La biopsie synoviale, un outil essentiel pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde ?

Les progrès de la rhumatologie ces 15 dernières années ont été spectaculaires dans la classification des arthrites inflammatoires, dans la compréhension des mécanismes physiopathogéniques mais surtout dans l’avènement des traitements biologiques ciblés. La PR reste l’affection de référence car elle reste l’arthrite inflammatoire la plus fréquente avec des conséquences parfois sévères sur le plan du handicap fonctionnel, de la morbidité et de la mortalité.

Beaucoup d’efforts ont été faits pour le diagnostic précoce de la maladie et sa prise en charge thérapeutique rapide. Pour cela, les nouveaux critères de classification et les outils diagnostiques tels que la recherche des anticorps anti-peptides citrullinés, l’évaluation clinique rigoureuse et l’imagerie médicale incluant échographie et imagerie par résonnance magnétique (IRM), ont un apport considérable.

Cependant, en dépit de ces avancées notamment pour la PR, il existe encore de nombreux défis pour les rhumatologues :

• pourquoi 30 à 40% des patients ne répondent pas aux traitements actuels ? (1)
• pourquoi le diagnostic reste parfois difficile malgré les nouveaux critères internationaux ACR/EULAR 2010 (2-3).

Ceci est probablement dû au fait que la PR est une maladie hétérogène et complexe.

L’avènement de l’échographie et de l’IRM articulaires a confirmé l’importance de la synoviale articulaire dans la physiopathologie de la PR (4).

Cette synovite est depuis de nombreuses années, étudiée grâce aux biopsies synoviales réalisées par mini-arthroscopie ou arthroscopie à l’aiguille.

Des arthrites des articulations de la main – poignets, articulations métacarpo-phalangiennes – sont trouvés dans environ 50% des rhumatismes inflammatoires débutants. Les prélèvements synoviaux au niveau de ces petites articulations, ont été longtemps limités par des problèmes techniques ; en effet les miniarthroscopies peuvent être réalisées à ce niveau mais sont invasives et limitées par des problèmes techniques.

Une nouvelle technique de biopsies synoviales est apparue depuis une dizaine d’années : les biopsies échoguidées à l’aiguille. Elles permettent, de façon moins invasive, de biopsier toutes les articulations notamment les plus petites comme celles de la main ce qui représente un avantage indéniable dans l’étude des rhumatismes inflammatoires débutants.

L’indication principale est l’exclusion d’une arthrite septique en l’absence de pathogènes révélés, notamment lors de l’analyse du liquide synovial. Une autre indication possible est, en absence d’éléments cliniques et para-cliniques discriminants, de différencier les rhumatismes inflammatoires des affections dégénératives telles que l’arthrose ou des pathologies métaboliques telles que la goutte et la chondrocalcinose. Enfin pour différencier les différentes arthrites inflammatoires, le rhumatologue utilise des critères de classification. Il se trouve parfois confronté à un diagnostic différentiel difficile ou à une forme que l’on qualifie d’arthrite indifférenciée.

L’inflammation synoviale ou synovite est caractérisée par une hypervascularisation, un infiltrat inflammatoire et prolifération avec épaississement de la membrane synoviale. Cela aboutit à une destruction osseuse et cartilagineuse (5-6).

1) Présence de riches infiltrats inflammatoires au sein de la synoviale

Dans la synoviale de patients souffrant de PR, de nombreuses modifications de la synoviale peuvent être observées :

- un épaississement de la couche intimale par une infiltration de cellules CD68+ et des synoviocytes montrant des caractéristiques d’hyperprolifération et de moindre apoptose.

- une néovascularisation de la couche sous-intimale avec infitration par lymphocytes CD4+ et CD20+ ainsi que par des cellules CD68+

- une altération des molécules d’adhésion (alphaV intégrines)

Des comparaisons avec des synoviales de patients souffrant de spondyloarthrites démontrent la grande diversité des populations cellulaires présentes dans ce tissu (selon le patient et selon la maladie) mais de fortes infiltrations en macrophages et plasmocytes sont corrélées avec le diagnostic de PR. La néovascularisation est plus importante dans la synoviale de patients souffrant de spondyloarthrites (7). L’hétérogénéité de l’inflammation synoviale a également été confirmée par Pitzalis et coll. avec l’identification de 3 grands types de lésions histologiques dans la PR (8).

2) Une découverte de biomarqueurs synoviaux

* Facteurs diagnostiques : comme rapporté plus haut, l’analyse histologique des biopsies synoviales essaie de retrouver certaines caractéristiques : hyperplasie des synoviocytes, nécrose fibrinoïde en surface sous forme de dépôts en surface des synoviocytes, infiltrat inflammatoire du chorion (lympho-plasmocytaire, diffus ou localisé, périvasculaire, etc.), franges de congestion et de prolifération vasculaires.

* Facteurs pronostiques :

> La présence de macrophages (CD68+) ainsi que l’expression d’IL6 ou de TNF-alpha ont été corrélées avec l’activité de la maladie, et ce, quelle que soit la durée de la PR (9)

> Le marquage en immunohistochimie pour le CD68+ des macrophages a été identifié comme biomarqueur acceptable de la réponse thérapeutique dans plusieurs études cliniques (10).

> La diminution du nombre de lymphocytes B CD20+ est corrélée à la réponse au rituximab (11).

> L’utilisation de ces biomarqueurs pourrait permettre à terme de diminuer le nombre de patients à inclure dans les études pour valider certaines molécules (12-13).

> L’étude de la transcriptomique c’est-à-dire l’expression des gènes dans la synoviale de personnes souffrant de rhumatismes inflammatoires, est également intense avec des corrélations faites avec les réponses ou non à certains traitements, des diagnostics moléculaires et la sévérité de ces affections (14).

Cette analyse de l’expression des gènes au sein de la synoviale est discriminante pour les patients souffrant d’arthrose, de PR, d’arthrite psoriasique ou de lupus. Cette approche permet dès lors de poser un meilleur diagnostic et d’initier plus rapidement une thérapeutique adaptée.

Depuis plus de 20 ans maintenant, des biopsies synoviales sont effectuées en rhumatologie soit à l’aiguille soit par arthroscopie.

1) Les biopsies synoviales à l’aveugle

Les aiguilles de Parker-Pearson de 14G permettent de faire des biopsies synoviales de façon sûre sans incision cutanée. Après anesthésie locale par de la lidocaïne 1 %, le trocart peut être introduit pour faire des biopsies. C’est une technique simple, peu chère, avec peu d’effets secondaires et facile techniquement et dont les biopsies sont de bonne qualité. Mais elle présente certaines limitations : aucune visualisation de la zone biopsie, biopsie dite « à l’aveugle » accès difficile des petites articulations moyennant des adaptations techniques de l’aiguille.

2) L’arthroscopie ou miniarthroscopie

Elle est actuellement la technique de référence pour les prélèvements synoviaux. Elle permet des prélèvements de qualité avec une très bonne sécurité et peu ou pas de complications. Les articulations les plus facilement accessibles sont les genoux et les chevilles. Ses inconvénients sont principalement le caractère invasif la nécessité d’une infrastructure les petites articulations comme le poignet ou l’articulation métacarpophalangienne du 1er rayon peuvent être atteintes mais au prix de matériel adapté.

3) Techniques de biopsies synoviales échoguidées

Historique

La première publication sur des biopsies synoviales échoguidées date de 1997 et provient de l’université d’Utrecht. Sept patients souffrant d’une arthrite indifférenciée ont bénéficié de biopsies synoviales échoguidées au niveau du poignet en utilisant une aiguille à biopsie de type TRU-CUT 18G. Chez les 7 patients, l’examen histologique a confirmé que le prélèvement contenait bien du tissu synovial.

Apport de l’échographie

L'utilisation de l'échographie a permis d'augmenter le rendement des biopsies synoviales en permettant de visualiser les zones à biopsier et éventuellement de renoncer à la biopsie en l’absence d’épaississement synovial. L’identification des articulations-cibles se fait par un bilan échographique complet pré-biopsie (15) en recherchant la présence de synovite, de liquide synovial et d’hypervascularisation en mode Doppler puissance selon les définitions de l’OMERACT (Outcome Measures in Rheumatoid Arthritis in Clinical Trials).

Techniques

Actuellement, il existe deux techniques de prélèvement synovial sous anesthésie locale, guidé en temps réel par l'échographie. Les procédures se déroulent dans des conditions stériles avec port de masque, bonnet, gants et blouse stériles. La zone d'intérêt est lavée avec de la chlorhexidine 2-4 % et isolée par des champs stériles. La sonde d'échographie est placée dans un manchon stérile. Après un repérage échographique destinée à évaluer l’importance et la localisation de la synovite, en utilisant des sondes linéaires à haute fréquence pour le poignet et les articulations métacarpo-phalangiennes, une anesthésie locale est réalisée sous contrôle échographique direct . Le mode Doppler couleur ou Doppler puissance permet de visualiser les structures vasculaires afin de les éviter. L’échoguidage est une technique sûre car elle permet de visualiser les éléments du paquet vasculo-nerveux ou les tendons à éviter et de détecter la survenue d’un hématome au cours de l’examen.

• Biopsies avec introducteur et pince-forceps
  Un introducteur est placé dans l’articulation sous contrôle échographique. Une pince « forceps » peut être introduite par celui-ci pour prélever les fragments synoviaux également sous contrôle échographique (16).

• Biopsies avec aiguille à guillotine avec un mécanisme déclencheur semi-automatique sans nécessité d’utiliser un introducteur (Images 1 et 2). Pour chaque prélèvement, l'aiguille à biopsie de 14 G ou 16 G est introduite sous contrôle échographique direct jusqu’à la zone d’épaississement synovial à biopsier. Les différences et similitudes entre ces deux techniques sont reprises dans la revue de Lazarou et al. (17)

Validité des résultats

Les techniques d’analyse de la synoviale ont fait l’objet d’un consensus de standardisation par un groupe de travail de l’OMERACT. Le nombre de prélèvements synoviaux ainsi que les techniques d’analyse sont détaillés.

- Au niveau du genou – articulation la plus souvent étudiée par la miniarthroscopie –, il convient d’éviter un biais d’échantillonnage compte tenu de l’hétérogénéité morphologique de l’inflammation synoviale. Un nombre de 6 à 8 sites de biopsies est nécessaire. En outre, ce nombre doit être maintenu pour chaque technique d’analyse (immunohistochimie, PCR, etc.) (18). Pour les biopsies synoviales réalisées sous contrôle échographique au niveau de grosses articulations telles que le genou, l’analyse de 3 prélèvements avec une surface cumulée de 2.5 mm² a été validée comme suffisante pour donner une idée de l’inflammation de toute l’articulation.

- Au niveau des petites articulations , le nombre médian de biopsies était de 5 prélèvements par articulation en utilisant la technique de biopsie avec introducteur et pince-forceps (16). Dans l’étude de Kelly et al, 8 à 12 biopsies devraient théoriquement être prélevées pour avoir un résultat valide, en utilisant technique de biopsie avec aiguille à guillotine (19).

Sécurité

• Une revue des 7 études publiées regroupant 250 patients chez qui des biopsies synoviales ont été réalisées sous contrôle échographique, ne rapporte que très peu d'effets indésirables : 18 cas d’arthralgies modérées, 3 épisodes lipothymiques et une infection cutanée sur 93 biopsies synoviales (17). Les résultats du suivi à long terme n’ont pas encore été publiés.

• Dans notre expérience aux Cliniques Universitaires Saint-Luc, aucun effet secondaire n'a été rapporté à court terme sur les 44 biopsies synoviales réalisées pendant 1 an. Concernant l’évolution de la chondrolyse, des érosions et de la synovite au niveau de l’articulation biopsiée, il est particulièrement nécessaire de disposer d’un suivi standardisé suffisamment long. Comme on pouvait s’y attendre, une analyse préliminaire a montré une tendance à la diminution de l’épaississement synovial (échelle de gris) et une diminution de la surface synoviale présentant un signal positif en mode Doppler puissance deux semaines après la biopsie.

Tolérabilité

• Les biopsies synoviales échoguidées sont très bien tolérées par les patients. Dans l’étude de Kelly et al., sur les 93 patients inclus, seuls 20% ont rapporté des douleurs modérées bien controlées par la prise de Paracétamol. En outre, 95% des patients ont accepté une seconde biopsie (15).

• Dans notre centre, nous n’avons observé aucune modification statistiquement significative de l’évaluation de la douleur, de la raideur et de la tuméfaction articulaire rapportés par le patient avant et 2 semaines après la biopsie.

Analyses

• Les analyses réalisées sur le tissu synovial permettent d’orienter le diagnostic et la prise en charge ultérieure des patients. Elles constituent également une source d’informations précieuses pour la recherche translationnelle.

• Dans notre centre, les analyses immunohistochimiques pour détecter la présence des macrophages (CD68) de lymphocytes T (CD3), de lymphocytes B (CD20) et des néo-vaisseaux (WT1) sont réalisées systématiquement. En outre, des analyses bactériologiques et la recherche d’ADN bactérien par PCR sont demandées en cas de suspicion d’arthrite infectieuse. De même, en cas de suspicion d’arthrite microcristalline, des techniques de fixation spéciales du tissu synovial peuvent être réalisées pour mettre en évidences des cristaux.

• Une extraction d’ARN est également réalisée à partir des prélèvements synoviaux recueillis dans un milieu approprié (RNA later) directement après la biopsie. Les premiers résultats ont démontré une bonne qualité et quantité d’ARN extrait, ce qui permettra de réaliser des analyses transcriptomiques ultérieures à des fins de recherche.

En résumé, l'échographie permet de guider en temps réel la réalisation de biopsies synoviales. Il s'agit d'une procédure simple et rapide mais la courbe d’apprentissage peut être longue. Une bonne connaissance de l’échographie articulaire et des techniques d’infiltration sous contrôle échographique est indispensable, et le risque d'échec n'est pas nul et survient surtout lorsque l’épaississement synovial est discret.

Comme décrits plus haut, la PR débutante est une affection très hétérogène car les patients diffèrent par la présence ou non d’auto-anticorps (facteur rhumatoïde et anticorps anti-peptides citrullinés), par le nombre d’articulations atteintes, par l’atteinte ou non de grosses articulations en plus d’une atteinte des mains et des pieds, par la présence ou non de paramètres inflammatoires (CRP, VS) et surtout par la présence ou non d’érosion ou de chondrolyse articulaire. La présence de ces facteurs pronostiques peuvent favoriser une évolution plus défavorable de la PR mais à ce jour, aucune classification ne permet de différencier les PR débutantes sévères des formes modérées ou bénignes.

La prise en charge précoce et la réponse thérapeutique de la PR sont essentielles car elles permettent d’influencer à long terme le pronostic clinique, fonctionnel et radiologique. Pendant la phase de diagnostic et d’évaluation repose le traitement est symptomatique avec anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) ou par glucocorticoïdes à faibles doses (moins de 10 mg de prednisolone par jour).

Une fois le diagnostic établi, le patient bénéficiera d’un traitement de fond dont le premier choix sera la prise hebdomadaire de Methotrexate. La dose initiale peut être d’emblée de 15 mg par semaine associé à 5 mg d’acide folique le lendemain et la dose peut être majorée à 20 mg par semaine après un mois. En cas d’échec après 3 à 6 mois d’évaluation, le méthotrexate pourra être associé ou remplacé par d’autres traitements de fond tels que la sulfasalazine, l’hydroxychloroquine ou le leflunomide.

Tous ces traitements sont empiriques et aucun clinicien ne peut prédire un bénéfice ou un échec clinique. Il existe donc un intérêt majeur d’identifier des marqueurs synoviaux précoces capables de mieux définir le pronostic et la réponse initiale au traitement, notamment au Methotrexate.

C’est ainsi que les biopsies synoviales sont proposées aux patients souffrant de rhumatismes inflammatoires débutant dans le cadre du projet de recherche inter-universitaire CAP48 dont l’objectif principal est d’induire une rémission précoce.

L’introduction d’inhibiteurs spécifiques du système immunitaire (TNFalpha, IL-6, lymphocytes) pour le traitement de la PR représente un enrichissement essentiel de l’arsenal thérapeutique contre cette maladie systémique chronique inflammatoire. De nombreux travaux fondamentaux et cliniques ont démontrés l’intérêt de bloquer ces cibles afin de permettre une amélioration très significative des paramètres histologiques, biologiques, cliniques et radiologiques. Cinq agents bloquant le TNFalpha sont actuellement disponibles et commercialisés en Belgique pour le traitement de la PR et pour d’autres maladies systémiques inflammatoires telles que les spondylarthropathies: l’Etanercept (Enbrel), l’Adalimumab (Humira), l’Infliximab (Remicade), le Certozilumab (Cimzia) et le Golimumab (Simponi).

Les autres biothérapies sont l’Abatacept (Orencia), un agent thérapeutique permettant de bloquer le signal costimulateur du lymphocyte T, le Tocilizumab (Roactemra), un anticorps dirigé contre le récepteur de l’IL-6 et le Rituximab (Mabthera), un anticorps déplétant dirigé contre le lymphocyte B CD20+.

Finalement, de nouveaux agents inhibiteurs des Jak kinases, capables de réguler la production des cytokines proinflammatoires sont en cours d’investigation ou en voie d’être commercialisés. D’autres pistes de régulation de la PR ont été envisagées ou sont en développement (anti-IL1b, anti-IL17, anti-GMCSF…).

L’admission au remboursement est défini par des critères restrictifs accordés à des patients réfractaires à 15 mg par semaine de methotrexate ayant déjà échoué à une autre thérapeutique de fond et présentant une maladie active et évolutive sur le plan inflammatoire.

Le rhumatologue ne dispose pas à ce jour d’outils prédictifs de réponse pour choisir un traitement biologique. Ainsi, chez le patient avec une PR réfractaire, la réalisation d’une biopsie synoviale permettrait d’expliquer l’absence de réponse au traitement et de mieux définir les voies d’activation immunitaire par des études histologiques et transcriptomique. In fine, la détermination des marqueurs de réponse est essentielle sur le plan pharmacoéconomique car elle permettrait d’épargner des choix inefficaces et onéreux ; en effet un traitement d’une année revient à près de 15000 euros.

L’intérêt de l’analyse synoviale chez un patient souffrant de PR ou d'un rhumatisme inflammatoire est très prometteur avec l’intérêt d’un diagnostic plus précis, des indications sur la sévérité et la mise en évidence de biomarqueurs de réponse ou non réponse aux traitements.

Les techniques permettant d’obtenir ces biopsies évoluent et les biopsies synoviales échoguidées à l’aiguille sont aisées et bien tolérées.

Les auteurs n’ont pas de conflit d’intérêt pour cet article.

Cliniques universitaires Saint-Luc, avenue Hippocrate 10, B-1200 Bruxelles

1 Service de Rhumatologie

2 Service d’anatomopathologie

Professeur Frédéric Houssiau
frederic.houssiau@uclouvain.be