filaggrine alimentaire: effets de la supplémentation en L-histidine dans la dermatite atopique
Introduction
La dermatite atopique (MA) est une affection cutanée inflammatoire chronique fréquente, incurable, à forte prévalence chez les nourrissons, qui entraîne une réduction considérable de la qualité de vie.1-4 Malgré sa prévalence et sa morbidité, peu de thérapies ciblées existent actuellement pour la MA. Le pilier de la prise en charge étant un soulagement symptomatique basé sur l’utilisation de stéroïdes topiques anti-inflammatoires non spécifiques, d’inhibiteurs de la calcineurine et d’immunosuppresseurs systémiques tels que l’azathioprine, la cyclosporine et la prednisolone.4,5 Ces thérapies sont associées à des effets secondaires indésirables, et il existe un grand besoin clinique non satisfait pour le développement de thérapies ciblées contre la MA efficaces, économiques et sûres, en particulier chez les jeunes enfants.5
Un rapport séminal de 20066 a démontré que de tous les marqueurs identifiés jusqu’à présent, les mutations de perte de fonction dans le gène de la protéine de barrière épidermique profilaggrine (FLG) montrent la plus forte association avec la MA.7,8 La profilaggrine, appelée à l’origine « protéine riche en histidine » en raison de sa teneur très élevée (~ 10%) en histidine, 9 est un grand polypeptide (> 400 kDa) synthétisé dans la couche granulaire épidermique. Il s’accumule dans des granules de kératohyaline avant la déphosphorylation et le traitement, via des intermédiaires de poids inférieur, en monomères de filaggrine de ~ 37 kDa.La filaggrine 10,11 agrège les cytokératines 1 et 10 et d’autres filaments intermédiaires dans la couche granulaire des kératinocytes, les « effondrant » dans le cadre du processus de différenciation terminale épidermique pour former des cornéocytes et des squames aplaties qui sont critiques pour la fonction barrière cutanée.12,13 La filaggrine est finalement désiminée et clivée par des protéases, y compris la kallikréine 5, la caspase-14, l’élastase-2, la matripase et la prostatine, en ses acides aminés hygroscopiques qui sont le constituant majeur du « facteur hydratant naturel » (NMF) qui contribue en outre à la fonction barrière par l’hydratation de la peau et le maintien de l’acidité de la couche cornée.14-16
Bien que l’association génétique entre les mutations FLG et la MA soit la plus forte de tous les marqueurs,6 la majorité des individus de la MA sont de type sauvage pour la FLG.17 Chez ces individus, les effets épigénétiques liés à la gravité de la maladie et au milieu des cytokines inflammatoires réduisent le traitement de la filaggrine et les niveaux de NMF, altérant ainsi l’hydratation de la peau et l’intégrité de la barrière.18,19 Un traitement protéolytique anormal de la profilaggrine en monomères de filaggrine fonctionnels dû à un déséquilibre protéase–antiprotéase peut également jouer un rôle dans le développement de la maladie chez les patients atteints de FLG de type sauvage.20 Une barrière cutanée compromise, que ce soit en raison de mutations FLG ou d’un traitement de la profilaggrine compromis épigénétiquement, entraîne une xérose, une pénétration d’allergènes et l’initiation et l’exacerbation de la maladie d’alzheimer.21
Une grande partie de l’activité de recherche actuelle vise à mieux comprendre l’implication de la filaggrine dans l’étiologie de la MA et à traduire ces connaissances en nouvelles approches thérapeutiques pour cette maladie chronique et invalidante.7,21 Otsuka et al22 ont examiné une bibliothèque de 1120 composés bioactifs et ont rapporté que le JTC801, un dérivé de quatre aminoquinoléine, avait la capacité d’augmenter la transcription et la traduction du FLG dans un modèle équivalent à la peau humaine. Une approche de thérapie génique a été utilisée pour délivrer avec succès une construction codante de monomère de filaggrine dans le modèle de souris déficient en FLG (queue squameuse), rétablissant ainsi un phénotype de barrière cutanée normal.23
Dans cet article, nous suggérons qu’une supplémentation nutritionnelle plus simple de l-histidine pourrait avoir un potentiel bénéfique dans la MA.
la l-histidine est un acide aminé protéinogène qui n’est pas synthétisé par les mammifères. Chez les nourrissons humains, il est considéré comme « essentiel » en raison de faibles niveaux de microflore intestinale synthétisant l’histidine et d’une activité minimale de la carnosinase, qui aide à libérer la l-histidine libre de la carnosine.24 Notre intérêt pour l’utilisation de la l-histidine dans la MA a été stimulé par plusieurs observations. Premièrement, chez les nourrissons et les adultes, un régime déficient en histidine entraîne une éruption eczémateuse.25 Chez les rongeurs, la 3H-histidine est rapidement (1 à 2 heures) incorporée à la profilaggrine dans des granules de kératohyaline après injection intrapéritonéale ou intradermique14,26 et, dans les 1 à 7 jours, elle est libérée sous forme d’acide aminé NMF libre dans la couche cornée supérieure.14 De plus, des niveaux réduits de couche cornée d’acides aminés NMF libres, y compris l’histidine et son métabolite acidifiant l’acide urocanique (UCA), sont associés à la gravité de la maladie d’alzheimer et au génotype FLG.27,28
Compte tenu de cette évidence de la dépendance du traitement de la filaggrine et de la formation de NMF à des niveaux appropriés de l-histidine, nous avons émis l’hypothèse que la l-histidine améliorerait à la fois le traitement de la filaggrine dans un modèle de peau humaine organotypique in vitro et aurait des effets bénéfiques en tant que complément nutritionnel chez les sujets atteints de dermatite atopique.
Méthodes
Études in vitro
Condition de culture de kératinocytes humains
kératinocytes29 HACAT humaines immortalisées des passages 35 à 41 (cadeau du Dr J. Wood, Université de Dundee; origine – Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ), Heidelberg, Allemagne) ont été ensemencés dans des plaques de culture cellulaire à six puits (Corning Incorporated, Corning, NY, États-Unis) en milieu D-MEM / F-12 avec du GlutaMAX (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, États-Unis) additionné de 10% de sérum de bovin fœtal et de 1% de pénicilline / streptomycine. Les cultures monocouches étaient généralement confluentes après 48 à 72 heures. Des jours 15 à 21, les milieux de culture ont été complétés par 1 à 5 mM d’acides aminés supplémentaires (l-lysine, l-histidine ou d-histidine; Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, États-Unis). Les cellules ont été récoltées et lysées avec du tampon Laemmli (Sigma-Aldrich Co.) le jour 21.
SDS-PAGE et Western-blot
La protéine cellulaire totale des monocouches HaCaT a été résolue par électrophorèse sur gel de polyacrylamide de dodécylsulfate de sodium à 9% (SDS-PAGE) et Western blot en utilisant des protocoles standard. Des anticorps primaires contre les antigènes suivants ont été utilisés: filaggrine (anticorps polyclonal de chèvre; Santa Cruz Biotechnology Inc., Dallas, TX, États-Unis) et kératine 10 (lapin monoclonal; Abcam, Cambridge, Royaume-Uni). L’analyse densitométrique a été réalisée avec le système d’imagerie VersaDoc (Bio-Rad Laboratories Inc., Hercules, CA, USA); toutes les bandes ont été corrigées en arrière-plan et normalisées en kératine 10.
Des modèles organotypiques équivalents à la peau et un test de pénétration du jaune Lucifer
Des fibroblastes dermiques humains adultes (HDF; Thermo Fisher Scientific) des passages 3 à 5 ont été mélangés avec du collagène de queue de rat I (Thermo Fisher Scientific) et laissés dans des plaques de culture cellulaire à six puits. Après 20-30 minutes, des HaCaTs de passages 35-41 ont été ensemencés sur l’aspect apical des gels. Lorsque les cellules HaCaT ont atteint la confluence, les cultures entières (y compris les structures de collagène contenant des HDFs) ont été placées sur des grilles en plastique, créant une interface air–liquide avec l’aspect apical exposé à l’air. Des cultures équivalentes à la peau ont été maintenues pendant un total de 19 jours et complétées aux jours 13-19 par 5 mM de l-lysine, de l-sérine ou de l-histidine (Sigma-Aldrich Co.). Les échantillons ont été lavés deux fois dans du PBS, fixés dans du formol, noyés dans de la paraffine et sectionnés. Des protocoles standard ont été utilisés pour la coloration à l’hématoxyline et à l’éosine. Au jour 19, les modèles cutanés présentaient de la kératine 10, de l’involucrine, de la filaggrine et de la loricrine (données non présentées), en particulier dans les couches suprabasales, indiquant une différenciation de type épidermique.
Pour le test de pénétration, 50 µL de colorant dipotassique Lucifer Yellow CH de 5 mM (Sigma-Aldrich Co.) a été appliqué sur la surface apicale de chaque modèle de peau au centre à intervalles de 5 minutes pendant un total de 10 minutes, avant d’être lavé avec du PBS, fixé dans du formol et incorporé dans de la paraffine. Des coupes transversales déparaffinées et hydratées de 3 µm ont été visualisées par fluorescence à 455-495/ 505-555 nm. Le jaune de Lucifer est un colorant anionique fluorescent soluble dans l’eau d’acide disulfonique fréquemment utilisé pour étudier la morphologie neuronale. Il a été utilisé pour évaluer la barrière de perméabilité des souris et des modèles équivalents à la peau.30-33
Bien que notre modèle cutané n’ait pas montré de couche cornée épidermique bien établie sous coloration à l’hématoxyline et à l’éosine, une pénétration minimale du colorant à travers le modèle cutané a été observée à 5 minutes, indiquant une barrière fonctionnelle, assimilant celle de l’épiderme humain. La pénétration du colorant n’était pas confluente dans tout l’échantillon. Par conséquent, le pourcentage moyen de pénétration du colorant a été calculé dans trois champs de microscope consécutifs non superposés sur chaque section (un total de cinq sections ont été notées à partir de chaque modèle de peau).
Étude pilote clinique sur la supplémentation nutritionnelle
Sujets
Adultes (>18 ans) sujets présentant un diagnostic de MA selon « Les Critères diagnostiques du Groupe de travail britannique pour la Dermatite atopique »34 ont été recrutés. Les critères d’exclusion étaient la grossesse ou l’allaitement, une maladie du foie, l’exposition à un rayonnement ultraviolet naturel ou artificiel, une immunosuppression due à une maladie ou à un médicament, ou l’utilisation de phytothérapie chinoise au cours des 3 mois précédant l’étude. Les sujets ont été autorisés à continuer à utiliser des émollients non médicinaux et un traitement de sauvetage intermittent de crèmes stéroïdes topiques, qui ont été consignés dans les formulaires de rapport de cas à chaque visite.
Conception de l’étude
Il s’agissait d’une étude pilote randomisée, en double aveugle, contrôlée par placebo, sur des suppléments nutritionnels croisés, qui examinait les effets de la l-histidine chez des sujets adultes atteints de MA. Les sujets ont été randomisés à l’aide d’un randomiseur de recherche (www.randomizer.org ) dans le groupe A ou le groupe B. La gravité initiale de la maladie d’alzheimer a été évaluée par une infirmière de recherche en dermatologie formée à l’aide de la mesure de la dermatite atopique à notation validée (SCORAD).35 Les sujets ont également été formés pour effectuer la première des auto-évaluations hebdomadaires de la gravité de leur maladie d’alzheimer à l’aide de la mesure validée de l’Eczéma orienté vers le patient (POEM).35 Après une période de lavage de 2 semaines au cours de laquelle les sujets ont été invités à ne pas utiliser de médicament pour leur MA, les mêmes mesures ont été répétées et les patients ont reçu des sachets identiques contenant soit 4 g de l-histidine (groupe A), soit 4 g de placebo (érythritol); Groupe B) pris une fois par jour, dissous dans une boisson aux fruits du matin. Les patients sont revenus 4 et 8 semaines plus tard et SCORAD a été effectué par une seule infirmière de recherche en dermatologie formée à chaque visite. Les patients du groupe A sont ensuite passés au placebo et ceux du groupe B ont pris de la l-histidine pendant les 8 semaines suivantes, SCORAD étant effectué par l’infirmière de recherche en dermatologie formée à des intervalles de 4 semaines et des questionnaires POEM étant remplis à des intervalles hebdomadaires.
Approbation réglementaire et éthique
L’Agence britannique de Réglementation des Médicaments et des Produits de Santé a confirmé que cette étude pilote de supplémentation nutritionnelle sur les effets d’un acide aminé n’était pas classée comme un « Essai clinique d’un Médicament expérimental ». Le Comité d’éthique de la recherche de Bolton a autorisé l’étude (#08 / H1009 / 52) qui a été menée conformément à la Déclaration d’Helsinki de 1964 et à la Note d’orientation de l’EMEA sur les Bonnes pratiques cliniques avec le consentement écrit et éclairé obtenu de tous les sujets.
Statistiques
L’analyse de la variance (à sens unique ou bidirectionnel, avec des tests post hoc de Dunnett et de Bonferroni effectués, respectivement) et l’analyse de régression linéaire simple ont été utilisées pour les études in vitro. Ceux-ci ont été effectués à l’aide de GraphPad Prism version 4.00 pour Windows (GraphPad software, San Diego, Californie, États-Unis). Les données sont présentées sous forme de valeurs moyennes ± écart type.
L’analyse statistique de l’étude pilote clinique a été réalisée par un analyste statistique indépendant (StatSol, Sereetz, Allemagne) en utilisant SPSS version 15. Les données sont présentées sous forme de moyennes ± erreurs-types et la signification des différences entre les moyennes a été exprimée sous la forme d’une valeur P exacte bilatérale des tests de somme de rang de Wilcoxon. Dans les études cliniques et in vitro, les valeurs de P < 0,05 ont été considérées comme significatives.
Résultats
effets de la l-histidine sur le traitement de la profilaggrine et la fonction barrière cutanée in vitro
L’ajout de l-histidine à des cultures monocouches de kératinocytes HaCaT (N = 6) a entraîné une diminution d’un important intermédiaire de profilaggrine de 120 kDa 11 et une augmentation concomitante des monomères de filaggrine de 37 kDa (Figure 1). Cette augmentation du rapport 37 kDa: 120 kDa (moyenne 1,69, SD 0,46) était dépendante de la dose de l-histidine (0-5 mM) (P < 0,01) mais n’a pas été observée lorsque les kératinocytes ont été incubés avec de la d-histidine de 5 mM (moyenne 0,68, SD 0,13) ou de la l-lysine (moyenne 1,02, SD 0.37) (Figure 1).
Figure 1 La L-histidine augmente la formation de protéines de filaggrine dans les monocouches de kératinocytes humains confluents (HaCaT). (A) Des Western blots représentatifs montrant une diminution de la filaggrine de 120 kDa et une augmentation de la formation de filaggrine de 37 kDa après traitement par la L-histidine. (B) La L-lysine et la D-histidine n’ont eu aucun effet significatif sur l’expression de la protéine de filaggrine tandis que la L-histidine a augmenté le rapport de filaggrine de 37 kDa à 120 kDa (P< 0,01), par rapport aux témoins. (C) La L-histidine a augmenté le rapport filaggrine de 37 kDa: 120 kDa de manière dose-dépendante (R2 = 0,54, P < 0,01). Les barres d’erreur représentent la moyenne ± SD, où n = 6. Toutes les bandes ont été normalisées en fonction du contrôle de la charge de la protéine kératine 10. **p < 0.01. Abréviations : OD, densité optique; WB, Western blot. |
Pour examiner l’effet de la l-histidine sur la fonction de la barrière épidermique, des cultures organotypiques équivalentes à la peau (Figure 2A) ont été incubées avec de la l-histidine de 5 mM (moyenne de 3,60, SD 0,88), ce qui a conduit à une réduction significative de la pénétration de Colorant fluorescent jaune Lucifer (N = 5, P < 0,01) comparé au témoin (moyenne 7,67, SD 0,37). La même concentration de l-lysine (moyenne 8,78, SD 1,55) ou de l-sérine (moyenne 7,64, SD 2,00) n’a eu aucun effet sur la pénétration du colorant (Figure 2B).
Figure 2 La L-histidine améliore la fonction barrière de la peau organotypique modèle tel qu’indiqué par la pénétration du colorant fluorescent jaune Lucifer. (A) Une image représentative d’un modèle de peau organotypique avec un colorant jaune Lucifer vu sous fluorescence et une coloration H&E. (B) Les modèles cutanés cultivés dans de la L-histidine de 5 mm présentaient une pénétration réduite du colorant (N = 5; P < 0,01), alors que la L-lysine et la L-sérine n’avaient aucun effet sur la fonction barrière. Remarque: **p < 0,01, n=5. Abréviation: H&E, hématoxyline et éosine. |
Étude pilote clinique sur la supplémentation nutritionnelle
Les données démographiques des sujets et la gravité de la MA
Vingt-quatre adultes atteints de MA ont été dépistés et randomisés en deux groupes de traitement. Les patients du groupe A ont reçu de la l-histidine au cours de la période de traitement 1 de 8 semaines, puis un placebo au cours de la période de traitement 2, tandis que les patients du groupe B ont reçu un placebo suivi de la l-histidine (figure 3A). Trois patients (un dans le groupe A et deux dans le groupe B) ont été perdus dans l’étude après la période de lavage (figure 3B). Les autres patients entrant dans l’étude avaient un âge moyen (erreur type de la moyenne) de 25,9 (1,6) ans et 27,6 (1,6) ans dans les groupes A et B, respectivement; 55% des patients du Groupe A et 70% du groupe B étaient des femmes. La majorité des patients étaient des Caucasiens avec un patient d’origine asiatique et un de race asiatique / caucasienne dans les groupes A et B, respectivement.
Figure 3 Protocole d’étude clinique et détails du patient. (A) Schéma montrant le protocole de l’étude, (B) les patients ont rempli des questionnaires POEM chaque semaine et (C) disposition des patients.Il y avait une bonne corrélation entre les scores SCORAD et POEM (R2 = 0,62) chez les patients de l’étude du Groupe A (sa) (n = 11) et du groupe B (Sa) (n = 10) à la semaine 0. Il n’y avait aucune différence dans les scores moyens de SCORADE ou de POÈME entre les deux groupes (P = 0,86). Abréviations: POÈME, Mesure de l’Eczéma Orientée Vers le Patient; SCORAD, Dermatite atopique de notation; WO, période de lavage. |
Le SCORAD noté par le clinicien et le POÈME noté par le patient ont été utilisés comme mesures validées de la gravité de la maladie d’alzheimer.35 À la semaine 0, il n’y avait pas de différence significative dans les scores moyens (MEB) SCORAD (31,9 et 28,3) et POEM (18,4 et 16,7) entre les groupes A (N = 11) et B (N = 10), respectivement. Chez tous les patients, il y avait une forte corrélation entre les scores SCORAD et POEM à la semaine 0 (R2 = 0,62) (figure 3C).
Effets de la supplémentation nutritionnelle en l-histidine sur la gravité de la MA
Après la supplémentation en l-histidine (période 1), il y avait une réduction significative des scores de la semaine 0 dans les scores SCORAD (34%, P = 0,0029 et 32%, P = 0,0029; Figure 4A) et POEM (39%, P = 0,0020 et 39%, P = 0,0010; Figure 4B) dans le groupe A aux semaines 4 et 8, respectivement. Aucune réduction significative de la gravité de la maladie n’a été observée dans le groupe B qui a reçu un placebo au cours de la période 1 aux semaines 4 ou 8 (SCORAD: -16 %, P = 0,3223 et 6 %, P = 0,5391; POEM: 2%, P = 0,8438 et 16 %, P = 0,2695), respectivement (Figure 4A et B). Au cours de la période 2, il a été prouvé que les sujets du groupe B, qui sont passés du placebo à la l-histidine, ont montré une amélioration de la gravité de leur maladie d’alzheimer, bien qu’un effet de report de la l-histidine dans le groupe A au cours de cette période ait empêché une analyse significative de l’étude après le croisement.
Figure 4 Effets de la supplémentation nutritionnelle en L-histidine sur Gravité de la maladie d’ALZHEIMER. (A) Les scores SCORAD et (B) POEM (moyenne ± SEM) ont été significativement réduits chez les patients du groupe A (Est) aux semaines 4 et 8 (SCORAD, P = 0,0029 et P = 0,0029; POEM, P = 0,0020 et P = 0,0010, respectivement) pendant la période 1, tandis que le placebo n’a eu aucun effet chez les patients du groupe B (est) pendant la période 1 (SCORAD, P = 0,3223 et P = 0,5391; POEM, P = 0,8438 et P = 0,2695, respectivement). Il existe un effet de « report » clair de la L-histidine dans le groupe A entre les semaines 8 et 12, ce qui empêche une analyse statistique significative au cours de la période d’étude 2. Abréviations: AD, dermatite atopique; POÈME, Mesure de l’Eczéma Orientée Vers le patient; SCORAD, marquage de la dermatite atopique; SEM, erreur type de la moyenne; WO, période de lavage. |
Les événements indésirables potentiels ont été surveillés et enregistrés au cours de l’étude. Aucun effet indésirable n’a été directement associé à l’administration de l-histidine ou du placebo.
Discussion
Le traitement actuel de la MA repose sur l’utilisation palliative d’émollients et d’agents anti-inflammatoires tels que les corticostéroïdes topiques ou les inhibiteurs de la calcineurine, avec traitement de la surinfection, notamment due au Staphylocoque doré et à l’herpès simplex, lorsqu’elle survient. Si la prise en charge topique échoue, un traitement systémique basé sur des médicaments puissants tels que les corticostéroïdes, le méthotrexate, l’azathioprine, la ciclosporine A ou le mycophénolate mofétil est nécessaire. Les effets bien connus de l’utilisation à long terme de corticostéroïdes systémiques comprennent l’ostéoporose, les cataractes, l’hypertension et l’hyperglycémie. Les immunosuppresseurs tels que la cyclosporine A et l’azathioprine ont également des effets secondaires potentiels graves, notamment des anomalies hématologiques, une prédisposition aux infections potentiellement mortelles, une insuffisance hépatique et rénale, nécessitant donc une surveillance intensive par le médecin superviseur.5-36 Compte tenu de la prévalence élevée de la MA (jusqu’à 16% des enfants1 et 10% des adultes2 dans le monde), ces effets indésirables imposent un fardeau considérable au patient et un coût financier élevé pour les systèmes de soins de santé et la société. Des essais cliniques sont actuellement en cours avec des agents biologiques agissant sur des éléments du système immunitaire, mais s’ils sont efficaces, ils seront coûteux et seront probablement limités à la MA la plus sévère et la plus résistante au traitement. Les préoccupations concernant l’innocuité de cette classe d’agents persistent, en particulier en ce qui concerne les risques d’infection et les tumeurs malignes accrus.5,36 Un grand besoin clinique non satisfait demeure donc d’interventions non stéroïdiennes sûres, pratiques et ciblées, adaptées à une utilisation à long terme dans la prise en charge de la MA, en particulier chez les enfants.
Les monocouches d’HaCaT cultivées dans des milieux enrichis en l-histidine ont été associées à une augmentation significative de l’expression des monomères de filaggrine de 37 kDa par rapport à l’intermédiaire de filaggrine de 120 kDa. Aucune augmentation de l’expression des monomères de filaggrine n’a été observée avec des milieux enrichis en l-lysine et en d-histidine, les isomères structurellement similaires mais biologiquement inactifs de la l-histidine. Le mécanisme par lequel la l-histidine a amélioré le traitement de la filaggrine d’une manière spécifique aux énantiomères n’est pas clair, bien que la l-histidine participe fréquemment aux réactions enzymatiques37 en raison de l’amphotérisme de sa chaîne latérale imidazole.
Les monomères de filaggrine de 37 kDa sont des produits intermédiaires de la protéolyse de la filaggrine qui sont ensuite dégradés en fragments peptidiques de filaggrine plus petits par des protéases dont la calpaïne-1 et la caspase-14 et enfin en acides aminés libres par la bléomycine hydrolase.38 On s’attend à ce que la formation accrue des monomères de filaggrine de 37 kDa par la l-histidine améliore l’agrégation de la kératine et entraîne une augmentation des niveaux de composants de l’acide aminé libre NMF. la l-histidine est hygroscopique, et cette capacité à capturer et à retenir l’eau en fait un composant important de la NMF.14 La capacité de la l-histidine à augmenter le traitement de la filaggrine avec une amélioration conséquente de la fonction de barrière cutanée est corroborée par notre constatation que les équivalents cutanés cultivés dans des milieux enrichis en l-histidine étaient plus résistants à la pénétration par le colorant fluorescent jaune Lucifer. L’effet observé peut être dû à une amélioration de l’agrégation de la kératine ou à une augmentation du taux de NMF dans les modèles cutanés en raison d’une disponibilité accrue du substrat (c.-à-d., plus de monomères de filaggrine) pour la dégradation protéolytique, ou les deux. Chez les individus présentant des mutations FLG de type sauvage ou des mutations FLG hétérozygotes de perte de fonction, la l-histidine peut améliorer les symptômes de la maladie en améliorant la formation de filaggrine et en complétant la production de NMF, tandis que chez les patients présentant des mutations FLG homozygotes, la l-histidine peut augmenter la quantité de NMF dans la peau. Dans tous les cas, l’amélioration de la formation de filaggrine et / ou la supplémentation en NMF devraient améliorer la fonction barrière cutanée et réduire le fardeau de la maladie d’alzheimer.
L’utilisation de kératinocytes humains primaires au lieu de cellules HaCaT pour le test de la fonction barrière peut être considérée comme plus « physiologique ». Cependant, notre modèle interne d’équivalent peau est une adaptation de la technique démontrée par Schoop et al., 39 qui ont montré que les cellules HaCaT, cultivées à une interface air-liquide sur diverses matrices servant d’équivalents dermiques, peuvent être utilisées pour générer des structures organotypiques hautement différenciées in vitro. Contrairement aux kératinocytes primaires qui sont normalement dérivés d’échantillons de prépuce humain, la lignée cellulaire HaCaT est de qualité standardisée car elle est indépendante des variations du donneur.
L’étude pilote clinique sur la supplémentation nutritionnelle suggère que la l-histidine orale, administrée une fois par jour sur une période de 4 semaines, est associée à une amélioration des signes et symptômes cliniques chez les patients adultes atteints de MA. Dans les mesures de gravité de la maladie notées par le clinicien (SCORAD) et par le patient (POEM), il y a eu une diminution d’environ 40% de l’activité de la MA sur 4 semaines de traitement, ce qui est similaire à celui rapporté lors de l’utilisation de corticostéroïdes topiques à puissance moyenne (groupe III).40 Les effets bénéfiques observés chez les patients du groupe A ont persisté pendant plusieurs semaines après le passage de la l-histidine au placebo, suggérant un bénéfice prolongé du traitement par la l-histidine. Fait important, aucun événement indésirable attribuable à la supplémentation en l-histidine n’a été signalé.
Nous avons mis en évidence, in vitro, une augmentation dépendante de la concentration en l-histidine de la formation de monomères de filaggrine de 37 kDa et une amélioration associée à la l-histidine de la fonction barrière d’un modèle équivalent à la peau. Cette observation est en corrélation avec les preuves de l’étude pilote nutritionnelle clinique selon lesquelles la l-histidine orale peut avoir des avantages thérapeutiques dans la MA. Bien qu’il existe des limites liées à la taille de l’échantillon de notre étude pilote, si elles sont cohérentes, les résultats suggèrent que la l-histidine orale une fois par jour a des effets similaires sur la MA à ceux rapportés pour les corticostéroïdes topiques à puissance moyenne (groupe III).40
Ces observations, combinées à son profil d’innocuité établi, suggèrent que la supplémentation nutritionnelle en l-histidine peut être une intervention sûre, pratique et non stéroïdienne adaptée à une utilisation à long terme dans la prise en charge de la MA, en particulier chez les enfants.
Remerciements
Cette étude a été soutenue par des subventions du Scottish Overseas Research Student Award, de la bourse de doctorat du Collège de médecine et de médecine vétérinaire de l’Université d’Édimbourg et de l’Université de Manchester. Le CEMG est chercheur principal à l’Institut national de recherche en santé. Nous remercions les infirmières de recherche du Manchester Dermatology Centre d’avoir géré la partie clinique de ce projet et remercions également tous les patients volontaires d’avoir participé à cette étude.
Contributions des auteurs
Tous les auteurs ont contribué à l’analyse des données, à la rédaction et à la révision critique du document, ont approuvé définitivement la version à publier et ont accepté d’être responsables de tous les aspects du travail.
Divulgation
Le CEMG rapporte les subventions de Zymogenetics, Stiefel et Regeneron, les subventions et les frais personnels de Novartis et de Pfizer. NKG est l’un des directeurs fondateurs de Curapel, une société dérivée de l’Université de Manchester détenant des brevets dans ce domaine. Les autres auteurs ne rapportent aucun conflit d’intérêts dans ce travail.
Williams H, Robertson C, Stewart A, et al. Variations mondiales de la prévalence des symptômes de l’eczéma atopique dans l’étude internationale de l’asthme et des allergies chez l’enfant. J Allergie Clin Immunol. 1999;103:125–138. |
||
Rönmark EP, Ekerljung L, Lötvall J, et al. Eczéma chez les adultes: prévalence, facteurs de risque et relation avec les maladies des voies respiratoires. Résultats d’une enquête démographique à grande échelle en Suède. Br J Dermatol. 2012;166:1301–1308. |
||
Watson W, Kapur S.Dermatite atopique. Allergie Asthme Clin Immunol. 2011; 7 (Complément 1): S4. |
||
Weidinger S, Novak N.Dermatite atopique. Lancet. 2016;387:1109–1122. |
||
Katoh N. Perspectives futures dans le traitement de la dermatite atopique. J Dermatol. 2009;36:367–376. |
||
Palmer CNA, Irvine AD, Terron-Kwiatkowski A, et al. Les variantes courantes de perte de fonction de la protéine de barrière épidermique filaggrine sont un facteur prédisposant majeur à la dermatite atopique. Nat Genet. 2006;38:441–446. |
||
Brown SJ, McLean WHI. Génétique de l’eczéma: état actuel des connaissances et objectifs futurs. J Invest Dermatol. 129:543–552. |
||
Irvine AD, McLean WHI, Leung DYM. Mutations de la filaggrine associées à des maladies cutanées et allergiques. En anglais J Med. 2011;365:1315–1327. |
||
Voorhees JJ, Chakrabarti SG, Bernstein IA. Le métabolisme de la protéine « riche en histidine » dans la kératinisation normale et psoriasique. J Invest Dermatol. 1968;51:344–354. |
||
Brown SJ, McLean WHI. Une molécule remarquable : la filaggrine. J Invest Dermatol. 2012;132:751–762. |
||
Robertson ED, Weir L, Romanowska M, Leigh IM, Panteleyev AA. L’ARNT contrôle l’expression des gènes de différenciation épidermique par des voies dépendantes de l’HDAC et de l’EGFR. J Cell Sci. 2012;125:3320–3332. |
||
Lynley AM, Dale BA. The characterization of human epidermal filaggrin. A histidine-rich, keratin filament-aggregating protein. Biochim Biophys Acta. 1983;744:28–35. |
||
Gruber R, Elias PM, Crumrine D, et al. Filaggrin genotype in ichthyosis vulgaris predicts abnormalities in epidermal structure and function. Am J Pathol. 2011;178:2252–2263. |
||
Scott IR, Harding CR, Barrett JG. Histidine-rich protein of the keratohyalin granules. Source des acides aminés libres, de l’acide urocanique et de l’acide pyrrolidone carboxylique dans la couche cornée. Biochim Biophys Acta. 1982;719:110–117. |
||
Hoste E, Kemperman P, Devos M, et al. La caspase-14 est nécessaire à la dégradation de la filaggrine en facteurs hydratants naturels de la peau. J Invest Dermatol. 2011;131:2233–2341. |
||
McAleer MA, Irvine AD. Le rôle multifonctionnel de la filaggrine dans les maladies cutanées allergiques. J Allergie Clin Immunol. 2013;131:280–291. |
||
Brown SJ, Relton CL, Liao H, et al. Mutations nulles de la filaggrine et eczéma atopique infantile: une étude cas-témoins basée sur la population. J Allergie Clin Immunol. 2008;121:940–946.e3. |
||
Kezic S, O’Regan GM, Yau N, et al. Les niveaux de produits de dégradation de la filaggrine sont influencés à la fois par le génotype de la filaggrine et par la gravité de la dermatite atopique. Allergie. 2011;66:934–940. |
||
Howell MD, Kim BE, Gao P, et al. Modulation des cytokines de l’expression cutanée de la dermatite atopique filaggrine. J Allergy Clin Immunol. 2009;124:R7–R12. |
||
Tan SP, Abdul-Ghaffar S, Weller RB, Brown SB. Protease-antiprotease imbalance may be linked to potential defects in profilaggrin proteolysis in atopic dermatitis. Br J Dermatol. 2012;166:1137–1140. |
||
Cabanillas B, Novak N. Atopic dermatitis and filaggrin. Curr Opin Immunol. 2016;42:1–8. |
||
Otsuka A, Doi H, Egawa G, et al. Nouvelle stratégie thérapeutique possible pour réguler la dermatite atopique en régulant à la hausse l’expression de la filaggrine. J Allergie Clin Immunol. 2014;133:139–146.e1-10. |
||
Stout TE, McFarland T, Mitchell JC, Appukuttan B, Stout JT. La filaggrine recombinante est internalisée et traitée pour corriger le déficit en filaggrine. J Invest Dermatol. 2014;134:423–429. |
||
Bando K, Shimotsuji T, Toyoshima H, Hayashi C, Miyai K. Dosage fluorométrique de l’activité de la carnosinase sérique humaine chez les enfants normaux, les adultes et les patients atteints de myopathie. Ann Clin Biochem. 1984; 21 (Pt 6): 510-514. |
||
Kopple JD, Swendseid ME. Preuve que l’histidine est un acide aminé essentiel chez l’homme normal et chronique urémique. J Clin Invest. 1975;55:881–891. |
||
Fukuyama K, Nakamura T, Benstein IA. Incorporation différentiellement localisée d’acides aminés par rapport à la kératinisation épidermique chez le rat nouveau-né. Anat Rec. 1965;152:525–535. |
||
Tanaka M, Okada M, Zhen YX, et al. Diminution de l’état d’hydratation de la couche cornée et réduction de la teneur en acides aminés de la surface de la peau chez les patients atteints de rhinite allergique saisonnière. Br J Dermatol. 1998;139:618–621. |
||
Kezic S, O’Regan GM, Yau N, et al. Les niveaux de produits de dégradation de la filaggrine sont influencés à la fois par le génotype de la filaggrine et par la gravité de la dermatite atopique. Allergie. 2011;66:934–940. |
||
Boukamp P, Petrussevska R, Breitkreutz D, Hornung J, Markham A, Fusenig N. Normal keratinization in a spontaneously immortalized aneuploid human keratinocyte cell line. J Cell Biol. 1988;106:761–771. |
||
McMahon A, Butovich IA, Kedzierski W. Epidermal expression of an Elovl4 transgene rescues neonatal lethality of homozygous Stargardt disease-3 mice. J Lipid Res. 2011;52:1128–1138. |
||
Herrmann T, Gröne H-J, Langbein L, et al. Structure épidermique perturbée chez des souris présentant un déficit en Fatp4 contrôlé temporellement. J Invest Dermatol. 2005;125:1228-1235. |
||
Jennemann R, Sandhoff R, Langbein L, et al. L’intégrité et la fonction barrière de l’épiderme dépendent de manière critique de la synthèse du glucosylcéramide. J Biol Chem. 2007;282:3083-3094. |
||
Epp N, Fürstenberger G, Müller K, et al. Le déficit en 12R-lipoxygénase perturbe la fonction de barrière épidermique. Biol de cellules J. 2007;177:173-182. |
||
Williams HC, Burney PG, Pembroke AC, Hay RJ. The U.K. Working Group’s Diagnostic Criteria for Atopic Dermatite. III. Validation hospitalière indépendante. Br J Dermatol. 1994;131:406–416. |
||
Schmitt J, Langan S, Williams HC. Quelles sont les meilleures mesures de résultats pour l’eczéma atopique? Une revue systématique. J Allergie Clin Immunol. 2007;120:1389–1398. |
||
Walling HW, Swick BL. Le point sur la prise en charge de l’eczéma chronique: nouvelles approches et options de traitement émergentes. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2010;3:99. |
||
Meth-Cohn O, Barton D, Nakanishi K. Chimie complète des produits naturels. Londres : Elsevier Science Ltd; 1999: 459. |
||
Kamata Y, Taniguchi A, Yamamoto M, et al. Protéase à cystéine neutre la bléomycine hydrolase est essentielle à la dégradation de la filaggrine déminéralisée en acides aminés. J Biol Chem. 2009;284:12829–12836. |
||
Schoop VM, Mirancea N, Fusenig NE. Epidermal organization and differentiation of HaCaT keratinocytes in organotypic coculture with human dermal fibroblasts. J Invest Dermatol. 1999;112:343–353. |
||
Kirkup ME, Birchall NM, Weinberg EG, Helm K, Kennedy CTC. Acute and maintenance treatment of atopic dermatitis in children – two comparative studies with fluticasone propionate (0.05%) cream. J Dermatolog Treat. 2003;14:141–148. |