Interleukine 4

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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 à 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[modifier | modifier le code]

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 4 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[modifier | modifier le code]

L'interleukine 4 a des nombreux rôles biologiques :

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

Rôle dans l'inflammation et la cicatrisation[modifier | modifier le code]

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 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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Sokol, C.L., Barton, G.M., Farr, A.G. & Medzhitov, R., « A mechanism for the initiation of allergen-induced T helper type 2 responses », Nat Immunol, vol. 9, no 3,‎ , 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, no 6,‎ , p. 1515–23 (PMID 1993171, DOI 10.1021/bi00220a011)
  3. a et b (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, no 28,‎ , 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, no 24,‎ , p. 1720–5 (PMID 9392697, DOI 10.1056/NEJM199712113372403)
  5. Jon Aster, Vinay Kumar, Abul K. Abbas; Nelson Fausto, Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease, Philadelphia, Saunders, (ISBN 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, no 9,‎ , 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, no 1,‎ , 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, no 16,‎ , p. 5894–8 (PMID 3016727, PMCID 386403, DOI 10.1073/pnas.83.16.5894)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

  • (en) Apte SH, Baz A, Kelso A, Kienzle N, « Interferon-gamma and interleukin-4 reciprocally regulate CD8 expression in CD8+ T cells », Proc Natl Acad Sci U S A., vol. 105, no 45,‎ , p. 17475–80 (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., vol. 113, no 1–3,‎ , p. 196–9 (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, no 1,‎ , 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., vol. 20, no 6,‎ , p. 477–96 (PMID 11396683)
  • (en) Maeda S, Yanagihara Y, « [Inflammatory cytokines (IL-4, IL-5 and IL-13)] », Nippon Rinsho, vol. 59, no 10,‎ , p. 1894–9 (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, no 3,‎ , p. 263–9 (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, no 12,‎ , p. 1093–101 (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, vol. 69, no 4,‎ , p. 293–8 (PMID 17389011, DOI 10.1111/j.1399-0039.2007.00831.x)
  • (en) Sokol CL, Chu NQ, Shuang Yu, Simone Nish, Terri Laufer & Ruslan Medzhitov, « Basophils function as antigen-presenting cells for an allergen-induced T helper type 2 response », Nature Immunology, vol. 10, no 7,‎ , p. 713–720 (PMID 19465907, PMCID 3252751, DOI 10.1038/ni.1738)
  • (en) Sokol CL, Chu NQ, Yu S, Nish SA, Laufer TM, Medzhitov R, « Basophils function as antigen-presenting cells for an allergen-induced T helper type 2 response », Nat. Immunol., vol. 10, no 7,‎ , p. 713–20 (PMID 19465907, PMCID 3252751, DOI 10.1038/ni.1738)