active de DMJ entrant en rémission après l'introduction de ce traitement.
Ces résultats confirment le potentiel des modulateurs d'IFN-I dans la prise en charge de la DMJ, en particulier chez les patients réfractaires aux traitements conventionnels.
Parallèlement à ces évaluations des thérapeutiques, nous avons étudié un groupe de patients présentant une DMJ recrutés au moment du diagnostic. Nos travaux ont mis en évidence la dérégulation d'une voie de détection des acides nucléiques, accompagnée d'une séropositivité significativement accrue à certains virus. En effet, dans une étude de suivi indépendante, réalisée sur des échantillons de plasma rétrospectifs prélevés entre 2020 et 2024, nous avons identifié un virus prépondérant parmi 20 infections infantiles courantes dépistées comme le seul virus présentant une séropositivité significativement accrue chez les patients atteints de DMJ par rapport à des témoins appariés en fonction de l'âge. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une dérégulation majeure des voies immunitaires stimulées par le Poly:IC, un analogue de l'ARN double brin utilisé pour imiter les infections virales à ARN. Enfin l'étude en transcriptomique spatiale du tissu musculaire nous a permis d'associer des voies moléculaires spécifiques à des lésions particulières des fibres musculaires. La comparaison des biopsies du même patient, réalisées au moment du diagnostic et deux ans après la rémission clinique, révèle une normalisation de la signature de l'interféron, mais une surexpression persistante des transcrits associés au stress myofibrillaire et au remodelage musculaire. Ces observations pourraient expliquer les récidives cliniques même après rémission initiale chez certains patients.
L'ensemble des résultats obtenus apporte une meilleure compréhension de la physiopathologie de la DMJ, avec des conséquences directes sur la prise en charge thérapeutique des patients.
Nos observations soutiennent l'hypothèse d'une possible infection virale comme déclencheur de la maladie. Nous avons pu associer des voies moléculaires spécifiques à des lésions particulières des fibres musculaires. Nous avons également montré que des signatures anormales persistent après la rémission, ouvrant la voie à la compréhension des rechutes de la maladie dans certains cas de DMJ.
Une avancée majeure dans la compréhension de la physiopathologie du DMJ a été l'identification du rôle central de la voie de l'interféron de type I (IFN-I) dans la pathologie tissulaire, qui le distingue nettement des autres myopathies. L'IFN-I joue un rôle bien défini dans l'immunité innée antivirale et des études épidémiologiques ont montré que la DMJ est régulièrement précédée de symptômes compatibles avec des infections. L'IFN de type I est généralement produit en réponse à la détection d'acide nucléique par des capteurs intracellulaires. À ce stade, on ne sait pas encore si une voie spécifique est impliquée dans tous les cas de DMJ. Les infections virales sont courantes chez les enfants appartenant à la tranche d'âge concernée par la DMJ, de sorte que la survenue de la maladie chez un petit pourcentage d'enfants exposés suggère l'existence de facteurs de prédisposition intrinsèques déclenchant le processus pathologique. Cependant, il n'existe actuellement aucun rapport faisant état de récidive familiale ou d'hérédité mendélienne dans la DMJ, ce qui indique que la susceptibilité génétique présumée n'est pas suffisante en soi pour déclencher la maladie. Nous avons précédemment publié des preuves de la séroconversion du SARS-CoV-2 concomitante à l'apparition et à la rechute de la maladie. Dans le cadre de ce projet de recherche, nous avons généré des preuves impliquant plus largement une infection virale à ARN courante comme déclencheur environnemental probable de la maladie. Par conséquent, notre hypothèse de travail est que la JDM résulte de l'apparition d'une réponse inflammatoire dérégulée induite par l'IFN-I, déclenchée par une infection virale chez les enfants prédisposés.
La dermatomyosite juvénile (DMJ) est une myopathie inflammatoire idiopathique rare et grave débutant dans l'enfance. La DMJ est associée à une morbidité et une mortalité importante. Malgré l’utilisation de nouvelles thérapies immunomodulatrices, 40 à 60 % des patients présentent une maladie récurrente ou chronique entraînant une faiblesse musculaire persistante et un handicap. Une des caractéristiques principales de la physiopathologie de la DMJ est une surproduction d'interférons de type I (IFN-I). Cependant, la physiopathologie exacte reste largement inconnue et le rôle de l'IFN-I dans l'apparition et la progression de la DMJ doit encore être étudiée. L'absence de découverte majeure dans la compréhension de cette maladie au cours des dernières décennies a entravé l'identification de biomarqueurs sensibles, fiables et faciles à tester et la découverte de nouveaux traitements pour les enfants atteints des formes graves et récalcitrantes de cette maladie. Notre hypothèse de recherche est que la DMJ résulte de la combinaison de facteurs environnementaux (par exemple une infection) entraînant une activation exacerbée de la production d'IFN-I par les cellules immunitaires et une sensibilité accrue à l’IFN-I des cellules immunitaires et/ou non immunitaires. Les objectifs de notre projet sont: 1) Elucider la physiopathologie de la DMJ en testant l'hypothèse d'une infection virale déclenchant la maladie et en caractérisant les voies inflammatoires dérégulées au niveau circulant et tissulaire. Cela permettra de recueillir des informations cruciales pour l'identification de nouveaux traitements ciblés. 2) Identifier les biomarqueurs de la progression de la maladie au diagnostic en corrélant une signature pathologique dans les tissus musculaires à l'historique de la progression de la maladie. Cela devrait permettre d'ajuster le traitement immunosuppresseur à un stade précoce de la maladie, et ainsi contribuer à diminuer la morbidité et la mortalité de la maladie de DMJ. Pour ce projet, nous bénéficions d’une large collection de biopsies de muscles et de plasma et de patients ainsi que d’un réseau national actif de cliniciens recruteurs. Les échantillons de sang prélevés au début de la maladie seront analysés en utilisant une combinaison des protocoles Omic hautement standardisés ("Milieu Intérieur") en association avec une analyse de cytométrie de masse. Les biopsies musculaires seront étudiées en utilisant un protocole de transcriptomique spatiale sur tissu musculaire humain que nous avons spécifiquement optimisé pour cette étude. Notre projet fournira des informations cruciales pour l'identification ou le repositionnement de nouveaux traitements ciblés dans la DMJ. Il permettra également d'identifier de nouveaux biomarqueurs prédictifs de la progression de la maladie et de la réponse au traitement de première ligne qui seront ensuite validés dans de futurs essais cliniques. Nous prévoyons également que nos travaux permettront d'identifier de nouveaux partenaires impliqués dans la régulation de la signalisation de l'IFN-I, ce qui aura un impact significatif en immunologie fondamentale et appliquée. Les informations générées à partir de l’étude de transcriptomique spatiale sur les biopsies musculaires fourniront un modèle pour étudier la réponse musculaire aux lésions inflammatoire ou ischémique (y compris des informations sur la réponse transcriptomique de chaque type de cellules résidentes/infiltrantes et leur interaction dans des conditions pathologiques). Nous nous attendons à ce que ce travail ait un impact important en biologie musculaire, car il ouvrira la voie à la comparaison des mécanismes compensatoires en situation pathologique dans le muscle.
Coordination du projet
Cyril Gitiaux (Université Paris-Est Créteil)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
UPEC Université Paris-Est Créteil
IMAGINE INSTITUT DES MALADIES GÉNÉTIQUES (IHU)
Laboratoire Immunologie Translationnelle
Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques
Aide de l'ANR 538 559 euros
Début et durée du projet scientifique :
octobre 2021
- 48 Mois