La douleur, principal symptôme de l’arthrose, a une physiopathologie complexe. Alors que l’inflammation de bas grade et l’immunité innée ont fait l’objet de nombreux travaux, le rôle de l’immunité adaptative reste peu exploré dans l’arthrose. Cette étude vise à analyser la signature immunologique de la douleur chez des patients atteints de gonarthrose afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs et cibles thérapeutiques.

Nous avons inclus 46 patients ayant une gonarthrose (critères ACR) dans le cadre de l’étude TRANSIMMUNOM (NCT02466217). Les données cliniques ont été recueillies pour chaque patient, dont les scores de douleur WOMAC (0–100) et de douleur neuropathique DN4 (0–10). 62 cytokines sériques ont été quantifiées par ELISA multiplex. Un immunophénotypage sanguin profond par cytométrie en flux a été réalisé à l’aide de 12 combinaisons d’anticorps couvrant les populations immunitaires innées et adaptatives circulantes, Le transcriptome ainsi que le répertoire des récepteurs des cellules T (TCR) ont été analysés par séquençage massif sur des lymphocytes T régulateurs (Treg, CD4+CD25+CD127low) et effecteurs (Teff, CD4-CD25+CD127+) sanguins triés. L’ensemble des données ont été analysées par des approches biostatistiques supervisées et non supervisées appropriées.

La cohorte était composée de 65,2 % de femmes, avec un âge moyen de 64,8 ans un IMC moyen de 29,1kg/m². Le score moyen de douleur WOMAC était de 44,2. Il n’y avait pas de différence significative entre les patients ayant une faible et une forte intensité de douleur (WOMAC douleur≥40/100) en termes d’âge, d’IMC, de sexe et de sévérité radiographique. L’analyse des cytokines a révélé que les facteurs solubles associés à l’expansion et à l’activation des Treg tel que sIL2-RA étaient positivement corrélées au score de douleur WOMAC (r=0,31 p=0,021). L’analyse non supervisée de 269 populations immunitaires par cytométrie en flux a identifié 19 populations cellulaires corrélées avec les scores de douleur WOMAC incluant quatre populations liées à l’activation et à la fonctionnalité des Treg (FoxP3+CTLA4+, CD4+CD57+, TregCD95+,TregCD45RA+) négativement corrélées. Nous avons analysé les Tregs et Teffs par transcriptomique et analyse du répertoire. L’analyse différentielle de l’expression génique des Treg entre les patients ayant des scores de douleur WOMAC bas et élevés a identifié 46 gènes surexprimés, incluant des gènes liés à l’inflammasome tels que IL1RL1, NLRP3,INFG, et 23 gènes sous-exprimés (|log2(FC)|≥log2(1,6),p<0,01). Il y avait un enrichissement des voies GO liées à la régulation immunitaire innée, à l’activation de l’IL-8 et à la production de cytokines et d’IFN-gamma dans les Treg (p<0,01). Le répertoires TCR des Tregs étaient comparables quel que soit le niveau de douleur, nous avons identifié une corrélation positive (p<0,001,r=0,6) entre la diversité du TCR des Teff et le score WOMAC. Plus le score était élevé, plus la diversité était grande, suggérant soit un nouveau recrutement des Teff CD4, soit une activation polyclonale de ces cellules (Figure 1, Figure 2, Figure 3).

Nous avons mis en évidence une dérégulation systémique des Treg avec un état potentiellement pro-inflammatoire et une perte de fonctionnalité chez les patients ayant une gonarthrose douloureuse.

Les Tregs pourraient être de nouveaux acteurs clés dans la douleur associée à la gonarthrose, soulignant le rôle du système immunitaire adaptatif \ et offrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques