Reem Elfeky1,2
1-Lecturer of Paediatrics, Ain Shams University, Cairo Egypt.
2-Fellow in Paediatric Immunology/Allergy, the Great North Children’s Hospital, the UK
Traduit par Dr L Jeddane (Maroc)

Des défauts génétiques sont la cause des déficits immunitaires primitifs (DIP), lesquels prédisposent aux infections.

Dix-sept patients issus de 7 familles non apparentées ont  été évalués pour  un profil clinique similaire comprenant une transmission autosomique dominante, des infections respiratoires récurrentes, une destruction des voies respiratoires, des infections virales et une néoplasie (tableau 1). Le bilan paraclinique a révélé une lymphopénie avec un taux faible de lymphocytes B mémoires switchés, des IgM élevées, des IgG2 basses, avec une faible réponse aux vaccins. L’analyse génétique a identifié une mutation dans le gène PIK3 CD résultant en une protéine suractivée appelée PI3K-p110 delta (1).

Les proteins PI3K sont essentielles pour la production de phosphoinositides, qui agissent comme messagers secondaires de la signalization intracellulaire dans de nombreux processus contrôlant la croissance et l’activité de nombreux types de cellules immunitaires. PI3K-p110 delta est spécifiquement impliquée dans les lymphocytes B et T (figures1-3) (1-3).

L’information génétique a permis aux chercheurs d’identifier et de cibler la protéine mTOR, un important signal qui est activé de façon excessive par la PI3K-p110 delta chez les patients APDS. Un patient a été traité avec la Rapamycine, un inhibiteur de mTOR, qui a restauré les lymphocytes T à un taux normal en 4 mois. Bien que la maladie n’ait pas été guérie, la normalisation des lymphocytes T a été suffisante pour améliorer les symptômes (4).

Bien que la rapamycine soit actuellement utilisée pour la prise en charge des cas d’APDS, le seul traitement curatif est la greffe de cellules souches, qui semble cruciale pour gérer les infections et prévenir la transformation maligne.

 

Résumé des symptômes cliniques et immunologiques des patients présentant la mutation p110δ

Manifestation Clinique / Immunologique

Patients

Nombre/pourcentage

Infections respiratoires et otites récurrentes (H. influenzae, S. pneumoniae)

P1-17

17/17 (100)

TDM prouvant une destruction large (dilatation des bronches) ou petite (atténuation de la mosaïque) des voies respiratoires

P1-7,9,11-13,17

12/16 (75)

Splénomégalie (avant le début des infections récurrentes)

P2,3,5,6,8,9,13-16

10/17 (59)

Formation d’abcès (Peau, glande salivaire, glande lacrymale ou dent) , cellulite orbitale

P1,3,5-8,10

7/17 (41)

Infection cause par un virus du groupe herpes (HSV, CMV, VZV, EBV)

P3,8,12,13 (et la soeur décédée de P5/P6)

4/17 (24)

Lymphome de la zone marginale

P13

1/17 (6)

Taux d’IgG2 bas ou intermittents

P2-7,10-13

10/11 (91)

Taux d’IgM élevés ou intermittents

P1-6,8-11,13-16

14/17 (82)

Taux bas des anticorps anti-pneumocoques

P1-4,7,9,11-13,17

10/10 (100)

Taux bas des anticorps anti-Haemophilus Influenzae type B

P1-4,8,9,12,13

8/10 (80)

Diminution des Lymphocytes T circulants (CD3+ total) et/ou T CD4+ et/ou T CD8+

P1-9,13,14,17

12/17 (71)

Diminution des Lymphocytes B circulants (CD19+)

P2-9,13,14-16

12/17 (71)

Augmentation des lymphocytes B transitionnels circulants (CD19+CD38+IgM+)

P1-4,7-14,16,17

14/16 (88)

Diminution des lymphocytes B éemoires switchés (CD19+CD27+IgD−)

P1-3,8,9,12,13,16

8/16 (50)

D’après Angulo et al; 2013

Figure 1: Transduction du signal impliquant les PI3kinases dans les cellules immunitaires. Il existe 3 classes principales de PI3kinases en aval des Toll-like receptors (TLRs), des récepteurs des cytokines et des récepteurs des antigènes dans les cellules immunitaires et ils médient la survie des cellules/prolifération et l’activation des gènes des cytokines. D’après Koyasu , 2003 .

Figure 2: Overview of PI3K/Akt/mTORC1/FOXO1 Signaling pathways and consequences of PIK3 CD genetic mutation in CD8 T cells. Upon binding to their ligands, signaling via TCR/CD8, CD28 and/or cytokine receptors results in the activation of PI3K. At the plasma membrane, activated PI3K, composed of the catalytic subunit p110 delta and the regulatory subunit p85, phosphorylate PIP2 towards PIP3. PIP3 recruits AKT (also known as protein kinase B). Full activation of AKT requires mTORC2. AKT goes also to the nucleus and triggers the nuclear exclusion of FOXO1 transcription factors that are important for cell quiescence and apoptosis. This consequently leads to reduction in IL7R and CCR7 with decreased survival and defective travelling of lymphocytes to lymph nodes. Quoted from Angulo et al;2013.

Figure 3. p110δ PI3K pathway in B cells. Engagement of BCRs by antigen induces the phosphorylation of ITAMs in the cytoplasmic tails of Ig-α and Ig-β by Lyn leading to recruitment and activation of Syk via ITAMs and to initiation of downstream signaling cascade. Tyrosine phosphorylation of the co-receptor CD19 and BCAP recruits p110δ PI3K through SH2 interactions leading to production of PI(3,4,5)P3 which recruits PH-domain containing proteins such as Akt, Btk, and PLCγ2. Akt controls the activity of multiple signaling molecules and pathways such as the mTORC1, GSK-3, and the NF-kB pathway. Btk phosphorylates and activates PLCγ2 which then catalyzes the hydrolysis of PI(4,5)P2 yielding I(3,4,5)P3 and diacylglycerol (DAG). I(3,4,5)P3 initiates Ca2+ mobilization and DAG induces the activation of protein kinase C (PKC) isoforms. The p110δ PI3K also functions downstream of the cytokine receptors BAFFR and IL6R, which are activated by BAFF and IL-6, respectively, derived from lymphoid stromal cells, and downstream of the IL4R which is activated by IL-4 derived from T cells. Chemokine receptors (CXCR5) and co-stimulatory receptors (CD40, TLRs) also induce the activation of p110δ PI3K in B cells.

 

Reference:

1- Angulo IVadas OGarçon FBanham-Hall EPlagnol VLeahy TRBaxendale HCoulter TCurtis JWu CBlake-Palmer KPerisic OSmyth DMaes M,Fiddler CJuss JCilliers DMarkelj GChandra AFarmer GKielkowska AClark JKracker SDebré MPicard CPellier IJabado NMorris JABarcenas-Morales GFischer AStephens LHawkins PBarrett JCAbinun MClatworthy MDurandy ADoffinger RChilvers ERCant AJKumararatne DOkkenhaug K,Williams RLCondliffe ANejentsev S. Phosphoinositide 3-kinase δ gene mutation predisposes to respiratory infection and airway damage. Science.2013, 15;342(6160):866-71.

2- Koyasu S. The role of PI3K in immune cells. Nature immunology.2003, 4(4):313-318.

3- Lucas CL, Kuehn HS, Zhao F, Niemela JE, Deenick EK, Palendira U, Avery DT, Moens L, Cannons JL, Biancalana M, Stoddard J, Ouyang W, Frucht DL, Rao VK, Atkinson TP, Agharahimi A, Hussey AA, Folio LR, Olivier KN, Fleisher TA, Pittaluga S, Holland SM, Cohen JI, Oliviera JB, Tangye SG, Schwartzberg PL, Lenardo MJ, and Uzel G. Dominant-activating germ line mutations in the gene encoding the PI3K subunit p110d result in T cell senescence and human immunodeficiency. Nat Immunol. 2014 Jan;15(1):88-97.

4- Tzenaki N,  Papakonstanti EA. p110δ PI3 kinase pathway: emerging roles in cancer. Front. Oncol. 2013; 4:1-18.

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