Interleukine 4

Structure de l'Interleukine 4 déterminée par cristallographie.

Structure de l'IL-4 en solution, déterminée par RMN 3D hétéronucléaire.

L’Interleukine 4 ou IL-4 est une cytokine dont le rôle est d'induire la différenciation des lymphocytes T auxiliaires naïfs (lymphocytes Th0) en lymphocytes Th2. Après avoir été activés par l'IL-4, les cellules Th2 se mettent elles-mêmes à produire de l'IL-4.

Leur récepteur s'appelle le récepteur de l'interleukine 4.

La cellule qui produit initialement l'IL-4 permettant la différenciation des Th0 n'a pas encore été clairement identifiée, même si des études récentes[1] suggèrent que les polynucléaires basophiles sont les cellules effectrices.

L'interleukine 4 est très proche de l'interleukine 13 qui a des effets similaires.

Structure

l'IL-4 est repliée de façon compacte et globulaire, comme beaucoup d'autres cytokines. Sa structure est stabilisée par trois ponts disulfures[2]. Un ensemble de quatre hélices alpha orientées vers la gauche constitue la moitié de la protéine[3]. Les hélices sont anti-parallèles et accolées à un feuillet béta formé de deux brins anti-parallèles[3].

Fonctions

L'interleukine 4 a des nombreux rôles biologiques :

• Stimulation des lymphocytes B activés, et leur différenciation en plasmocytes,
• Prolifération des lymphocytes T,
• Régulation de l'immunité humorale et adaptative,
• Induction de la commutation isotypique des lymphocytes B vers les IgE ou les IgG4
• Amplification de l'expression du complexe majeur d'histocompatibilité de type II.
• Diminution de la production de Th1, de macrophages, d'interféron gamma et de cellules dendritiques.

Une production excessive d'IL-4 est associée aux allergies[4].

Rôle dans l'inflammation et la cicatrisation

Les macrophages tissulaires ont un rôle important dans l'inflammation chronique et la cicatrisation. La présence d'IL-4 dans les tissus extravasculaires entraine une activation alternative des macrophages en cellules M2 plutôt qu'en cellules M1. Cette augmentation des M2 s'accompagne de la sécrétion d'IL-10 et de TGF-beta (en) qui aboutit à la diminution de l'inflammation pathologique. La libération d'arginase, de proline et de polyaminases par le M2 activé est impliqué dans la cicatrisation et la fibrose[5].

Signification clinique

Il a aussi été montré que l'IL-4 joue un rôle dans la mitogenèse, la dédifférenciation cellulaire et le processus de métastase du rhabdomyosarcome[6].

Découverte

Cette cytokine a été découverte par Maureen Howard et William Paul[7] ainsi que l'équipe d'Ellen Vitetta en 1982.

La séquence de nucléotides correspondant à l'IL-4 humaine a été isolée quatre ans après, confirmant sa similarité avec une protéine de souris nommée B-cell stimulatory factor-1 (BCSF-1)[8].

Cible thérapeutique

Le dupilumab est un anticorps monoclonal se fixant et inhibant le récepteur de l'interleukine 4.

Notes et références

1. (en) Sokol, C.L., Barton, G.M., Farr, A.G. & Medzhitov, R. (en), « A mechanism for the initiation of allergen-induced T helper type 2 responses », Nat Immunol, vol. 9, n^o 3,‎ 2008, p. 310–318 (PMID 18300366, DOI 10.1038/ni1558).
2. (en) Carr C, Aykent S, Kimack NM, Levine AD, « Disulfide assignments in recombinant mouse and human interleukin 4 », Biochemistry, vol. 30, n^o 6,‎ février 1991, p. 1515–1523 (PMID 1993171, DOI 10.1021/bi00220a011).
3. (en) Walter MR, Cook WJ, Zhao BG, Cameron RP, Ealick SE, Walter RL, Reichert P, Nagabhushan TL, Trotta PP, Bugg CE, « Crystal structure of recombinant human interleukin-4 », J. Biol. Chem., vol. 267, n^o 28,‎ octobre 1992, p. 20371–6 (PMID 1400355).
4. (en) Hershey GK, Friedrich MF, Esswein LA, Thomas ML, Chatila TA, « The association of atopy with a gain-of-function mutation in the alpha subunit of the interleukin-4 receptor », N. Engl. J. Med., vol. 337, n^o 24,‎ décembre 1997, p. 1720–1725 (PMID 9392697, DOI 10.1056/NEJM199712113372403, résumé).
5. Jon Aster, Vinay Kumar (en), Abul K. Abbas; Nelson Fausto (de), Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease, Philadelphie, Saunders, 2009, 8th éd., 1450 p. (ISBN 978-1-4160-3121-5 et 1-4160-3121-9), p. 54.
6. (en) Hosoyama T, Aslam MI, Abraham J, Prajapati SI, Nishijo K, Michalek JE, Zarzabal LA, Nelon LD, Guttridge DC, Rubin BP, Keller C, « IL-4R Drives Dedifferentiation, Mitogenesis, and Metastasis in Rhabdomyosarcoma », Clin Cancer Res, vol. 17, n^o 9,‎ mai 2011, p. 2757–2766 (PMID 21536546, PMCID 3087179, DOI 10.1158/1078-0432.CCR-10-3445).
7. (en) Howard M, Paul WE, « Interleukins for B lymphocytes », Lymphokine Res., vol. 1, n^o 1,‎ 1982, p. 1–4 (PMID 6985399).
8. (en) Yokota T et al., « Isolation and characterization of a human interleukin cDNA clone, homologous to mouse B-cell stimulatory factor 1, that expresses B-cell- and T-cell-stimulating activities », Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 83, n^o 16,‎ 1986, p. 5894–5898 (PMID 3016727, PMCID 386403, DOI 10.1073/pnas.83.16.5894).

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « interleukin 4 » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

• (en) Apte SH, Baz A, Kelso A (en), Kienzle N, « Interferon-gamma and interleukin-4 reciprocally regulate CD8 expression in CD8+ T cells », Proc Natl Acad Sci U S A., vol. 105, n^o 45,‎ 2008, p. 17475–17480 (PMID 18988742, PMCID 2580749, DOI 10.1073/pnas.0809549105).
• (en) Kay AB, Barata L, Meng Q et al., « Eosinophils and eosinophil-associated cytokines in allergic inflammation », Int. Arch. Allergy Immunol. (de), vol. 113, n^os 1–3,‎ 1997, p. 196–199 (PMID 9130521, DOI 10.1159/000237545).
• (en) Marone G, Florio G, Petraroli A, de Paulis A, « Dysregulation of the IgE/Fc epsilon RI network in HIV-1 infection », J. Allergy Clin. Immunol., vol. 107, n^o 1,‎ 2001, p. 22–30 (PMID 11149986, DOI 10.1067/mai.2001.111589).
• (en) Marone G, Florio G, Triggiani M et al., « Mechanisms of IgE elevation in HIV-1 infection », Crit. Rev. Immunol. (en), vol. 20, n^o 6,‎ 2001, p. 477–496 (PMID 11396683).
• (en) Maeda S, Yanagihara Y, « [Inflammatory cytokines (IL-4, IL-5 and IL-13)] », Nippon Rinsho, vol. 59, n^o 10,‎ 2001, p. 1894–1899 (PMID 11676128).
• (en) Izuhara K, Arima K, Yasunaga S, « IL-4 and IL-13: their pathological roles in allergic diseases and their potential in developing new therapies », Current drug targets. Inflammation and allergy, vol. 1, n^o 3,‎ 2003, p. 263–269 (PMID 14561191, DOI 10.2174/1568010023344661).
• (en) Copeland KF, « Modulation of HIV-1 transcription by cytokines and chemokines », Mini reviews in medicinal chemistry, vol. 5, n^o 12,‎ 2006, p. 1093–1101 (PMID 16375755, DOI 10.2174/138955705774933383).
• (en) Olver S, Apte S, Baz A, Kienzle N, « The duplicitous effects of interleukin 4 on tumour immunity: how can the same cytokine improve or impair control of tumour growth? », Tissue Antigens (en), vol. 69, n^o 4,‎ 2007, p. 293–298 (PMID 17389011, DOI 10.1111/j.1399-0039.2007.00831.x).
• (en) Sokol CL, Chu NQ, Shuang Yu, Simone Nish, Terri Laufer & Ruslan Medzhitov (en), « Basophils function as antigen-presenting cells for an allergen-induced T helper type 2 response », Nature Immunology, vol. 10, n^o 7,‎ 2009, p. 713–720 (PMID 19465907, PMCID 3252751, DOI 10.1038/ni.1738).