Le virus coxsakie et le déclenchement du diabète de type 1 ?
Le virus Coxsackie pourrait activer l' autoréactivité anti cellule béta et déclencher ainsi le DT1. Une protéine de ce virus présente un motif moléculaire identique à celui d'une protéine des cellules béta, la GAD65. Les LTCD8 seraient activés par la détection de ce virus et détruiraient les cellules béta, provoquant le diabète de type I.
le virus Coxsakie (20 à 30 µm) ► Une expérience réalisée chez les souris montre que des LT CD8 autoréactifs seraient responsables de la destruction des cellules béta à l'origine du DT1
L'agression des ilots par les lymphocytes T CD8+ autoréactifs aboutit à la destruction des cellules β par apoptose.
En effet, si l'on transfère des LT prélevés dans la rate d’une souris NOD diabétique (modèle murin de la maladie) à une souris NOD irradiée saine, celle-ci devient diabétique alors que le transfert de LB ou d’autoanticorps est inefficace.
► Des LT auto-immuns (dont le récepteur T reconnait des antigènes du soi) circulent : ces lymphocytes ont échappé à l’induction de la tolérance centrale au moment de la mise en place du répertoire T dans le thymus et seront ensuite activés de manière clonale sous l'influence de facteurs environnementaux, infectieux et/ou génétiques chez les patients diabétiques. On les détecte chez 2% des individus dans la population générale, ce qui est supérieur à la prévalence du DT1.
Leur activation est déclenchée par divers facteurs : étudions ici le rôle du virus coxsackie !
► Les cellules béta expriment une protéine ubiquitaire : la protéine GAD65. Des anticorps anti-GAD65 sont détectés chez les diabétiques bien avant la déclaration de la maladie (cf figure 1 dans la partie actualisation des connaissances).
La GAD est une molécule exprimée par les cellules béta normales :
Marquage d'ilôts de Langerhans par un anticorps ab2348 antiGAD65 (rouge)
immunohistochemical analysis of formalin-fixed, paraffin-embedded Human pancreas tissue, staining GAD65 with ab2348.
Source : http://www.abcam.com/GAD65-antibody-Neuronal-Marker-ab2348.html
Anticorps antiGAD 67 et 65 (en vert) sur un pancreas de primate (les cellules des ilots de Langerhans ont la même distribution que chez l’homme).
Les anticorps anti GAD 67 sont associés au syndrome nerveux de Stiff-man (homme raide) et GAD 65 au diabète de type 1.
GAD antibody on primate pancreas (Islet cell antibody has similar distribution). The target antigens are GAD 67 and GAD 65 which are associated with Stiff-man syndrome and insulin dependent diabetes mellitus respectively.
► Les anticorps anti GAD fabriqués par les diabétiques sont dirigés contre des épitopes conformationnels de la GAD 65, au niveau du domaine central et du domaine C-terminal qui partage une homologie de structure avec une séquence de la protéine P2-C du virus Coxsakie B. On parle alors de réaction croisée (cross-reactivité).
Activités pratiques à proposer aux élèves :
1- Etude de la réaction antigène/anticorps avec ELISA : on cherche à déterminer chez un diabétique, la présence d'anticorps anti-GAD. Autoréactivité de LB.
2- Etude des séquences de GAD 65 et coxsackie B5 : la comparaison des séquences montre qu'il existe une segment de 6 acides aminés commun à la GAD et à une protéine du virus Coxsackie. Ceci permet d'expliquer l'activation, par le virus Coxsackie, de lymphocytes autoréactifs contre la GAD 65.
La séquence est PEVKEK : ProGluValLysGluLys (pour la trouver : ouvrir les deux séquences, puis faire une comparaison avec discontinuite. Dans le tableau de comparaison qui s'affiche, faire défiler jusqu'à voir les tirets indiquant la correspondance des acides aminés 260 à 265)
Visualisation de la comparaison
3- Etude sur Rastop : la séquence PEVKEK peut être localisée sur la GAD
Sur ce fichier 2okk, les acides aminés de la séquence PEVKEV sont situés aux positions 260 à 265 (en shères sur l'image suivante). Il est possible de les afficher grace à la fonction selection de rastop puis au mode sphère (ouvrir dans Rastop le fichier PDB de la GAD).
le modèle avec la séquence mise en relief (sphères)
Fichiers à télécharger :
Séquence de la GAD et séquence partielle du virus Coxsackie à enregistrer puis ouvrir dans anagene
Fichier PDB de la GAD à enregistrer puis ouvrir dans rastop ou à télécharger sur http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=2okk
Cette homologie de structure permet d'expliquer comment le virus Coxsackie pourrait être un facteur déclencheur du DT1. De nombreux mécanismes restent à élucider pour comprendre son action sur le système immunitaire.
Pour complèter la reflexion :