17.4 Évaluation
L’évaluation des changements dans l’immunocompétence en raison de facteurs environnementaux, tels que le stress, la nutrition, les toxiques ou les événements de l’histoire de vie (par exemple, la mue, la migration, la reproduction), nécessite une approche systématique qui donne des résultats prédisant une protection » dans le monde réel » contre les maladies infectieuses et néoplasiques. Il est important que l’évaluation puisse faire la distinction entre les changements positifs de l’immunocompétence et les changements négatifs potentiels, y compris l’immunosuppression, l’immunostimulation négative, l’immunogénicité, l’hypersensibilité et l’auto-immunité.
Un panel standardisé de tests pour évaluer l’immunosuppression due aux toxiques a été développé . Cependant, la pertinence de ce panel n’a pas été testée pour des formes plus physiologiques d’immunomodulation telles que celles dues au stress, à la nutrition ou aux événements de l’histoire de la vie. Des recherches approfondies en immunotoxicologie indiquent qu’un large éventail de tests hautement quantitatifs est nécessaire pour prévoir l’efficacité du système immunitaire à contrecarrer les maladies infectieuses et néoplasiques, et qu’il n’existe pas de test unique d’une fonction immunitaire qui soit suffisant. Le panel immunotox comprend des mesures générales de la santé (par exemple, le poids corporel, l’apport alimentaire, la numération différentielle des leucocytes), le poids et l’histopathologie des organes immunitaires primaires et secondaires, ainsi que des tests fonctionnels des réponses immunitaires aux antigènes. Les tests fonctionnels qui intègrent l’ensemble des processus cellulaires et réglementaires responsables de l’expression des principaux bras de l’immunité sont initialement les plus instructifs. Une fois que l’on a obtenu une vue d’ensemble du système immunitaire, les études dirigées visant à élucider les mécanismes spécifiques responsables sont éclairantes. L’utilisation de composés de référence (par exemple, l’azathioprine, la dexaméthasone, le cyclophosphamide, la cyclosporine A) ou de nutriments est également importante pour les comparaisons inter-essais, inter-laboratoires et inter-espèces.
Les études conçues pour examiner les effets environnementaux généraux sur l’immunocompétence, y compris le stress et le régime alimentaire, devraient inclure des mesures de l’immunité constitutive et inductible fournies par les branches innées et adaptatives du système immunitaire. Les essais in vivo sont initialement les plus appropriés car les modifications de la fonction immunitaire sont souvent le résultat de changements dans le milieu hormonal, nutritionnel et physique auquel les leucocytes sont exposés. En outre, les courbes dose-réponse sont cruciales car les effets des nutriments, des substances toxiques et des hormones ne sont pas linéaires et sont souvent biphasiques.
Pour les tests in vivo des réponses des anticorps, les antigènes bénins (par exemple, l’hémocyanine de la patelle de mer, les globules rouges de mouton, les agents pathogènes tués) permettent de mesurer les réponses immunitaires indépendamment d’une infection en cours. L’utilisation de vaccins vivants-atténués pour sonder les défenses immunitaires pose de nombreux problèmes d’interprétation. Une réponse importante pourrait être due à une meilleure capacité à répondre à la dose de provocation. Elle peut aussi être due à une immunocompétence suffisamment faible de l’animal pour que la dose de provocation se réplique rapidement, fournissant une provocation plus importante et persistante et, par conséquent, nécessitant une réponse plus soutenue et plus vigoureuse. Il n’est pas rare que l’immunomodulation nutritionnelle produise des effets très différents sur la réponse immunitaire selon que le vaccin est vivant-atténué ou tué. Des études approfondies sur des rongeurs exposés à des produits chimiques toxiques indiquent que les antigènes dépendant des lymphocytes T donnent de meilleurs résultats dans le dépistage initial de l’immunocompétence que les antigènes indépendants des lymphocytes T .
Les tests in vivo des réponses à médiation cellulaire (Th1) sont importants, et en immunotoxicologie, la réponse d’hypersensibilité de type retardé (DTH) aux antigènes de rappel a été adoptée. En immunologie aviaire, la lectine PHA est parfois utilisée à cette fin en mesurant la quantité de gonflement qu’elle induit après injection dans le tissu des ailes ou des orteils. Cependant, l’utilisation du PHA pose des problèmes d’interprétation car le gonflement est dû à la fois à une inflammation et à une infiltration lymphocytaire. Ainsi, il n’est pas possible de démêler les réponses innées et celles médiées par les lymphocytes T avec ce test.
Les résultats des expériences in vivo peuvent parfois être approfondis dans des cultures ex vivo de sang total dilué . Le sang entier conserve une grande partie du milieu nutritif et hormonal que l’on retrouve in vivo, alors que la purification des leucocytes suivie d’une culture dans un milieu générique avec du sérum étranger élimine de nombreux facteurs de régulation importants qui entraînent souvent des changements dans l’immunité. Les expériences ex vivo sont très sensibles aux changements dans les hormones de stress circulantes. Par exemple, les effets immunosuppresseurs de seulement 30 minutes de stress aigu sont évidents dans la capacité du sang entier à tuer Escherichia coli .
La résistance de l’hôte aux défis posés par les organismes infectieux est essentielle pour l’évaluation finale de l’immunomodulation . Malheureusement, cette étape importante est rarement franchie en raison de son coût. Lorsque la protection est quantifiée, il faut utiliser des organismes provocateurs qui sondent les réponses immunitaires Th1, Th2 et inflammatoires afin de distinguer l’immunosuppression d’un changement d’orientation de la réponse (c’est-à-dire l’immunomodulation). Dans les essais d’immunotoxicologie chez les rongeurs, les composés qui provoquent des modifications modérées des indices d’immunocompétence ne se traduisent pas toujours par des modifications de la résistance aux agents pathogènes authentiques. Cela est probablement dû à la redondance et au chevauchement considérables des systèmes effecteurs du système immunitaire. Inversement, les composés ne produisant aucune preuve de changements dans les tests fonctionnels de l’immunité ne sont pas susceptibles d’affecter la résistance aux agents pathogènes ou aux tumeurs.
Enfin, le stade de développement affecte la sensibilité du système immunitaire à la perturbation. Le système immunitaire en développement est plus sensible aux toxines que celui de l’adulte , et on pense généralement que cette situation est vraie pour les carences nutritionnelles, bien que peu de recherches aient porté sur cette comparaison chez les oiseaux. Pour les substances toxiques, l’exposition pendant le développement peut avoir des effets qualitatifs différents (c’est-à-dire que différents paramètres immunitaires sont affectés) ainsi que des effets quantitatifs (c’est-à-dire la dose efficace la plus faible et la courbe dose-réponse). Les insultes pendant le développement peuvent également avoir des effets plus persistants, entraînant parfois une immunosuppression à vie.
L’étude de l’immunité chez les oiseaux vivant en liberté présente de nombreuses limites résultant des difficultés à attraper et à recapturer les individus, des artefacts de stress après la capture, de la spécificité d’espèce des réactifs et de la petite taille de la plupart des oiseaux vivant en liberté (voir chapitre 22). L’élevage d’oiseaux vivant en liberté en captivité impose de nombreuses pressions telles que le stress, un régime alimentaire et des conditions d’élevage inappropriés. Même un stress de capture de 15 à 30 minutes peut affecter les indices d’immunité innée et brouiller l’interprétation des résultats. Il est donc souhaitable d’échantillonner les oiseaux rapidement après leur capture et de réaliser des analyses sur un seul échantillon de sang.