Profil phénotypique du polynucléaire éosinophile au cours des exanthèmes maculopapuleux médicamenteux et du DRESS syndrome

Phenotypic profile of eosinophils in drug induced exanthema and DRESS syndrome

• Auteur / Autrice : Frédéric Dezoteux
• Direction : Delphine Staumont-Sallé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 19/06/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institute for Translational Research in Inflammation (Lille) - Institute for Translational Research in Inflammation - U 1286
• Jury : Président / Présidente : Angèle Soria
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lars E. French, Guillaume Lefèvre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Emmanuel Kahn, Audrey Nosbaum

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dégranulation cellulaire

Toxidermies

Syndrome d'hypersensibilité médicamenteuse

Test d'activation des basophiles

Toxidermies

Éosinophiles

Mots clés libres

DRESS

Eosinophiles

Toxidermie

Dégranulation

Eosinophils

Drug hypersensitivity

Dress

Drug allergy

Résumé

Introduction : Le syndrome d'hypersensibilité médicamenteuse ou DRESS pour « Drug Reaction with Eosinophilia and Systemic Symptoms » est une toxidermie grave pouvant mettre en jeu le pronostic vital des patients en lien avec des atteintes d'organes graves. Aucune étude n'a porté sur la caractérisation des polynucléaires éosinophiles (PNE) alors que paradoxalement l'éosinophilie fait partie des critères diagnostiques. De même, les données sur l'origine des PNE sont éparses et contradictoires concernant la polarisation T ou l'implication des ILC2 (innate lymphoid cells type 2) dans le recrutement des PNE. Méthodes : Nous avons réalisé une étude prospective non interventionnelle multicentrique dont les objectifs étaient : premièrement, d'évaluer le profil d'activation des PNE au niveau cutané et d'autres organes à travers la mise au point d'une méthode originale et automatisée de détection du marquage immunohistochimique de la dégranulation des protéines cationiques (eosinophil peroxidase, EPX) dans les tissus. Deuxièmement, nous avons évalué le phénotype d'activation des PNE au niveau circulant (marqueurs membranaires d'activation, dosages sériques cytokiniques, chimiokiniques et protéines cationiques, i.e., eosinophil cationic protein, ECP), en comparaison à des groupes contrôles sains et des groupes de toxidermies contrôles à savoir l'exanthème maculopapuleux médicamenteux associé ou non à une éosinophilie (>0,5G/L). Résultats : Premièrement, nous avons démontré que si les PNE infiltrent les tissus dans des maladies éosinophiliques, le niveau de dégranulation des PNE semble ne pas être strictement associée à la densité de cet infiltrat et diffère entre les maladies mais également entre les patients atteints d'une même maladie. Au cours des toxidermies, nous montrons la présence (très faible) des PNE dans la peau. Cependant, le PNE infiltre faiblement la peau et apparaît relativement peu activé et donc potentiellement faiblement impliqué dans les lésions cutanées au cours des toxidermies y compris celles où l'éosinophilie est un élément classique du diagnostic (DRESS). Le taux de PNE circulants au cours des toxidermies n'apparaît donc pas discriminant pour confirmer l'implication du PNE dans la survenue de dommages cutanés. L'analyse fonctionnelle des PNE cutanés a montré un état d'activation plus élevé dans les organes atteints en cas de DRESS sévère en comparaison à la peau. L'éosinophilie cutanée apparaît donc comme un mauvais reflet de la sévérité d'une toxidermie et ne permet pas une bonne corrélation au diagnostic et à la sévérité du DRESS. Deuxièmement, nous avons mis en évidence une modification du phénotype des PNE au cours des toxidermies et ce, quel que soit le taux d'éosinophiles circulants. Il existait une diminution de l'expression de CCR3, CRTH2, CD125, CD63 au cours du DRESS suggérant un état de pré-activation avant migration dans les tissus. Il existait une sous-population CD69+ dans le groupe DRESS en analyse t-SNE en faveur de la présence d'une sous-population activée au niveau circulant. Le HLA-DR, le CD137 n'étaient quant à eux pas modifiés. La surexpression du CD44 dans les toxidermies contrôles pourrait être en relation avec la propension des cellules à migrer dans les tissus. Le phénotype observé au cours du DRESS n'était pas expliqué par une polarisation T de type Th2 ni à l'augmentation des marqueurs sériques d'intérêt (IL-5, IL-4, IL-3, GM-CSF, éotaxines, TARC, TSLP), ou du taux d'ILC2 circulantes qui étaient des critères non discriminants entre les groupes. Conclusion : Nos résultats témoignent d'une dualité fonctionnelle entre les PNE circulants et les PNE tissulaires mais également entre les PNE présents dans la peau et ceux dans les autres organes au cours du DRESS. Les mécanismes qui sous-tendent cette activation différentielle des PNE selon les compartiments (sang/peau/organes profonds) doivent être mieux compris afin de mieux cibler la prise en charge thérapeutique des patients.

Introduction: Drug Reaction with Eosinophilia and Systemic Symptoms (DRESS) is a severe, life-threatening drug hypersensitivity associated with severe organ damage. No studies have been conducted on the characterization of eosinophils (Eos), although paradoxically eosinophilia is part of the diagnostic criteria. Similarly, data on the origin of Eos are sparse and contradictory regarding T-polarization or the involvement of ILC2 (innate lymphoid cells type 2) in Eos recruitment. Methods: We conducted a prospective, non-interventional, multi-centre study with the following objectives: First, to assess the phenotypic profile of Eos in the skin and other organs through the development of an original and automated method for the detection of immunohistochemical staining of eosinophil peroxidase (EPX) degranulation in tissues. Secondly, we assessed the activation phenotype of Eos in the blood (membrane markers of activation, serum cytokine, chemokine and cationic protein levels, i.e., eosinophil cationic protein, ECP), in comparison with healthy control groups and control drug hypersensitivity groups, namely drug-induced maculopapular exanthema associated or not with an eosinophilia (>0.5G/L) Results: Firstly, we demonstrated that while Eos infiltrate tissues in eosinophilic diseases, the level of PNE degranulation seems not to be strictly associated with the density of this infiltrate and differs between diseases but also between patients with the same disease. In drug hypersensitivity, we showed the (very low) presence of Eos in the skin. Eos infiltrates the skin and appears to be relatively unactivated and therefore potentially not involved in skin lesions during drug hypersensitivity, including those where eosinophilia is a classical criterion for the diagnosis (DRESS). The circulating Eos count during drug hypersensitivity did not therefore appear to be discriminating in confirming the involvement of Eos in the occurrence of skin damage. Functional analysis of cutaneous Eos showed a higher activation state in the affected organs in severe DRESS compared to the skin. Skin eosinophilia thus appears to be a poor reflection of the severity of drug hypersensitivity and did not correlate well with the diagnosis and severity of DRESS. Secondly, we found a change in the phenotype of Eos in all groups, regardless of Eos count. CCR3, CRTH2, CD125, CD63 were lower expressed during DRESS suggesting a primed state before migration into the tissues. We observed a CD69+ subpopulation in the DRESS group by t-SNE analysis in favour of activated subpopulation in the blood. HLA-DR and CD137 were not altered. The overexpression of CD44 in control groups may be related to the propensity of the cells to migrate into the tissues. The phenotype observed during DRESS was not directly explained by a Th2-type T polarization nor by the increase of serum markers of interest (IL-5, IL-4, IL-3, GM-CSF, eotaxins, TARC, TSLP), or of the level of circulating ILC2, which were non-discriminating criteria between groups. Further functional analysis must be performed to better correlate phenotypic features and function. Conclusion: Our results show a functional duality between circulating and tissue Eos but also between skin and other organs during DRESS. The mechanisms underlying this differential activation of Eos according to compartments (blood/skin/organs) need to be better understood to better target the therapeutic management of patients.