Le développement de la PR est étroitement associé à une infiltration anormale de cellules immunitaires dans le tissu synovial, où l’activation déréglée de ces cellules immunitaires entraîne la libération de diverses cytokines pro-inflammatoires, qui contribuent davantage à l’endommagement des structures synoviales et articulaires18,19. Plusieurs modèles animaux de PR ont été largement évalués, notamment le modèle CIA, le modèle K/BxN et les souris SKG 13,20,21. Bien que ces modèles reproduisent avec succès les mécanismes immunitaires et les manifestations cliniques de la PR, ils présentent tous des limites importantes. Par exemple, le modèle CIA chez les souris C57BL/6 a un taux de réussite plus faible, une période d’apparition plus longue et est considérablement influencé par les conditions environnementales et expérimentales, ce qui le rend moins pratique dans certains contextes expérimentaux. Les souris SKG représentent un modèle murin de PR basé sur une mutation du gène ZAP-70, qui provoque une anomalie abrupte de la signalisation du récepteur des lymphocytes T (TCR) et induit une arthrite auto-immune22. Cependant, ce modèle est coûteux et la reproductibilité des résultats expérimentaux est facilement affectée par les conditions d’induction. K/BxN est un modèle d’arthrite héréditaire déclenché par l’activité coopérative des lymphocytes T et B, présentant une réponse immunitaire prononcée23. Pourtant, la construction de ce modèle est coûteuse et sa spécificité est limitée, ce qui conduit à une réponse immunitaire limitée qui ne peut pas saisir entièrement le processus pathologique à multiples facettes de la PR humaine. Par conséquent, il est d’une grande importance de développer un modèle animal capable de reproduire les principales caractéristiques pathologiques de la PR, de répondre à diverses exigences expérimentales et d’assurer une reproductibilité élevée.
Dans cette étude, nous présentons une méthode pour établir un modèle de PR par le transfert adoptif de lymphocytes T CD4+ adaptatifs de souris SKG. La construction de ce modèle repose sur la sélection de lymphocytes T CD4+ de souris SKG avec un fond C57/BL6 et l’induction de mannane, un processus qui assure le succès du modèle. Il est bien connu que les souris SKG sur un fond BALB/c sont porteuses d’une mutation spontanée du gène ZAP70 (W163C), qui provoque une sélection anormale de la signalisation TCR, conduisant à des lymphocytes T hautement auto-réactifs24. Cela entraîne une activation excessive des lymphocytes T et l’apparition de la synovite et de la destruction articulaire, imitant ainsi les principaux processus pathologiques de la PR tels que la réparation synoviale et l’activation des cellules immunitaires25,26. Les caractéristiques cliniques des souris SKG ressemblent beaucoup à celles des patients humains atteints de PR.
Pour introduire cette mutation dans le fond C57BL/6, nous avons utilisé la technologie CRISPR/Cas9 pour générer avec succès un modèle de souris SKG avec le fond C57BL/6 portant la mutation ZAP70 (W163C). CRISPR/Cas9 offre une précision et une efficacité élevées, permettant l’introduction ciblée de la mutation souhaitée tout en maintenant un faible taux d’insertion hors cible ou de modifications génétiques indésirables associées aux méthodes d’induction aléatoires traditionnelles, assurant ainsi la stabilité et l’unicité du modèle27,28. Plus important encore, cette technique réduit également considérablement le temps nécessaire à la construction du modèle, améliorant à la fois la contrôlabilité et l’efficacité du développement du modèle. En utilisant ce modèle, nous pouvons reproduire avec précision la synovite médiée par les lymphocytes T et la destruction conjointe de la PR sur un fond C57BL/6. Par rapport au fond BALB/C chez les souris SKG traditionnelles, les souris modèles sur fond C57BL/6 ont une applicabilité plus large dans la recherche immunologique et peuvent être plus facilement combinées avec d’autres modèles transgéniques (par exemple, Rag1-/- ou IL17-/-). Cela les rend aptes à étudier le rôle de la mutation ZAP70 dans la PR et d’autres maladies auto-immunes telles que le lupus érythémateux disséminé ou la sclérose en plaques.
Sur la base du rôle pivot29,30 des lymphocytes T CD4+ dans l’activation de la PR, nous les avons sélectionnés comme médiateurs clés. Les lymphocytes T sont les principaux moteurs des réponses immunitaires dans la PR et peuvent induire directement des lésions synoviales en activant les sous-ensembles effecteurs Th1/Th1731, en fonction de facteurs inflammatoires tels que l’IL-6, l’IL-17 et le TNF-α32,33. En tant que médiateurs essentiels de la régulation immunitaire, les lymphocytes T CD4+ sécrètent des cytokines pro-inflammatoires, déclenchant et maintenant la cascade inflammatoire, ce qui conduit à la prolifération synoviale et aux lésions articulaires, favorisant ainsi directement la progression pathologique de la PR. Ils aident les lymphocytes B à produire des anticorps spécifiques (p. ex., l’ACPA)34. Pendant ce temps, la caractéristique histopathologique typique de la synoviale RA est l’agrégation des lymphocytes T CD4+. Certains gènes du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe II, en particulier les « épitopes partagés » liés à l’isotype de l’antigène leucocytaire humain-DR (HLA-DR), sont considérés comme étroitement liés à la pathogenèse de l’AR35. De plus, la stratégie de blocage de la co-stimulation des lymphocytes T avec l’antigène 4 associé aux lymphocytes T cytotoxiques (CTLA4)-Ig a démontré une efficacité clinique significative dans l’AR36. De plus, l’induction de mannane sert de puissant activateur pour le modèle, favorisant l’activation des composants immunitaires innés tels que les cellules dendritiques et les macrophages37. Cette étape facilite davantage l’activation des lymphocytes T CD4+ et les réponses immunitaires, augmentant considérablement l’attaque du système immunitaire sur les tissus du soi, simulant ainsi les caractéristiques pathologiques de la dysrégulation immunitaire et des lésions synoviales dans la PR.
Après avoir terminé l’induction du modèle, nous avons effectué une vérification systématique du groupe modèle à l’aide de plusieurs paramètres, y compris la notation clinique de l’enflure articulaire, la validation pathologique (observation de la pathologie tissulaire de la synovite et des caractéristiques de destruction articulaire) et la validation immunologique (expression des cellules Th1/2/17 et Treg dans le sérum et la rate). Les résultats ont montré que notre modèle a réussi à reproduire la synovite médiée par les lymphocytes T et la destruction articulaire dans la PR, induisant une activation immunitaire caractéristique et des changements pathologiques synoviaux compatibles avec les principaux mécanismes physiopathologiques de la PR, avec un taux de prévalence de 100 %. Il convient de noter que dans notre modèle, le score clinique de l’articulation gonflée des souris atteint un pic à 1 semaine, montre une réduction marquée au cours de la deuxième semaine, puis augmente progressivement à nouveau dans les stades ultérieurs, ce qui n’est pas tout à fait conforme à l’évolution typique de la maladie observée dans les modèles animaux conventionnels d’arthrite38. Cela peut être dû au fait que, 1 semaine après l’induction, le système immunitaire des souris modèles est dans une phase initiale intensément activée par l’injection de mannane, entraînant un pic d’inflammation articulaire. Au cours de la deuxième semaine, la régulation immunitaire et les mécanismes d’auto-récupération conduisent à un soulagement temporaire des symptômes cliniques. Au fur et à mesure que la maladie progresse, la tolérance immunitaire diminue progressivement et la réponse immunitaire s’intensifie à nouveau, ce qui se manifeste par une aggravation progressive de la maladie aux stades ultérieurs.
Bien que ce modèle soit relativement simple par rapport à d’autres modèles, il reste plusieurs points clés à aborder au cours du processus de modélisation. Tout d’abord, l’activité et la pureté des lymphocytes T CD4+ des souris SKG constituent la base du succès du modèle. La pureté des cellules doit dépasser 90 % pour assurer la cohérence et la fiabilité des résultats expérimentaux. Deuxièmement, la vitesse d’injection dans la veine canthale médiale doit être soigneusement contrôlée pour éviter une rupture veineuse due à une injection trop rapide ou une fuite cellulaire due à une injection trop lente. De plus, le choix de la dose cellulaire est essentiel. Une dose trop faible peut entraîner l’échec du modèle, tandis qu’une dose trop élevée peut déclencher des réponses inflammatoires non spécifiques. Par conséquent, au cours du processus de modélisation, l’état général des souris doit être surveillé de près et tout symptôme anormal doit être enregistré rapidement pour assurer le bon déroulement de l’expérience et la validité scientifique des données.
Par rapport aux modèles conventionnels, ce modèle a une période d’établissement plus courte, atteint un taux d’incidence plus élevé chez les souris C57BL/6 et reste relativement rentable et facile à utiliser. L’adoption du transfert de lymphocytes T CD4+ autoréactifs reproduit avec précision les réponses immunitaires médiées par les lymphocytes T et capture les principales caractéristiques pathologiques de la PR, telles que l’enflure et les lésions articulaires. De plus, ses manifestations cliniques s’alignent bien avec celles de la PR humaine, offrant un reflet plus authentique des processus cliniques et pathologiques de la PR. De plus, la combinaison de la perfusion de la veine canthale médiale et de l’induction de mannane, améliore encore la contrôlabilité et la stabilité expérimentale du modèle, ce qui le rend hautement reproductible et offre un excellent contrôle expérimental. Bien sûr, ce modèle a encore des limites. Il se concentre principalement sur les réponses immunitaires induites par les lymphocytes T ; la simulation des rôles collaboratifs des réponses anticorps médiées par les lymphocytes B et d’autres cellules immunitaires (telles que les cellules tueuses naturelles (NK) et les cellules Treg) est insuffisante, ce qui rend difficile la représentation complète des mécanismes pathologiques multicellulaires de la PR. Néanmoins, ce modèle murin de PR reste un modèle animal stable et fiable, offrant aux chercheurs une meilleure plate-forme pour simuler les réponses immunitaires médiées par les lymphocytes T et les principales caractéristiques pathologiques de la PR. Ce modèle permet aux chercheurs d’approfondir les mécanismes immunitaires et la progression pathologique de la PR, fournissant des preuves expérimentales et des outils importants pour le développement de nouvelles thérapies, en particulier pour comprendre la dérégulation immunitaire induite par les lymphocytes T et identifier des cibles thérapeutiques.