L’interleukine-18 exacerbe l’inflammation cutanée et affecte la formation de micro-abcès et de squames dans un modèle murin de psoriasis induit par l’imiquimod
Le psoriasis est une maladie inflammatoire chronique de la peau qui affecte 2 à 3 % de la population mondiale. Malgré des recherches approfondies, l’étiologie exacte du psoriasis reste mal comprise, bien qu’elle soit largement considérée comme impliquant une interaction complexe de cytokines et de chimiokines produites par diverses cellules immunitaires et tissulaires. Parmi ces cytokines, l’interleukine-18 (IL-18), une cytokine pro-inflammatoire puissante de la famille de l’IL-1, a été impliquée dans la pathogenèse du psoriasis. Des études antérieures ont montré que les niveaux d’IL-18 sont élevés dans les lésions psoriasiques de type plaque actives et progressives, et que les niveaux sériques ou plasmatiques d’IL-18 corrèlent avec l’indice de sévérité et d’étendue du psoriasis (PASI). Cependant, les mécanismes spécifiques par lesquels l’IL-18 exacerbe l’inflammation psoriasique restent mal compris. Cette étude visait à examiner le rôle de l’IL-18 dans un modèle murin de psoriasis induit par l’imiquimod (IMQ), en utilisant des souris knock-out (KO) pour l’IL-18 et des souris de type sauvage (WT) pour élucider les effets de cette cytokine sur l’inflammation cutanée, les caractéristiques pathologiques et les profils cytokiniques.
Introduction
Le psoriasis est caractérisé par une prolifération anormale des kératinocytes, une infiltration de cellules immunitaires et la production de cytokines pro-inflammatoires. La maladie est considérée comme étant principalement médiée par les cellules T helper 1 (Th1) et T helper 17 (Th17), qui sécrètent respectivement des cytokines telles que l’interféron-gamma (IFNγ) et l’interleukine-17 (IL-17). L’IL-18, une cytokine structurellement et fonctionnellement similaire à l’IL-1β, joue un rôle critique dans l’activation des cellules Th1 et dans la promotion du développement des cellules Th17 en collaboration avec l’IL-23. L’IL-18 est connue pour agir en synergie avec l’IL-23 afin d’amplifier l’hyperplasie épidermique et l’inflammation de type psoriasique. Malgré ces découvertes, les mécanismes précis par lesquels l’IL-18 contribue à la pathogenèse du psoriasis restent obscurs. Cette étude visait à combler cette lacune en examinant les effets de l’IL-18 dans un modèle murin de psoriasis induit par l’IMQ, en se concentrant sur l’inflammation cutanée, les profils cytokiniques et les caractéristiques pathologiques telles que les micro-abcès et la formation de squames.
Méthodes
Modèle murin et traitement
Des souris C57BL/6 et des souris KO pour l’IL-18 (de fond génétique C57BL/6) ont été utilisées dans cette étude. Les souris ont été divisées en quatre groupes : groupe témoin WT (n=12), groupe témoin KO pour l’IL-18 (n=12), groupe WT + IMQ (n=13) et groupe KO pour l’IL-18 + IMQ (n=11). La peau dorsale des souris a été rasée pour exposer une zone de 2 cm x 3 cm. Les souris traitées par l’IMQ ont reçu une application quotidienne de 62,5 mg de crème à 5 % d’IMQ, tandis que les souris témoins ont reçu un volume équivalent de crème vaseline. Des échantillons de peau ont été prélevés chez toutes les souris au jour 8 après le traitement.
Évaluation de l’inflammation cutanée
La sévérité de l’inflammation cutanée induite par l’IMQ a été évaluée à l’aide d’un système de notation basé sur le PASI clinique. L’érythème, la desquamation et l’épaississement ont été notés indépendamment de 0 à 4, avec des scores cumulatifs allant de 0 à 12. La notation a été réalisée par trois investigateurs indépendants.
Analyse histopathologique
Les échantillons de peau ont été soumis à une coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) pour évaluer les caractéristiques pathologiques telles que l’acanthose, l’infiltration cellulaire dermique, les micro-abcès de Munro et la formation de squames. Les mesures de l’épaisseur de l’acanthose, de la surface des squames et de la surface des micro-abcès ont été réalisées à l’aide du logiciel Image-Pro Plus. Des comptages cellulaires dans la couche dermique ont également été effectués.
Profilage cytokinique
L’ARN total a été extrait des biopsies cutanées et rétrotranscrit en ADNc. La PCR en temps réel a été utilisée pour quantifier les niveaux d’expression des cytokines associées au psoriasis, notamment l’IL-1β, l’IL-4, l’IL-12, l’IL-15, l’IL-17, l’IL-23, l’IL-27 et l’IFNγ. L’immunohistochimie (IHC) a été réalisée pour évaluer les niveaux protéiques de l’IL-1β, de l’IL-27, de la CXCL1 et de la Ly6g.
Résultats
L’IL-18 exacerbe l’inflammation cutanée induite par l’IMQ
Les souris WT traitées par l’IMQ ont développé un érythème, un épaississement épidermique et des squames argentées, tandis que les souris KO pour l’IL-18 ont présenté des lésions cutanées plus légères. Les scores PASI ont révélé que les souris WT traitées par l’IMQ présentaient un érythème, une desquamation et un épaississement significatifs du jour 2 au jour 7, avec une régression au jour 8. En revanche, les souris KO pour l’IL-18 ont montré une augmentation continue des symptômes sur une période de 8 jours. Les scores PASI cumulatifs étaient significativement plus bas chez les souris KO pour l’IL-18 par rapport aux souris WT du jour 3 au jour 7, indiquant que l’IL-18 exacerbe l’inflammation cutanée induite par l’IMQ.
Résultats histopathologiques
La coloration H&E a montré que les souris KO pour l’IL-18 traitées par l’IMQ présentaient une acanthose plus légère (98,46 ± 14,12 μm vs. 222,68 ± 71,10 μm) et une infiltration cellulaire dermique réduite (572,25 ± 47,45 cellules/champ vs. 762,47 ± 59,59 cellules/champ) par rapport aux souris WT. Les souris témoins n’ont montré aucune inflammation ou épaississement épidermique significatif.
L’IL-18 influence les micro-abcès de Munro et la formation de squames
Les souris KO pour l’IL-18 traitées par l’IMQ présentaient des surfaces significativement plus grandes de micro-abcès de Munro (11 467,83 ± 5 112,09 μm² vs. 4 093,19 ± 2 591,88 μm²) et de squames (100 935,24 ± 41 167,77 μm² vs. 41 604,41 ± 14 184,10 μm²) par rapport aux souris WT. Ces résultats suggèrent que l’IL-18 pourrait jouer un rôle dans la formation de ces caractéristiques pathologiques.
Profils cytokiniques
L’analyse par PCR en temps réel a révélé que les souris KO pour l’IL-18 traitées par l’IMQ présentaient des niveaux d’ARNm significativement plus élevés pour l’IL-1β (343,04 vs. 54,99), l’IL-27 (1 360,68 vs. 373,15) et l’IL-4 (6 276,45 vs. 1 312,03) par rapport aux souris WT. En revanche, les niveaux d’ARNm de l’IL-17 étaient diminués chez les souris KO pour l’IL-18 (89,29 vs. 188,34). L’IHC a confirmé des niveaux protéiques accrus d’IL-1β et d’IL-27 chez les souris KO pour l’IL-18, en accord avec les résultats d’ARNm.
Infiltration de neutrophiles et expression de CXCL1
L’analyse immunohistochimique a montré que les souris KO pour l’IL-18 traitées par l’IMQ présentaient des niveaux d’expression significativement plus bas de la CXCL1 (0,19 ± 0,01 vs. 0,75 ± 0,14), une chimiokine impliquée dans le recrutement des neutrophiles. Cependant, la Ly6g, un marqueur des neutrophiles, était significativement augmentée dans l’épiderme des souris KO pour l’IL-18 (0,23 vs. 0,01), suggérant un rôle potentiel de l’IL-18 dans l’infiltration des neutrophiles.
Discussion
Cette étude fournit des preuves convaincantes que l’IL-18 exacerbe l’inflammation cutanée de type psoriasique induite par l’IMQ chez la souris. Les résultats démontrent qu’une déficience en IL-18 entraîne des lésions cutanées plus légères, une acanthose réduite et une infiltration cellulaire dermique diminuée. Cependant, les souris KO pour l’IL-18 présentaient des surfaces plus grandes de micro-abcès de Munro et de squames, indiquant que l’IL-18 pourrait influencer ces caractéristiques pathologiques. Les données de profilage cytokinique suggèrent que l’IL-18 régule à la hausse les cytokines pro-inflammatoires telles que l’IL-17 tout en régulant à la baisse les cytokines protectrices comme l’IL-4 et l’IL-27. De plus, l’IL-18 semble promouvoir l’infiltration des neutrophiles, comme en témoigne l’expression accrue de Ly6g dans l’épiderme des souris KO pour l’IL-18.
Les niveaux élevés d’IL-1β chez les souris KO pour l’IL-18 pourraient refléter un mécanisme compensatoire en raison des similitudes structurelles et fonctionnelles entre l’IL-18 et l’IL-1β. Les deux cytokines appartiennent à la famille de l’IL-1 et partagent des voies de signalisation, y compris l’activation du facteur nucléaire kappa B (NF-κB). L’expression accrue d’IL-4 et d’IL-27 chez les souris KO pour l’IL-18 suggère que l’IL-18 pourrait inhiber ces cytokines protectrices, exacerbant ainsi l’inflammation. L’IL-4 est connue pour ses propriétés anti-inflammatoires, tandis que l’IL-27 peut inhiber l’activité de l’IL-18 en augmentant la protéine de liaison à l’IL-18 (IL-18BP).
Le rôle des neutrophiles dans le psoriasis reste controversé. Bien que les neutrophiles soient un composant clé des micro-abcès de Munro, leur contribution exacte à la sévérité de la maladie n’est pas claire. L’expression accrue de Ly6g chez les souris KO pour l’IL-18 suggère que les neutrophiles pourraient être plus abondants dans l’épiderme, bien que cela ne corrèle pas avec des lésions cutanées plus sévères. Cette divergence mérite une investigation plus approfondie.
Conclusion
En conclusion, cette étude met en lumière le rôle critique de l’IL-18 dans l’exacerbation de l’inflammation cutanée de type psoriasique induite par l’IMQ chez la souris. Une déficience en IL-18 entraîne des lésions cutanées plus légères, une acanthose réduite et une infiltration cellulaire dermique diminuée, mais des surfaces plus grandes de micro-abcès de Munro et de squames. Les données de profilage cytokinique suggèrent que l’IL-18 régule à la hausse les cytokines pro-inflammatoires et à la baisse les cytokines protectrices, aggravant ainsi l’inflammation psoriasique. De plus, l’IL-18 pourrait influencer l’infiltration des neutrophiles et la formation de caractéristiques pathologiques telles que les micro-abcès et les squames. Ces résultats fournissent des informations précieuses sur les mécanismes par lesquels l’IL-18 contribue à la pathogenèse du psoriasis et pourraient éclairer le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant l’IL-18 dans le traitement du psoriasis.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000140