Induction d’une hépatite auto-immune induite par des médicaments chez des souris BALB/c pour l’étude de ses mécanismes pathogènes

Le but de cette méthode est de décrire un modèle murin d’hépatite auto-immune induite par un médicament qui se développe in vivo et de démontrer comment il peut être utilisé pour étudier les bases moléculaires, immunologiques et génétiques de cette maladie. L’objectif à long terme de nos études est de découvrir les mécanismes responsables du développement de l’inflammation chronique du foie et des lésions en étudiant le DIH chez les patients sensibles. Les maladies du foie et la cirrhose constituent la sixième cause de décès chez les adultes âgés de 25 à 64 ans. Le DILI idiosyncratique, parfois appelé hépatite auto-immune induite par les médicaments (DIH), est la troisième cause la plus fréquente d’insuffisance hépatique aiguë aux États-Unis. Le DIH est le processus d’hypersensibilisation hépatique induit par les médicaments le plus courant observé chez environ 9 à 12% des patients atteints d’hépatite^{auto-immune 1}. L’écrasante majorité des patients atteints de DIH sont des femmes ^2,3,4. Un type de DIH se développe chez les personnes sensibles après l’administration d’anesthésiques volatils halogénés tels que l’isoflurane, le sévoflurane, le desflurane ou l’halothane. Ces anesthésiques se lient de manière covalente aux protéines hépatiques avec des produits réactifs de leur métabolisme, créant ainsi de nouveaux autoantigènes capables de provoquer des réponses allergiques ou auto-immunes⁵.

L’étude des mécanismes pathogènes impliqués dans le développement de l’anesthésique et de toute forme de DIH a déjà été entravée par l’absence d’un modèle animal qui imite étroitement l’induction de la maladie humaine. Nous avons développé un modèle murin expérimental de DIH avec des caractéristiques ressemblant à DILI à médiation immunitaire chez les patients. L’hépatite est induite par l’immunisation avec l’un des deux autoantigènes qui ont été modifiés de manière covalente par le métabolite du chlorure de trifluoroacétyle (TFA) qui se forme à la suite du métabolisme oxydatif de l’anesthésique par l’enzyme cytochrome P450 2E1 (CYP2E1)⁵. Un autoantigène est la fraction hépatique cytosolique hépatique S100, qui est un mélange de plusieurs protéines⁶, et le second autoantigène est un épitope du CYP2E1 qui est reconnu par les sérums de patients atteints de DILI⁷ à médiation immunitaire anesthésique. En utilisant des souris BALB/c, qui sont relativement résistantes à l’hépatite auto-immune expérimentale, nous distinguons notre modèle du modèle d’immunisation induite par S100 de l’hépatite auto-immune chez les souris C57Bl/6J⁸.

En raison de ses diverses présentations cliniques, le DIH est difficile à étudier chez les patients. Les modèles expérimentaux translationnels offrent la possibilité d’évaluer la pathogenèse de la maladie in vivo et in vitro. À l’heure actuelle, il n’existe pas d’autres méthodes alternatives pour induire le DIH qui examinent pleinement in vivo ou in vitro les réponses immunitaires adaptatives ou innées sans l’utilisation d’animaux. De plus, étant donné que la trifluoroacétylation du S-100 ou de l’épitope CYP2E1 ne semble pas produire d’immunogène irritant et que nous induisons le DIH par immunisation avec des protéines altérées par le TFA, ces animaux ne recevront pas d’éther, d’anesthésique halogéné, de barbiturique ou d’alcool avant l’immunisation ou d’autres procédures, étant donné que ces agents peuvent modifier les paramètres que nous étudions. Malgré cela, nous avons réduit notre utilisation de souris en utilisant la simulation informatique pour confirmer les préférences de liaison de notre épitope⁹ CYP2E1 découvert et avons reflété le DIH humain impliquant le sexe féminin en démontrant que les souris FEMELLES BALB / c développent un DIH¹⁰ plus sévère.

Malgré les diverses présentations du DIH chez les patients et les défis dans l’étude de la maladie clinique, la modification post-traductionnelle des protéines natives par les métabolites réactifs des médicaments est un mécanisme clé accepté dans la pathogenèse DIH qui suit les anesthésiques halogénés¹¹. Les chercheurs admettent également que le CYP2E1 est un autoantigène majeur dans ce processus^12,13. Le rôle des lymphocytes T CD4+régulés à la hausse par l’interleukine (IL)-4 qui reconnaissent un CYP2E1 modifié post-traductionnellement et d’autres protéines hépatiques est un initiateur accepté du DIH anesthésique en attirant les neutrophiles, les éosinophiles et les mastocytes dans le foie¹⁴, et ce mécanisme a été confirmé dans de nombreuses formes de DIH^15,16. Les lymphocytes T CD4+CD25+T (Tregs) exprimant FoxP3 induits réduisent la gravité de la DIH, et les déficiences relatives de ces cellules dans la rate aggravent la DIH ^10,7. Ainsi, la majorité des progrès dans la compréhension du DIH ont été rendus possibles en utilisant des modèles murins in vivo pour évaluer les mécanismes génétiques, métaboliques et immunologiques du DIH in vivo et in vitro.

Étant donné que nous et d’autres chercheurs avons découvert des rôles pour l’IL-4, les neutrophiles et les éosinophiles dans l’initiation du DIH en utilisant différents modèles murins, nous pensons que cette observation appuie notre affirmation selon laquelle, quel que soit le modèle DIH utilisé, l’hépatite et les blessures sont induites par l’IL-4. La force de notre protocole réside dans l’utilisation de la méthodologie in vivo, à la fois des souris mâles et femelles, et la répétition de l’histologie, des tests de prolifération des lymphocytes T CD4+ et des cytokines. La force de notre utilisation des études in vitro est qu’elles réduisent le nombre de souris nécessaires tout en fournissant la méthodologie pour isoler les interactions cellulaires qui conduisent au DIH. Nous recommandons l’utilisation de souris mâles et femelles, car cela réduit la possibilité de biais inconscients dans l’interprétation des résultats et renforce le potentiel de traduction de nos études puisque l’incidence, la prévalence et la gravité du DIH sont plus élevées chez les femmes¹⁷. Nous recommandons que les souris soient obtenues auprès d’un seul fournisseur; toutefois, si cela n’est pas possible, procurez-vous des témoins de compagnons de litière ou des souris de type sauvage auprès du même fournisseur que les souris génétiquement modifiées.