Structure
des antigènes
Définition
:
-Immunogène : molécule qui lorsqu'elle est introduite
dans l'organisme provoque une réaction immunitaire de la part du receveur.
-Epitope ou déterminant antigénique : c'est la partie qui se
lie à l'anticorps.
Les antigènes ont habituellement un grand nombre de déterminants qui peuvent
être différents les uns des autres ou, au contraire, être des structures
répétitives.
On distingue 2 catégories
1. la réponse d'ordre humorale : qui conduit à la
production d'anticorps. La reconnaissance se fait par des anticorps fixés aux
lymphocytes B. Les Antigènes sont reconnus sous une forme native en solution.
La partie de l'antigène est reconnue : Epitope B : Reconnaissance directe via
des anticorps portés les lymphocytes B.
2. la réponse d'ordre cellullaire : qui conduit à la
prolifération des lymphocytes T. On a une réponse vis à vis des Epitope T. Dans
ce cas la présentation de l'antigène se fait par une molécule du CMH.
I.
Reconnaissance des Epitopes B : reconnaissance par les lymphocytes B
- l'immunogènicitè : C'est à dire pourquoi
un antigène provoque une réaction immunitaire ?
Pourquoi est il immunogène ?
Pour être immunogène une molécule doit être
étrangère à l'organisme.
La réaction est d'autant plus forte qu'il y a
écart zoologique entre le donneur et le receveur.
Ex :
donneur : antigène = albumine humaine
receveur = Homme, singe , lapin et poule
|
Receveur
|
H
|
S
|
L
|
P
|
|
Albumine
|
-
|
+/-
|
++
|
+++
|
Cependant quelques exceptions :
1- Maladies autoréactives impliquées dans le cas autoimmune. L'animal réagit à
ses propres molécules (phatologie)
2- Compartiments où les molécules sont exclues du circuit lymphatique par suite
de barrière.
- la chambre de l'œil :
traumatismeà si proteine du cristallin dans la circulationà dangereux.
- le cerveau
- les testicules : avec les
spermatozoïdes qui ont la particularité d'être élaborés très longtemps
après apprentissage immunologique de l'individu.
Si on injecte à un individu des spermatozoïdesà reconnu comme étrangerà
provoque la réaction immunitaire. Pourquoi ? Pendant la vie embryonnaire
apprentissage immunitaire. Les spermatozoïdes arrivent après.
1.
Immunogènes naturels
a. Les protéines
L'immunogénicité est liée à la structure primaire de la molécule. Certains
acides aminés vont augmenter l' immunogénicité, ex : tyrosine, acides aminés
aromatiques, structure III : Le poids moléculaire soit suffisant : une molécule
est d'autant plus immunogène que son PM est élevé, limite inf (10
kDa)..Certaines protèines plus petites peuvent être immunogènes (insuline : 5.7
kDa, Vasopressine 1 kDa).
b. Les lipides
Non immunogènes mais s'ils sont associés à des lécithines ou à des protéines,
ils le deviennent.
Exception : cardiolipides : Antigène de wasserman. Ekke comporte 3 molécules de
glycérol + 4 molécules d'acides gras insaturés. Ce complexe est immunogène. Il
est abondant dans le tissu cardiaque.
c. Les Acides nucléiques
Non immunogènes, mais sauf s'ils sont couplés à des protéines.
Exception : lupus érythémateux : réaction de l'organisme quand il y a production
des autoanticorps contre des Ac nucléiques et notamment cDNA
d. Polysaccharides
Polyosides: ceux à structure branchée fortement immunogène, même si constitués
d'un seul type d'ose. (Dextranes (polyosides bactériens extracellulaire, fort
immunogène)
si un seul type d'ose. Ex glycanes (polymère de glucose : amidon, glycogène).
Non immunogène.
Hétéroglycanes : oses différents
- origine animale : immunogène
- origine végétale : non immunogène
- origine bactérienne : fort immunogène.
2.
Antigènes synthétiques
Ils sont synthétisés et vont servir pour préciser les facteurs qui provoquent
une réaction immunitaire.
- Polymère d'acides aminés et
même homopolymère (1 seul AA linéaire ou branché)à non immunogène
- Seuls les hétéro polymères sont
immunogènes.
Ex :
sur un support de poly-L lysine on greffe 3 AA et on modifie leur positionà l'inversion de 2 AAàmodifie l'antigénicité.à base de l' immunogénétique.
a. l'importance de la
réaction dépend de l'ordre des AA
b. avec la distance séparant les AA
c. avec la configuration optique des AA (L ou D).
3.
Modulation de l'immunogénicité
- On augmente la réponse immunitaire en augmentant les stimulations
antigéniques, donc la fréquence.
- Intervention d'adjuvants : molécules aidant la réaction immunitaire. (Ramon,
1925). Utilisation de la sérothérapie c.a.d. injections de sérums d'animaux
immunisés contre un agent pathogèneà diphtérie. Neutralisation des toxines.
Pour une même immunisationà sérum de cheval ayant un
titre élevé. Les bons receveursà réaction inflammatoire
au lieu d'injection. On augmentait la réaction inflammatoire en ajoutant du
tapioca, mie de painà pus à le taux d'anticorps
était augmentéà Notion d'ADJUVANT.
Ex :
adjuvant de Freund:
incomplet : huile + émulsifiant (évite la destruction de l'Ag)
complet : huile + émulsifiant + mycobactéries tuées.(attraction des macrophages
et des lymphocytes)
Principe de l'immunisation :
on prépare une solution qui renferme 1ml de sérum physiologique + l'antigène
dissous (1 à 2 ml) + 2 ml d'adjuvant. On agite le tout et on injecte à un lapin
(40 injections intradermiques) à différents endroits. L'antigène est emprisonné
entre les gouttelettes de lipides. Si on met l'antigène dans le sérum
physiologique celui ci est détruit. La destruction des mycobactéries provoque
la réaction inflammatoireà arrivées des cellules présentatrices d'antigènes
dont les macrophages puis arrivée des lymphocytes-à production d'anticorps par
la suite par coopération cellulaire.
4.Modalités de réductionà notion de Tolérance.
2 distinctions :
a. A l'état embryonnaire
- soit 2 souris nouveaux-nés : lignées A et B, on réalise une allogreffe.
Le système immunitaire chez ces jeunes n'est pas encore fonctionnelà tolérance face à une allogreffe et même une Xénogreffe.
Et on aura le maintien de l'allogreffe même à l'état adulte.
Mais si issue d'une autre sourisà rejet
Apprentissage à l'état embryonnaire des antigènes du soi.
- Une allogreffe à l'état très jeune sera considérée comme une allogreffe du
soi et sera donc acceptée.
Mais si plus tardiveà rejet
Apprentissage des caractères tissulaires du soi ou de ceux qui sont introduits
dans l'organisme à ce moment. Quand le système immunitaire se met en place, les
données acquises sont enregistrées.
b-Tolérance par effet de dose
Chez l'adulte des tolérances peuvent être induites
- si dose trop forte d'antigène : pas de réponseà Tolérance de haute zoneà paralysie du système
Immunitaire
- si injections répétées de dose trop faible d'antigène : Tolérance de basse
zone
II.Immuno
spécificité
1.
Généralités
L'Epitope :déterminant antigénique (Jernes, 1950) :
partie de l'antigène entraînant une synthèse d'un anticorps spécifique. (sur
une molécule de grande taille, il existe plusieurs épitopes distincts à
l'origine de plusieurs catégories d'anticorps).
Induction : un épitope est reconnu par la cellule
quand elle possède le récepteur spécifique. Après reconnaissanceà les lymphocytes B sont stimulésà prolifération clonale et chaque cellule B fille aura synthétisée les
Récepteurs analogues à ceux du départ.
Notion de sérum polyclonal : un antigène possède
plusieurs épitopes différents. Chaque épitope donnera naissance à un clone.
Lors d'une prise de sang on a des clones différents des LB et tous types
différents d'anticorpsà d'où le terme de
polyclonal.
Notion d'anticorps monoclonal : anticorps ne
reconnaissant qu'un seul type d'épitope. Ils sont issus d'un seul clone, celui
de l'épitope.
Une molécule qui comporte toutes les catégories d'épitopes : résulte de la
structure I ou soit de la structure III.à épitope séquentiel, épitope conformationnel.
La molécule de lysozyme présente une boucle extériorisée qui joue un rôle
important dans la réaction immunitaire.
Conformationnel : c'est la forme qui est reconnue par
l'anticorps.
Si la boucle est intacteà réaction forte.
Si on ouvre la boucleà faible reconnaissance
par l'anticorpsà faible réponse.
Séquentiel : les épitopes reconnaissent une séquence
d'acides aminés (15 à 20 AA). A l'intérieur on a une unité de reconnaissance
limitée de 4 à 7 acides aminés. Des anticorps sont capables de faire la
distinction du changement d'un seul AA.
Notion de sites distincts et sites chevauchants : SAB : il existe 60 Ac polyclonaux dirigés contre. 33 épitopes calculésà il existe des épitopes chevauchants. La reconnaissance se traduit en terme
de surface.
Les polysaccharides : taille des épitopes : 6 résidus
glucidiques. La modification d'un seul sucre peut être reconnue par les
anticorps.
Haptène : molécule qui est incapable d'induire
seule la synthèse d'anticorps, mais qui peut la faire quand elle est fixée à
une molécule porteuse de grande taille : carrier.
Landsteiner : utilise une petite molécule synthétique : ac para amino benzoique
(PAB) couplée à la SAB.
PAB seulàlapinà rien
le complexeàlapinàanti-PAB ; anti-SAB ;
anti-SAB-PAB (linker)
Au laboratoire, il est fréquent d'avoir des petites molécules dont le PM est
faible.( Ex, enképhaline, endorphinesà couplage SAB, SAH )
Linker : glutaraldéhyde : molécule symétrique
Notion d'effet porteur :
Injection à un lapinàSAB couplé avec DNP (dinitrophénol)
1er injection : immunisation primaireàinjection de rappel :
immunisation secondaire....on regarde
|
Immun 1
|
Immun 2
|
Anticorps
|
|
SAB-DNP
|
SAB-DNP
|
anti-DNP
|
|
SAB-DNP
|
SAB
|
faible
|
|
SAB-DNP
|
AVA-DNP
|
faible
|
ceci met en évidence le rôle des molécules porteuses dans le cadre de la
réaction immunitaire.
Un antigène : 2 parties
le carrier reconnu par les LT
l'haptène à reconnu par les LB
Notion de réaction croisée :
ACTH, alpha MSH, beta MSH et beta LPH séquences d'AA commune
si on injecte l'ACTH à un lapinàanti-ACTHàréaction homologue (Ac
dirigé contre l'antigène)
si on injecte la beta MSHàanti-MSH mais les anticorps vont
reconnaître l'ACTH et les anti-ACTH les beta MSH : réaction croisée
1. Prudence dans les interprétationsànotion de.Molécule
apparentée ;
2. Une des causes de déclenchement de maladies autoimmunes dont les injections
à streptocoqueàattaque des vacuoles cardiaques. Il y a
synthèse d'anti-steptocoque qui possède des épitopes communs avec les tissus cardiaques.
Notion de configuration spatiale dans les réactions croisées :
soit un antigène 5 à 6 AA sont importants pour la reconnaissance. Ils ont un
rôle majeur pour l'énergie de liaison à épitopes énergétiques. On trouve aussi
des épitopes de structures.
2.
Action effectrice des Antigènes
a. antigènes thymodépendants
La production d'anticorps vis à vis d'antigènes nécessite l'intervention des B
et collaboration LB et LT
Ex : proteines solubles et également hématies
hétérologues (injection à un lapin d'hématies de moutons).
b. Antigènes thymoindépendants
Aucun besoin de l'intervention de lymphocytes T pour induire une réponse
immunitaireàstimulation directe des lymphocytes B
(grosses molécules, aspect répétitif de leur déterminant antigénique, dégradation
lente).
Ex : polysaccharide issu de la paroi des
pneumocoques.
III.La
présentation de l'antigène.
Les antigènes sont traités par les cellules spécialisées (Cellules présentant
l'antigène) selon différents modes. Les cellules B utilisent leurs anticorps de
surface pour lier et internaliser l'antigène spécifique. Il est alors
partiellement dégradé (apprêté) et ré-exprimé à la surface de la cellule, en
association avec des molécules de classe II du CMH, afin d'y être reconnu par
les cellules Tàreconnaissance de l'épitopes par
l'intermédiaire d'un récepteur spécifique : TCR
Ces TCR ont besoin de connaître des fragments antigéniques de petites tailles
présentes par le complexe majeur d'histocompatibilité associé à une protéine
accessoire CD4 (cluster of différentiation)
- Les antigènes sont pris en charge par les CPA (cellules présentatrices
d'antigènes) dont les macrophages, les cellules dendritiques, les cellules de
langerhans. En théorie les LB peuvent endocyter et présenter n'importe quel
antigène.
- Les phagocytes mononucléés utilisent leurs récepteurs Fc ou leurs récepteurs
C3 pour endocyter les particules opsonisées, avant de les dégrader dans leurs
phagolysosomes. Cette voie de dégradation croise la voie de synthèse
intracellulaire des molécules du CMH ce qui permet le transfert des fragments
de l'antigène dans les molécules du CMH.
1
.Le CMH de classe II :
Le CMH de classe II synthétise au niveau du RER sous forme de 2 éléments : une
chaîne alpha et une chaîne bêta. Ils forment un complexe avec un peptide
additionnel appelé chaîne invariante (Ii). Cette chaîne est codée par un gène
localisé hors du CMH. Le complexe ab-Ii est transporté via
l'appareil de golgi vers les endosomes ou les lysosomes où à pH acide, la
chaîne Ii se dissocie. Le complexe ab passe trois heures dans ce compartiment avant d'atteindre la surface
cellulaire. La dissociation de Ii et du complexe ab à la faveur du pH acide permet la fixation
de l'antigène. A la surface, le CMH II va s'installer avec ses 2 chaînes +
l'antigène qui sera présente aux LT. à complexe TCR-CMH.
Le peptide Ii : fonction de sécurité, il empêche dans la
cellule la fixation des antigènes du soi.
2.
Le CMH de classe I :
permet de reconnaître le soi de l'étranger (non soi).
3.
Différences entre le CMH I et le CMH II :
- CMH II exprimé par un faible nombre de cellules présentatrices d'antigènes
(LB, M).
- CMH I exprimé par toutes les cellules de l'organisme qui sont nuclées.
- Les hématies n'expriment par le CMH Iàpas de problèmes lors
des transfusions sanguines.
- Les cellules nerveuses expriment faiblement le CMH I " oui " lors de cas anormaux.
Des protéines anormales passent par les citernes du RE puis sont rejetées à
l'extérieur où elles sont prises en charge par le CMH I. Les épitopes T seront
reconnus par un LT qui possède le marqueur CD 8 (cluster of différenciation)
associé à un récepteur spécifique. Les protéines anormales sont dans le cytosol
et pour être transportée à l'extérieur doivent être transportée par une citerne
du RE. Mise en place d'un système qui fait appel aux protéasomes : complexe qui
dégrade l'antigène en partie plus petites (protéases à cystéines + complexe
multi-catalitique). L'antigène pourra alors passer dans les citernes. Pour
cela, il faut l'intervention de molécule particulière les TAP, molécules qui
implique l'intervention de l'ATP. TAP1 et TAP2.
4.
Notion de super antigène:
àtoxines
àentérotoxines (ex issu de staphylococcus aureus :
niveau intestinalà troubles cliniques dues à une sur abondance de lymphocytesà
énorme prolifération lymphocytaire (100 molécules de toxinesà prolifération
lymphocytaire analogue à un milliard de molécules d'antigènes classiqusà super
antigènes
Un antigène classique active 1 LT pour 10000. Dans le cas des super-AG (1 pour
5) tous les LT actifs produisent une grande quantité d'IL2 et les troubles que
l'on constate sont dus à l'excès d'IL2 (IL2 stimule les LT cytotoxiques).
Les chaînes du CMH II présentent les épitopes B
les chaînes du CMH I présentent les épitopes T
les super-Ag activent de façon non spécifique tous les récepteurs car
présentent un changement de conformation.
5.
Prédiction des épitopes:
Liés aux modalités de vaccination. Avant on utilisait un antigène purifié et
désactivé. Maintenant, on utilise des épitopes synthétiques. Dans ce cas :
àépitope B : on possède la partie antigénique qui a été purifiée. On détermine les sites
antigéniques. On sélectionne la partie de la molécule qui est réactive et on la
couple avec une protéine peu réactiveàmeilleure tolérance de
l'individu.
On cherche les gènes de synthèse de diverses méthodes : diffractions aux RX,
RMN. Si on connaît la structure I de l'antigèneàcDNA. Pb : on a la
structure II et les anticorps reconnaissent la structure et non un alignement.
On va chercher des molécules ayant des séquences analogues. Si par chance on
trouve une telle molécule dont la structure III est connue, on aura une idée
sur la conformation globale. On peut faire des modélisations moléculaires.
àépitopes T : les épitopes sont présentés par le CMH : petite partie de l'Ag et il est
difficile de prévoir qu'elle sera la partie antigénique qui sera présentée par
le CMH. De plus, il existe des parties internes de la molécule présentée par le
CMHà augmente la difficulté.
Dans le réticulum l'antigène va s'associer aux 2 chaînes du CMH I. Le CMH I ne
présente pas de chaîne b mais une molécule de b2 microglobuline.
6.
Les voies de migration des molécules de classe I ou II :
Les antigènes synthétisés dans la cellule, tels que les polypeptides viraux,
s'associent préférentiellement aux molécules du CMH I. Ce phénomène prend place
au cours de la synthèse des molécules de classe I. La liaison avec le peptide
antigénique stabilise la chaîne a dans son association avec la b2 microglobuline. Après
leur synthèse, ces molécules de classe I migrent depuis le golgi jusqu'à la
membrane cellulaire où elles peuvent présenter tout antigène qui leur est
associé aux LT (CD8).
A l'opposé les antigènes endocytés par la cellule tels que les complexes immuns
s'associent plutôt au CMH II. On considère que la chaîne invariante Ii présente
seulement les molécules néoformées, est échangée avec le peptide antigénique
dans un endosome, avant que les molécules de classe II, ne soient transportées
à la surface de la cellule.
7.
Comparaison des modalités de reconnaissance entre LB et LT :
Les épitopes reconnus par les anticorps sur une même molécule (épitope B) sont
différents des épitopes reconnus par les LT.
Les épitopes T reconnus par les CD4 et les CD8 sont aussi différents ;
Les épitopes reconnus par les LT lorsqu'ils sont présentés par CMH I sont de
petites tailles 7 à 8 AA. Ceux présentés par le CMH II sont plus longs (10 à 15
AA).
Les
Anticorps
Les molécules de l'immunité spécifique comprennent d'une part, les
Immunoglobulines, Ig ou Ac qui sont sous forme soluble dans les liquides
biologiques ou sous forme de récepteurs membranaires à la surface des LB (BCR :
B cell receptor) et d'autre part, les récepteurs des LT (TCR : T cell
receptor).
Ces molécules qui assurent la reconnaissance des épitopes des Ag par des
sites complémentaires stéréospécifiques appelés paratopes, sont extrêmement
diversifiés.
On estime qu'un organisme adulte contient à un instant donné de l'ordre de
10 20 molécules d'Ig dont plus de 10 9 espèces moléculaires différentes et plus
de 10 4 clones différents de LT.
Ces molécules sont bifonctionnelles. La partie N-term porte le paratope et
assure la reconnaissance spécifique. La partie C-term déclenche des signaux
biologiques induits par la liaison du paratope à l'épitope.
Les chaînes polypeptidiques des TCR, BCR et Ig sont formées de sous-unités
globulaires compactes d'environ 100 AA, avec un pont S-S intra-chaîne appelé
domaine.
Cette structure de base se retrouve dans toutes les protéines appartenant à
la superfamille des Ig qui comprend un ensemble de molécules de membranes
participant aux interactions cellulaires, en particulier les molécules du CMH
et la plupart des molécules d'adhérence inter-cellulaire.
I.
Notion d'immunoglobuline
1.
Définition :
les anticorps (Ac)/immunoglobulines (Ig) ont été décrits à l'origine comme
une classe de protéines sériques induites par un contact avec un antigène et
qui se lient spécifiquement à l'antigène qui a provoqué leur synthèse. La
plupart des Ac sont associés à la fraction gamma globulinémique du sérum. Par
la suite, on a mis en évidence que les cellules B utilisent une forme
membranaire de leur anticorps comme récepteur pour l'antigène.
- Quand on réalise l'électrophorèse d'un sérum, on obtient le profil
suivant :
Le g correspond aux IgG.
D'un point de vue de leur stucture
- Elle possède, 2 chaînes lourdes
H (heavy) : le type de chaîne lourde définit la classe et la sous-classe
des Ig (ex : IgM, IgG3).
- Elle possède 2 chaînes légères
L : (light).
Ces molécules sont symétriques et des parties variables : on parle donc
de, LV et de CH
- Les chaînes H contiennent: un
domaine N-terminal variable VH et 3 ou 4 domaines constants : CH1, CH2,
CH3
Les chaînes VL et VH possèdent 3 zones hyper variables ou régions
déterminant la complémentarité (CDR).
Le paratope est formé par la juxtaposition dans l'espace des zones hyper
variables séparées par deux régions plus conservées (régions charpentes ou FR
pour framework).
La région située entre CH1 et CH2 ou région charnière assure la flexibilité
de la molécule D'Ac dont les 2 bras portant les paratopes sont mobiles dans
l'espace.
- Fab : fragment Ag binding :
fragment de liaison avec l'Ag : L+VH-CH1)
- Fc : fragment cristallisable
(dimère de CH2+ CH3).
On peut casser ces chaînes avec des enzymes : papaïne à donne Le fragment
Fab et le fragment Fc. Les fragments Fab + Fv (VL+VH) portent le paratope, Fc
assure l'essentiel des propriétés effectrices de la molécule.
2.
Structure des chaînes
a. Chaîne légère
- PM faible : 23 kDa
- Découverte initialement dans le
cas d'une maladie : Myélome : tumeurs des cellules lymphoïdesà il y a
production excédentaire de chaînes légèresà passent dans les urines :
Proteïnerie de Bence Jones.
- 214 AA. Les 106 premiers : sont
très variables d'un anticorps à un autre : Ils constituent la partie
variable.
- De 108 à 214à zone constante
- Il existe 2 types de chaînes
légères :
- - les chaînes kappa : avec 3
sous catégories
- - les chaînes lambda : avec 5
sous types
Les chaînes kappa sont 2 fois abondantes
que les chaînes lambda. On a toujours une association 2 lambda, 2 kappa . Les
chaînes légères sont communes à l'ensemble de Ig (IgG, IgA, IgD...). Les
chaînes légères sont formées de 2 domaines, un domaine variable VL et un
domaine constant CL.
b. Chaîne lourde
- PM : 50 kda
- 446 AA
- Les chaînes lourdes sont
spécifiques pour chaque type d'Ig: leur terminologie va être différente :
- IgG gamma HC.
- IgA alpha HC
- IgM µ HC
- IgD sigma HC
- IgE epsilon HC
Le fragment Fc est dépourvu d'activité de reconnaissance des Ag mais
possède des propriétés biologiques importantes : Il détermine la demi-vie des
Ig :
- IgG demi-vie de 21 jours
- IgA demi-vie de 5 à 7 jours
- IgD et E demi-vie de 2 jours.
La partie Fc des IgG va être impliquée dans la traversée du placenta au
niveau duquel il existe des récepteurs pour la partie Fc des IgG impliquées
dans la fixation du complément.
Mastocytes (cellules possédant des granules renfermant des amines biogènes
dont l'histamine). La membrane présente des récepteurs aux IgE. Les cellules
mastocytaires sont impliquées dans les réactions d'allergies : notion de domaine.
On trouve des boucles qui représentent des ensembles maintenus par des S-S
de 110 AA. La boucle faisant 60 AA. Il existe des analogies de séquence entre
les différentes boucles et ceci même entre des Ig d'espèces différentes. Cette
structure est omniprésente dans l'immunité.
A l'origine un gène ancestral de 330 millions d'années a codé pour un
élément de 110 AA puis a subi des duplications. Les modèles ainsi édifiés ont
été utilisés par les organismes pour les diverses fonctions immunitairesà base
de la superfamille des Ig
3.
Modèle des IgM
|
|
- Molécule
de 900 kDa.
- Structure
pentaradiaire (symétrie d'ordre S).
- 15
g/l de sérum.
- On a
5 unités d'Ig réunies par des liaisons S-S et par une chaîne J de
jonction.
- Quand
on coupe on a 10 chaînes légères.
- Partie
Fc :
chez les IgG on avait 2 domaines mais pour les IgM on a 3 domaines.
Présente une glycosylation importante : 12% du PM de la molécule.
Cette
structure existe chez tous les vertébrés à l'exception des vertébrés les plus
primitifs (La lamproie) qui n'ont que des IgM uniques et non avec des
structures pentamériques.
- Rôle
biologique : importantes capacités d'agglutinations.
- Entre
les branches des IgM on peut agglutiner.
- IgM
fixent fortement le complément.
- Ils
exercent une activités lytique et bactéricide.
- C'est
la classe la plus ancienne.
- C'est
la classe qui se différencie en 1ér lors d'une infection, permet de
dater une infection.
|
Ex : cas de la rubéole : on analyse le taux
de IgM/IgG
- si le taux est faible à
infection récente
- si taux fort à infection
ancienne
4.
Modèle des IgG
|
|
- 12
g/l de sérum
- 75%
du total des Ig
- 150
kDa
- Fc :
50 kDa
- Fab :
45 kDa.
- Fc
contient des sucres 3% du PM de la molécule, ne contribue pas à la
spécificité.
- 4
classes d'IgG qui ont le même PM et le même coefficient de
sédimentation. Les différences sont portées par la région Fc.
- Les
IgG1 sont les plus nombreux 70%, ils se fixent au complément et sont
transfèrés au travers du placenta.
- Les
IgG2 dont le nombre est un peu plus faible que les autres présentent
une spécificité élevée vis à vis des Ag. Ce sera l'agent essentiel de
la neutralisation des toxines bactériennes, l'élément prédominant
pendant la réaction secondaire.
- Les
IgG4 n'activent pas le complément et ne se lient pas aux macrophages.
|
5.
Modèle des IgA
|
|
- entre
1,4 et 4 g/l
- 2
formes :
IgA sérique (20% des IgA).
- IgA
sécrétoire : possède une pièce secrétoire en plus de la chaîne J. La
pièce secrétoire d'un PM de 64 kDA, protège des protéolyses (augmente
la durée de vie des IgA).
- IgA
sérique : représentés par 2 molécules opposées reliées par une chaîne J
de jonction.
- Il
existe 3 sous-classes chez l'homme : IGA1, IGA2 et IGA3.
- Les
IgA ne fixent pas le complément.
- Pas
d'action bactéricide.
- Ils
empêchent l'adhérence des bactéries aux surfaces muqueuses et donc
limitent l'invasion bactérienne importante dans le colostrum, montée de
lait après l'accouchement. Ils tapissent le TD des nouveaux nés.
- On
les retrouve dans le mucus intestinal, le mucus bronchique, dans les
larmes et dans la salive.
|
6.
Modèle des IgE
|
|
- Teneur
faible dans le sérum 200 µg/l
- Rôle
important dans les infections parasitaires: leur dosage sert à
déterminer l'infection parasitaire par des helminthes dont le ténia.
- Ils
activent différentes cellules cytotoxiques dont les éosinophiles dits
IgE dépendants.
- Agents
importants pour la lutte contre les schistosomules.
- Ils
interviennent également dans la réaction allergique, ils se fixent sur
la paroi des mastocytes.
|
7.
Modèle des IgD
|
|
- Peu
abondants.
- Permet
d'identifier dans le sérum d'un patient si atteint de myélome.
- Sa
teneur 1% des protéines plasmatiques.
- Localisés
sur la membrane des lymphocytesà semble jouer un rôle dans la
différentiation des lymphocytes B.
- PM :
180 kDa
- pas
d'activité bactéricide.
|
II.Hétérogénité
des Ig
1.Isotypes
:
correspond à toutes les variétés d'Ac présentent dans le sérum d'un même
individu normal.
Ex : IgG1àIgG4 : isotypes des IgG.
Ce sont des épitopes codés par des segments génétiques identiques chez tous
les individus d'une même espèce. Ces épitopes sont localisés principalement sur
les domaines des chaînes lourdes et légères et pour certains sur des régions
invariantes de VH et VL. Les isotypes sont reconnus en règle générale par des
Ac produits par d'autres espèces animales.
2.
Allotypes :
Caractérisent des AC présents chez certains individus d'une même espèce, forme
allélique sous contrôle génétique. Les allotypes sont des épitopes
correspondant à des gènes alléliques, c'est à dire des formes alternatives de
certains gènes CL ou CH. Ces allèles ont été engendrés par des mutations
germinales stables portant sur quelques codons du gène ancestral. Ces allotypes
sont donc des marqueurs antigéniques des Ig, génétiquement déterminés et
transmis sur le mode codominant présent chez une partie seulement des
individus. Ils sont reconnus par des Ac anti-allotypes contenus dans certains
sérums humains.
3 systèmes :
- Système km : intéresse les chaînes légères
des IgG : Kappa : K...partie VL
Km1, Km2, Km3
Les différences portent à 2 niveaux des kappa : AA 153-191
- Système Gm : renferme 25 allèles (chaîne
lourde des IgG)
- Système Am : caractérise les différents
IgA (Am1, Am2)
3.
Idiotype :
Mis en évidence par Oudin. : caractérise des spécificités antigéniques
portés par des AC d'un individu en réponse à un Ag donné. Idio : Individuel,
Type : forme.
A chaque Ag, il y a un Ac qui est son idiotype.
Les h sont des épitopes portés par les fragments Fv (domaines VH et VL) des Ig et
par les chaînes variables formant les TCR. Les idiotypes sont associés ou non
aux paratopes. L'ensemble des idiotypes d'une même molécule constitue son
idiotype.
4.
Localisation de la zone hyper variable :
Expérience de J. Oudin : Injection à un lapin L1 de salmonelleàanti-salmonelle.
Anticorps Ab1 purifié par précipitation avec l'Ag bactérien.
Injection de Ab1 à un L2 ayant les mêmes allotypes d'Ig que L1. Production
de Ab2, anti-anti salmonelle spécifique : anti-Ab1. Ab2 ne reconnaît aucun
autre composant du sérum de L1.
Ab2 anti-idiotypes reconnaissent une structure particulière de Ab1 associée
à sa capacité de se lier spécifiquement aux Ag de la salmonelle.
Conclusion : les AcII sont spécifiques de l'individu
qui a fabriqué les Ac anti-S en réponse à un Ag chaque individu fabrique des Ac
qui leur sont propres et qui ont leurs propres caractéristiques.
On a une notion de terrain. Un individu face à une agression agit de façon
différente.
5.
Notion d'image interne :
on prend une hormone et son R. Si on injecte cette molécule à un animalàformation d'un AcI :
idiotype complémentaire.
Si on injecte AcIàAcII complémentaire d'AcI : Image de
l'intérieur de la molécule : anti-idiotype.
Cet anticorps pourra rentrer en compétition avec l'hormone au niveau du R.
L'immunisation avec Ab1 entraîne la production de Ab2 réagissant avec
différents idiotopes de Ab1. Les uns Ab2a n'empêchent pas la liaison de Ab1 à
l'Ag et reconnaissent donc des épitopes séquentiels portés par VH ou Vl ou
conformationnels distincts du paratope. Les autres inhibent l'interaction
épitope-paratope en se liant à des séquences participant directement au
paratope Ab2b. Ab2b se comporte comme l'image interne de l'Ag dans le système
immunitaire.
Ils pourront être utilisés à la place de l'Ag pour des vaccinations par Ac
anti-idiotypes.
Cf HIV.
6.
Notion de réseau idiotypique :
Jernes (1974) a émis l'hypothèse qu'à l'intérieur d'un organisme
l'introduction d'un Ag pouvait déclencher la synthèse d'AcI. Lorsqu'il se
développe, l'Ac I s'il est nouveau dans l'organisme, l'organisme réagit en
synthétisant des AcII (anti-idiotypes) qui donnent naissance à des AcIIàAcIV. Puis à une
atténuation de la synthèse, car les AC ainsi formés vont neutraliser l'Ag.
On a un système de régulation du système immunitaire.
Chaque Ab1 est caractérisé par un paratope (p1) complémentaire d'un épitope
et par des épitopes situés sur ses parties variables appelées idiotopes (i1). A
chaque idiotope correspond un paratope (p2 anti-i1) porté par un Ab2 ayant lui
même des idiotopes i2 reconnus par des paratopes p3 anti-i2..etc..
Les interactions idiotopes-paratopes forment un réseau de communication
moléculaire et cellulaire et de régulation entre les éléments du système
immunitaire et avec les épitopes des Ag du soi et du non-soi.
III.
Fonction Ac des Ig
1.
Structure des sites Ac
Un Ag possède un épitope. L'ac se moule sur l'Agà se moulage : paratope
L'épitope est reconnu par les 2 chaînes des Ac.
2.
Structures des zones variables
L'étude des séquences des A a montré l'existence de zone de haute
variabilité : zone hyper variable. 3 zones 30-35, 50-60 et 90-100....Image de
la pomme : Ag supporté par 3 doigts de la main : 3 zones hyper variables.
c.
Bases physico-chimique de la liaison Ag-Ac
Force non covalente, faible. Très dépendante de la complémentarité stérique
entre Ag et Ac.
4 types de forces assurent la cohésion.
- Force de van der waals : lié aux mouvements des
électrons dans les moléculesà entraînent la formation de champs
électriques.
- Force électrostatique : NH3+ O-OC
- Liaison hydrogène
- Liaison hydrophobe : résulte du départ de H2O lors
du contact de certains AA.
Le pH, influence les conditions d'associations et permettent la libération
des complexes Ag-Ac-à xto d'affinité.
Les IgG ont une affinité sup à celles des IgM
En pratique : un Ag comporte souvent plusieurs déterminants et par
conséquent le sérum sera un mélange de divers Ac.
a. Notion d'avidité :
- réaction d'un sérum global
contre l'Ag :expression semi quantitative
- 1 IgM qui a 5 sites Ac aura une
+ grande avidité qu'un IgG.
b. Notion de constante d'association :
- relation Ac-Ag :
- Cette constante mesure la
stabilité du complexe et précise l'affinité du site Ac pour l'haptène.
- Constante d'affinité : somme
des forces de liaisons.
III.Formation
des Ac
- Chez l'homme : les IgG sont
transmis par le placentaà processus actif au niveau du placenta. Il y a
des R pour les fragments fc des IgG. Chez nouveaux-nés : colostrum très
riche en IgAà se plaquent sur le tractus intestinal et constituent un
facteur de protection.
- Chez diverses animaux : truie,
vache, jument.. Aucun passage par le placenta. Transmission au cours des
1er jour de la vie, passage au travers de l'épithélium intestinal.
Réponse à l'introduction d'Ag
- Si introduction Agàréponse
humorale.
- Réponse présente des
variabilités selon les espèces (+ rapide chez le lapin que chez l cobaye
ou l'homme).
- Réponse des IgG
- Immunisation répétée
Notion d'hyper immunisation
on aura un taux de + en + fort d'Ac. L'animal sera hyper immuniséàproduction max d'Ac vis
à vis d'un Ag donné. Le titre du sérum sera très élevé.
Notion de réaction anamnestique
Une nouvelle injection provoque chez l'animal immunisé longtemps auparavant
une augmentation rapide, intense du taux des Ac.
Notion de cellule mémoire : application à la vaccination
Injection simultanée de plusieurs Ag : formation d'Ac spécifique dirigé
contre chaque Ag dans certains cas, l'association de plusieurs Ag peut
renforcer et stimuler la réponse immunitaire.
Ex tétanos + polio
1.Récepteurs
des lymphocytes B (BCR)
Les récepteurs des lymphocytes B sont constitués d'une molécule d'Ig dont
la structure est la même que celle des Ac solubles, sauf à l'extrémité C
terminale des chaînes H qui possède une région transmembranaire TM (formé d'une
20 d'AA hydrophobes) et une courte région cytoplasmatique Cy.
Le BCR des LB matures comporte une IgM et une IgD membranaire qui possède
une chaîne légère identique et le même domaine VH.
Les chaînes µ et s résultent, en effet de l'épissage alternatif d'un même
transcrit µ-s.
Les mIgM sont monomériques.
Les BCR des LB à mémoire n'ont pas d'mIgD et comportent en général une
seule classe d'Ig (IgM, IgG3, IgG1....).
Un hétérodimère formé des molécules transmembranaires Iga (CD79a) et Igb (CD79b) lié par un pont
S-S extracellulaire est associé aux mIg. Ces molécules assurent la transduction
du signal induit par l'agrégation des BCR à la suite de la reconnaissance d'un
Ag spécifique par les domaines variables de l'Ig.Elles possèdent en plus dans
leur région cytoplasmique des motifs (YXXL/I) qui servent de substrats pour des
protéines tyrosines kinases.
Avant d'exprimer à sa surface la forme définitive de son récepteur
membranaire, chaque LB exprime temporairement, au stade initial de sa
différenciation, " un substitut de récepteur ". Un récepteur de
lymphocytes pré-B humains de la moelle osseuse est ainsi formé par une chaîne µ
associé aux produits des gènes " l-like " et V prè-B.
Ce récepteur joue un rôle essentiel dans la différenciation des LB.
2.
La diversité génétique des Anticorps
Une multitude d'Ag peuvent être reconnus par l'organisme et chacun donne
naissance à un anticorps.. s'il est immunogène...
On a une réponse immunitaire avec des Ag synthétiques (inconnus par
l'organisme).
La question est : Pourquoi et comment l'organisme réagit
avec ce type d'Ag... ?
- Les gènes codant pour les
anticorps sont répartis en 3 loci sur des chromosomes séparés.
- Ce sont les gènes des chaînes
légères (L) k et l et lourde H.
- Chacun de ces loci regroupe un
grand nombre de segments génétiques différents codant pour des
polypeptides (exons), séparés par des introns, mais qui contiennent des
séquences importantes dans le contrôle génétique et le processus de
recombinaison.
- Les gènes des Ig subissent un
certain nombre d'événements, recombinaison durant le développement et la
maturation des cellules B.
- Les premiers événements sont
les réarrangements de gènes des chaînes H et L pour former les segments
codant pour les domaines V. Ces segments sont alors reliés aux domaines C
pour aboutir à l'ARNm des chaînes H et L.
- Plus tard dans le
développement, les cellules B pourront opérer d'autres réarrangements de
leur ADN, en particulier lors du changement dans la classe d'anticorps
produits.
La génération de la diversité (SCHEMA RECAPITULATIF) : décrit le processus par lequel un grand nombre de
régions V peut être généré. Ceci est possible grâce à :
- Un grand nombre de gènes des
régions V dans les groupes de gènes des différents types k, l et H.
- Un mécanisme de recombinaison
entre les segments génétiques V, D et J
- Des erreurs de recombinaison
- Des mutations somatiques
ponctuelles
- Des combinaisons diverses entre
les chaînes lourdes et légères.
Les gènes de la lignée germinale sont ceux transmis d'une
génération à l'autre. Ils peuvent être altérés au cours du développement de la
cellule. La modification majeure des gènes d'Ig est la recombinaison entre les
segments V (variable), D (diversité) et J (jonction) qui codent les domaines
variables des chaînes H et L. Cela n'intervient que dans les cellules B.
Les gènes V codent pour la partie N-terminale (environ
95 résidus) des domaines V. Le nombre de gènes V à chaque locus diffère selon
les loci et les espèces et peut atteindre plusieurs centaines. Des gènes V
analogues sont présents aux loci codant pour les chaînes du récepteur des
cellules T (TcR).
Les gènes J et les gènes D.
- Pour produire un gène codant
pour une région V de la chaîne H, n'importe quel segment VH est recombiné
avec n'importe lequel des gènes D et J, aboutissant ainsi au gène VDJ
- La recombinaison intervenant
pour les chaînes légères est similaire, à l'exception des gènes D qui
n'existent pas. Le gène V est associé directement au gène J.
- Des segments de gènes J
analogues sont présents dans les loci codant pour toutes les chaînes du
TcR. Des segments de gènes D analogues existent dans les loci des chaines
b et s du TcR.
- La recombinaison est la règle 12/23. La recombinaison est le
mécanisme par lequel les différents segments génétiques codant pour les Ac
sont associés. Pour synthétiser une chaîne d'Ig, ces gènes doivent subir
un réarrangement qui a lieu dans les cellules de la lignée B, au stade
initial de la différentiation.
- Il consiste à juxtaposer un
gène V avec un segment J pour les chaînes L et pour les chaînes H, un
segment D avec un segment J puis un gène V avec DJ. Ce réarrangement se
fait grâce à un complexe enzymatique, la recombinase (endonucléase et
ligase) qui reconnaît les signaux de recombinaisons.
- C'est une séquence constituée
d'un heptamère, d'une suite de 12 ou 23 bases, puis d'un nonamère.
- La règle 12/23 impose qu'une
séquence flanquante de 12 bases peut seulement se recombiner avec une de
23 bases. Ceci contrôle le fait que, seules les chaînes lourdes peuvent
subir des recombinaisons de type VDJ, alors que les chaînes légères font
des recombinaisons de type VJ.
- Ces recombinaisons de segments
génétiques comportent une certaine imprécision dans les nucléotides
participant aux jonctions V-J (diversité jonctionnelle des chaînes légères
: la coupure n'a pas forcément lieu à la limite du codon terminal V, mais
peut être déplacée de 1 ou 2 nucléotides). Ceci donne naissance à des
séquences nucléotidique différentes codant des acides aminés 95 et 96,
créant ainsi une source additionnelle de diversité.
- Il existe dans le cas des
chaînes lourdes des possibilités d'inversion du gène D ou de recombinaison
entre les gènes D ou de recombinaison entre deux chromosomes 14.
- Les régions N sont des fragments des segments
nucléotidiques qui peuvent être insérés dans les jonctions entre les gènes
V, D et J pendant la recombinaison. C'est une enzyme, la
désoxyl-ribonucléotidyl-transférase terminale (TdT) qui permet l'insertion
de nucléotides aux jonctions VD et DJ avant la liaison, créant ainsi une
région de diversité N, aux jonctions VH-D-JH et ce mécanisme rend compte
de la présence de la zone hyper variable CDR3 des chaînes lourdes et des
variations de longueur du domaine VH.
- RAG-1 (recombinaison activating gene)
. On pense que ce gène activant la recombinaison contrôle l'initiation de
la recombinaison somatique dans les cellules B. L'expression des gènes des
chaînes H et L sont sous le contrôle d'activateurs de la transcription,
les uns communs à différents tissus, d'autres particuliers aux cellules de
la lignée B. Le premier est situé dans l'intron entre les segments JH et
le gène Cµ et le second en 3' du gène Ca2 dans le locus CH. Ces séquences
sont reconnues par des facteurs de transcriptions nucléaires.
- Des mutations ponctuelles
affectent les gènes VH et VL dans les cellules B matures activées. Elles
sont 1000 fois plus fréquentes que dans le reste du génome. Elles se
produisent dans les centres germinatifs des tissus lymphoïdes. Si elles
portent sur des codons d'acides aminés qui font partie du paratope, elles
sont à l'origine d'un changement d'affinité de l'Ac ou un changement de
spécificité. Ces mutations peuvent en outre, modifier la structure des
idiotopes.
- Des recombinaisons somatiques des gènes des chaînes lourdes,
par appariement des séquences S (switch ou commutation), permettent à une
cellule B mature de produire successivement différentes chaînes H,
associant le même gène arrangé VH-D-JH à ms ou a ou des domaines C
(constant). Ceci conduit à la production séquentielle d'Ac ayant la même
chaîne légère, le même domaine VH mais des régions constantes de chaînes
lourdes différentes, donc appartenant à des classes et sous-classes
différentes (IgMà IgG ou IgMà IgA1..). Ce phénomène de commutation des
chaînes lourdes est contrôlé par l'action de différentes cytokines et par
la mise en jeu de récepteurs de Fc et de la molécule CD40.
3.
Synthèse des anticorps
Le segment de l'ADN codant pour les régions recombinées VDJ (chaîne lourde)
ou VJ (chaîne légère) et la région C est transcrit sous la forme d'un ARN
pré-messager qui contient encore les introns et qui peut être détecté dans l'ARN
hétéronucléaire (ARNhn).
Le transcrit primaire est alors épissé pour éliminer les introns dans un
processus qui implique la reconnaissance de séquences nucléotidiques
spécifiques appelées " donneuses " et " accepteuses ",
bordant directement les exons. Ceci donne naissance à l'ARNm qui est transporté
à travers la membrane du RE.
Chaque ARNm contient une séquence Leader (L) ou signal (SS) par laquelle il
est orienté vers le RE.
Les Ig complètes sont assemblées et glycosylées dans le RE et stockées dans
le golgi. Les Ig secrétées sont relarguées par exocytose alors que les Ig de
membrane migrent jusqu'à la surface cellulaire.
- Les gènes C. Les gênes C des régions
constantes des chaînes lourdes sont localisés en aval (3') du gène VDJ
recombiné. Chaque gène est en fait une série d'exons codant pour les
différents domaines C complétée par les exons spécifiques de la région
charnière (sauf pour les IgA) et des régions cytoplasmiques et
transmembranaires
- Le transcrit primaire de la
chaîne lourde peut être traité de 2 façons différentes pour produire
l'ARNm des Ig secrétées ou membranaires.
- Pour produire les Ig de
membranes, les exons codant pour les segments transmembranaires sont
épissés juste après le domaine C terminal. Si ceci ne se produit pas, le
signal d'arrêt est conservé et l'ARNm des Ig secrété est produit.
- Le site de polyadénylation
contrôle l'épissage de l'ARNhn.
- En premier lieu, une cellule B
associe un gène µ à son gène VDJ, mais les autres gènes C peuvent aussi
être liés à VDJ, c'est le phénomène de commutation de classe.
- La commutation de classe est le processus par lequel la
cellule peut modifier la classe des Ig qu'elle produit tout en conservant
la même spécificité antigénique.
- Tous les gènes codant pour les
régions constantes des chaînes lourdes sauf s sont précédés d'une
séquence de commutation.
- La commutation est réalisée en
présentant un nouveau gène C à la position occupée par le gène Cµ.
- Ceci entraîne l'élimination
des gènes intercalés.
Ex : IgMà IgG1
- Il est possible de réaliser
cette commutation en transcrivant de très longs ARN primaires, qui sont
épissés afin de connecter le nouveau gène C au segment VDJ. C'est la
seule façon de produire IgD qui ne possède pas de séquence de
commutation.
- Tout ce processus est modulé
par les cytokines.
a. Evolution de la population lymphocytaire
La première partie se fait dans la moelle osseuse et intéresse les cellules
souches de la moelle osseuse.
Au stade de la différenciation, les lymphocytes quittent la moelle osseuse,
deviennent matures et peuvent entrer en contact avec l'Agàil va subir une
prolifération puis apparition de mutation.
Les mutations touchent les gènes stables. Une mutation apparaît toutes les
30 divisions.
Le taux de mutation est important. Ce taux est supérieur à celui que l'on
trouve dans les cellules germinales. Ces mutations touchent les gènes stables
qui codent pour les AA en position 87.
Le taux de mutation est lié à la commutation isotypique. Les mutations les
plus fréquentes sont dans les chaînes H et L des IgG et IgA que dans le cas des
IgM.
- Signification des mutations
somatiques : Augmente de la spécificité des Ac vis à vis de l'Ag.
- On a une reconnaissance qui
peut révéler une réaction croisée dans certains cas.
- Une mutation s'exerce au hasard
et peut soit augmenter ou diminuer la spécificité.
- Dans le cas d'une diminution,
le clone mutant sera détruit.
- Si c'est favorable, le
processus se poursuit et on pourra avoir ensuite encore une mutation +
favorable : on augmente la spécificité.
Utilité : création de cellules mémoires
(reconnaissance plus rapide).
b. Le récepteur des cellules T pour l'antigène
les TCR sont des hétérodimères formés par l'association de 2 chaînes
polypeptidiques a et b ou g et s. Et d'un certain nombre
de polypeptides associés formant le complexe CD3. Le dimère reconnaît l'Ag
apprêté en association avec le CMH et le complexe CD3 est impliqué dans la
transduction du signal et l'activation du LT.
Régulation
de la synthèse des Anticorps
I.
Facteurs Génétiques
Un animal ne répond pas de la même façon qu'un autre animal. Pourquoi ?
1.
Les gènes du CMH
Expériences : On utilise des cobayes ayant le même
génome : Cobaye Syngénique
- 1er temps : Cobaye 1 : on l'injecte du DNP-poly-L-lysine(carrier)
Tous les cobayes réagissent de la même façon : réponse ++
- 2ème temps : On injecte uniquement le carrier : poly-L-lysine
Réponse faible ±
- 3ème temps : on injecte un autre carrier (exemple : ovalbumine)
Réponse faible ±
L'antigène est reconnu différemment par le LT que par le LB
Intervention génique : Le LB reconnaît l'épitope, le Carrier
est reconnu par le LT via le CMH.
2.Gènes
non liés
Expérience de Biozzi (sélection de souche de souris).
On reproduit ensemble les souris donnant une bonne réponse Immunitaire avec
celles qui donnent une mauvaise réponse.
Après 20 générations, on obtient 2 catégories : les bons avec une très
forte réactivité Ac : 1/1000 et les mauvais avec une très faible réactivité Ac
: 1/40.
3.
Effets régulateurs des Anticorps
Si on injecte à un Lapin de l'ovalbumine à production d'anti-ovalbumine +++
Si on injecte à un lapin de l'anti ovalbumineà Réactivité faible contre
l'ovalbumine
Les anticorps ont un effet neutralisant vis à vis de l'antigène. Quand
l'animal est déjà immunisé, le fait d'avoir des anticorps en circulation va
ralentir la production d'anticorps contre un antigène donné
4.
Les Cellules suppressives (LTs : LT suppresseurs)
Ces cellules ont activé au cours des processus de tolérance déclencher par
des administration de doses très faibles ou trop élevés d'antigènesà
stimulation des Lts au détriments des LTh.
Cas normal : injection de LT à une souris irradiée et stimulée
antigéniquementà forte réactivitée
Cas de tolérance : même expérience : réponse faible voir nulle.
II.Modes
d'actions des LTs
Facteurs spécifiques produits par les LTs : IL10.
L'IL10 agit sur les CPA et modifient leurs comportements. L'IL10 inhibe
l'activité des LTh directement ou soit en inhibant la production d'IL2.
III.
L'Immunosupression
1.
Prévention du rejet de greffe
Syngreffe : jumeaux homozygotes
Allogreffe : même espèce
Xénogreffe : espèces différentes
2.
Rejets :
- Suraigus (Ac pré-existants) :
Traitement Corticoïdes
- Accélérés (LcT) : Quelques
jours : Traiement anti-LcT
- Aigus : De 1 à 2 semaines
(Cellules et/ou Ac) : traitement cyclosporine
- Chroniques (Celle et AC) : mois
et année : Traitement cyclosporine
- Réaction du greffon contre
l'hôte (RGH) ou GVH (graft versus host) Moelle osseues ou sang total chez
un immunodéprimé
a. Prévention :
- Compatibilités HLA-A et B
- Déteéction d'une
sensibilisation (Ac du receveur à Lc du donneur sur la peau du receveur in
vitro)
- Transfusion de sang total (87%
de survie (rein) vs. 23% non transfusé
- Culture cellulaire avant greffe
: Cell Thyroïdiennes ou cellules des îlots de Langhans
- Traitement immunosupresseur
- Corticoïdes
- Azathioprine
- Ciclosporine
- Sérum anti-lyphocytiare
- Anticorps monoclonaux (a CD3)
b. Effets secondaires
- Infections accrues (virales,
fongiques, bactériennes, parasitaires)
- Risques acrrus de cancers
Résultats :
|
6000 reins
|
>90% de
survie 1 an /même famille
70 à 90% de survie/reins de sujets décédés brutalement
|
|
900 foies
|
269/58 USA
encore vivant
68% de survie depuis 9 ans
|
|
>2500
cœurs
|
88% de
survie à 1 an
|
IV.Auto-immunité
Causes multifactorielle : génétiques, virales, hormonales,
psychique
- Prévalence féminine (hormone) :
- autoimmunité par ovariectomie
- Males : + autoimmunité par
orchidectomie (testostérone - LC autoimmuns)
- Danazol : traitement
Thérapie :
Cortocoïdes
- Bloquent la circulation des
lymphocytes
- Inhibent la synthèse des
cytokines par blocage de la transcription ADN-ARNm
- Leucopénie (sauf neutophiles)
- Peu actif sur l'immunité
humorale
- Inhibition des CTL et des
fonctions auxiliaires et suppressives des LTs
- Polyarthrite rhumatoïde
- Lupus érythémateux disséminé
- Anémie hémolytique
- Thrombopénies
- En associations avec
l'Azothioprine (Imurel) (bloque la synthèse des guanianines et Adénines)
- Néphrite
- Vascularite
- Hépatite chromique
Anticorps anti-lymphocytiaires + cyclophosphamide : Endoxan (se fixe sur la guanine de l'ADN)
- Polyarthrite rhumatoïde
- Méthotrexate (bloque la
synthèse de l'acide folique, donc la synthèse d'ADN)
- Vascularites
- Polyarthrite rhumatoïde
- Hépatite chronique
- Inflammation i
Le
Complément
Découvert par Buchner et Muttal, le sérum d'animaux ayant subi une
injection bactérienne, peut lyser les bactéries responsables de l'infection. Ce
sérum a acquis des propriétés lytiques.Le sérum possède des substances
thermostables spécifiques, ce sont les Ac. Mais elles seules ne sont pas
capable de provoquer la lyse des bactéries.
Il existe une substance thermolabile, non spécifique, capable de lyser les
bactéries. Elle complète l'action des Ac. Le terme de complément est mis en
place par Erlich. Bordet découvre que l'action des Ac-complément permet aussi
de lyser les hématies. Test de Bordet-Wasserman.
Introduction
Le complément est constitué de plus d'un 30 de protéines solubles (environ
5% des protéines plasmatiques) et membranaires (récepteurs et protéines
régulatrices) capables d'interagir entres-elles sur les membranes biologiques.
L'activation en cascade de ses différents composés est à l'origine d'activités
biologiques essentielles :
- réaction inflammatoire
- phagocytose des microorganismes
- neutralisation des virus
- élimination des complexes
antigènes-anticorps
- présentation des antigènes
- régulation de la réponse
immunitaire.
La plupart de ces activités dépendent d'interactions entre des protéines du
complément (Douleur fragments d'activation) et de récepteurs cellulaires
spécifiques.
Comme les autres systèmes plasmatiques participant aux mécanismes de
défense et d'inflammation (système de contact, coagulation, fibrinolyse), le
complément a pour vocation d'être activé rapidement et de
façon localisé, ce qui implique des mécanismes d'amplification et de contrôles
efficaces.
La demi-vie est de quelques heures à 60 heures. Sa synthèse est élevée,
notamment au niveau du foie, les cellules épithéliales, les monocytes et les
macrophages. C3, C4 et facteur B sont codés par les gènes du CMH et font
l'objet d'un polymorphisme allotypiques.
Action du complément
Réaction en cascade. Les molécules sont sous forme inactive. Un facteur
d'activation va scinder les protéines en 2 éléments. 1 et 2 acquièrent des
activités équivalentes, enzymatiques et vont activer d'autres protéines.
Le complément peut être opérationnellement divisé en 3 unités : 2 unités de
reconnaissance conduisant au clivage de la molécule C3 par des voies parallèles
mais distinctes et une unité effectrice terminale.
La voie classique est activée par les anticorps combinés à l'antigène. La
voie externe et activée directement par certains polysaccharides bactériens an
l'absence d'Ac. Le complexe d'attaque membranaire ou complexe lytique est mis
en jeu par les 2 voies.
I.
protéines du complément
Les composés de la voie classique et du complexe lytique sont des protéines
désignées de C1 à C9. Le composé C1 est formé de 3 sous-unités : C1q, C1r et
C1s.
Les fragments de clivages enzymatiques sont représentés par des lettres
C3a, C3b.
La lettre i : Inhibiteur : C3bi.
Les protéines de la voie alterne sont désignées en capitale P (proderdine),
facteur B (C3 pro-activateur), facteur D (C3 pro-activateur convertase). Les
protéines du complément ont spontanément tendances à former des complexes
multimoléculaires réversibles.
II.
la voie classique
Elle est déclenchée par la reconnaissance du complexe Ag-Ac. Point de
départ spécifique.
Le C1 se fixe sur la partie Fc de l'Ac . C1 doit prendre appui sur 2 AC.
Ceci nécessite une densité suffisante, critique en Ac pour que la réaction ait
lieu. Les IgM fixent + fortement le complément. Car, elles possèdent une
structure pentaradiaire. Accrochement du C' entre les différentes branches.
C1q s'accroche sur IgM sur IG1à3 mais pas sur 4. Ni sur
IgA , ni IgD.
Lorsque les Ac sont libres da s le sérum, leur partie Fc n'a qu'une faible
affinité pour le C1. Quand ils sont fixés à l'Ag, il y a une forte affinité de
la partie Fc, car modifications moléculaires.
1.
Mécanisme
La molécule C1q a une structure évoquant un bouquet de 6 tulipes avec une
portion fibrillaire analogue au collagène et 6 sous-unités périphériques
globulaires se liants aux fc des AC.
En présence de calcium, le C1q active le C1r et le C1s.
Le C1s activé clive à la fois le C4 et le C2 entraînant la formation des
fragment C4b et C2a qui constituent la C3 convertase classique, complexe
bi-moléculaire stabilisé par le Mg2+.
Celle-ci clive le C3 en C3a et C3b. C3 est importante/ protéine du
complément la + élevée du plasma (C3 10 X Sup C5). Glycoprotéine avec 2 chaînes
A et ß reliée par S-S. Elle se fixe sur site activateur.
C3 comprend un groupement thiol ester : S-C=O. Clivage sous l'action de C3
convertase--> C3a et C3b. Le clivage permet le départ du C3 à forte activité
biologique. On a association avec un oxydyl du substrat qui permet la fixation
du C3b sur le substrat. Intervention de la protéase et d'un cofacteur.
Intervention du C3F, le C3b devient inactif.
On parle d'adhérence immune. La bactérie sera plus facilement reconnue par
le macrophage et phagocyté.
Le C3a anaphylatoxine, signal d'alarme. Elle
va attirer les mastocytes qui vont libérer des substances (histamines). Ce qui
va provoquer la synthèse de leucotriène et de prostaglandines (facteur isolé de
la lignée prostatiques).
Ces facteurs agissent sur la paroi des vaisseaux sanguins et vont augmenter
les possibilités de diapédèses (une cellule sanguine s'insinue entre deux
cellules endothéliales pour traversés la paroi). Les cellules sanguines sortent
alors du circuit sanguin et viennent sur le site d'action du complément (site
d'infection).
Le C 3b : rôle intermédiaire / mouvement de prolifération des LB. Il
facilite la capture des Ag par les cellules présentatrices d'Ag dans les
macrphages. Il va vite se dégrader en une forme qui est le iC3b qui se casse en
petits éléments C3c, C3dg et C3d. Le iC3b augmente les capacités de phagocytose
et notamment des macrophages.
Le C3b se fixe sur C5 par liaison covalente et au même comportement.
Le complexe tri moléculaire C4b2a3b, possède la propriété de cliver le C5 à
condition que ce dernier soit présenté fixé à une molécule de C3b.
On obtient le C5a et C5b :
- C5a : anaphylatoxine
- C5b : convertase
la convertase agit sur les éléments terminaux : C6, C7, C8 et C9. Tous ces
éléments C6-9 constituent le complexe d'attaque de la membrane : CAM
- C6 et C7 : une seule chaîne
peptidique
- C8 : 3 chaînes
- C9 : molécule de 80 kDa,
glycoprotéine. Elle se polymérise, ce qui va engendrer un pore dans la
membrane (bactérie ou hématie). Ce qui entraîne la mort de l'élément
étranger ou lyse de l'hématie.
Le C7 s'insère dans la membrane puis entraîne C8 et C6 et C5b puis arrive
C9: trou : complexe d'attaque membranaire.
Les éléments du C9 présente une convergence avec les perforines, molécules
cytotoxiques synthétisés par les LT cytotoxiques, mais aussi les NK (natural
killer).
Dans ce système, il faut des processus de régulation sinon emballement.
2.
Mécanismes de régulation
L'activation de la voie classique est soumise à différents mécanismes
régulateurs. Le C1 inhibiteur inhibe l'activité de C1r et de C1 en formant un
complexe avec ces enzymes et en les dissociant de C1q.
Son absence congénitale est responsable de l'œdème angioneurotique (œdème
sous cutané. Pendant les crises le sujet a le visage gonflé. Le sérum sort des
vaisseaux. Troubles digestifs. Pendant les crises on a une chute de C2 et du
C4. Dans cette pathologie Cuhing, toutes les cellules mastocytaires vont
libérer de l'histamine. la perméabilité vasculaire est exagérée, le sérum passe
dans les tissus.
. La C4bp : C4 binding protein se lie à C4b, elle interfère avec la
formation de la C3C5convertase et permet au facteur I (inactivateur de C3b)
d'inactiver C4b en le clivant an C4c et C4d.
Le C1qinh inhibe l'activation de la voie classique par interaction avec le
C1q.
La convertase C4bC2 est controlée par des protéines présentes à la surface
de la plupart des cellules : DAF (CD55), CR1 (CD35) et CMP (CD46, membrane
co-factor protein) qui limitent l'activation du complément sur les cellules
homologues.
Les proteines C1r, C1s, C2, B,H C4bp, MCP, DAF, CR1 ainsi que CR2, C6 et C7
sont formées d'unités de séquences répétitives de 60 à 70 aa (SCR : short
consensus repeats) dont les nombre varie de 2 (C1r, C1s) à 56 (C4bp).
III.
La voie alterne
Cette voie qui utilise C3 et les facteurs B et D est mise en jeu par des
polysaccharides tels que l'inuline, le zymosan (levures), les endotoxines
bactériennes et les membranes de globule rouges de lapin.
L'activation de la voie alterne est facilitée en présence d'anticorps. Une
fois activée, la voie alterne est accélère par une boucle d'amplification qui
aboutit à la formation de la C3 convertase stabilisée par la properdine.
En présence de Mg2+, C3b et B forment un complexe biomoléculaire C3bB :
convertase initiale avec une faible activité
1.
Voie d'activation :
L'enzyme C3bB en présence du facteur D et d'ions Mg2+ clive le facteur B au
sein du complexe en Ba soluble et Bb ce qui conduit à la formation de la C3
convertase C3bBb de la voie alterne. Cette convertase clive C3, formant de
nouvelles molécules de C3b capables à leur tour d'engendrer, après réaction
avec B et D, de nouvelles convertases alternes.
2.
Voie de régulation :
S'il n'était pas contrôlé, ce mécanisme d'amplification entraînerait
rapidement la destruction de tout le C3 présent dans le sérum. Deux protéines
contrôlent la boucle d'amplification du C3b : H et I.
Le facteur H se lie à C3b de façon compétitive avec B, ce qui entraîne une
dissociation accélérée de la C3 convertase alterne C3bBb qui perd son activité.
De plus H lié à C3b a un rôle de cofacteur enzymatique pour I, permettant
au facteur I de cliver C3b en C3bi, molécule incapable de se lier à B, pour
former la C3 convertase alterne.
Le même facteur I dégrade C3bi en C3c soluble et C3dg qui reste fixé à la
membrane. Les protéine membranaire DAF et CR1 contrôle la C3 convertase
alterne, C3bBb.
Le déficit génétique en I entraîne une consommation très accélérée et
totale du C3 circulant.
Des molécules de C3b sont produites en permanence en faible quantité. Elles
sont rapidement inactivées en solution dans le plasma ou déposées sur une
membrane cellulaire non activatrice (globule rouge de l'hôte par exemple).
Par contre, si elles se lient à une surface activatrice (bactérie gram
négatif par exemple), elles deviennent inaccessibles au H et forment une C3
convertase. La boucle d'amplification se développe à la surface de la particule
et conduit au dépôt de nombreuses molécules de C3b.
Le facteur néphrétique (C3NeF) est un auto-anticorps (IgG) dirigé
contre la C3 convertase qui stabilise e complexe et le rend résistant à
l'action de H.
IV.
les récepteurs du complément
CR1 : récepteur du C3b, chaîne peptidique,
rencontré sur diverses cellules sanguines dont les érythrocytes, leucocytes et
lymphocytes.
CR2 : Récepteur du C3b sous forme inactive
iC3b
CR1 et CR2 : forment des domaines SCR : short consensus repeat. CR1 a une
structure + longue que CR2
- 16 répétitions pour CR2 : 10
boucles de 60 AA
- 30 pour CR1. : 20 boucles de 60
AA : LHRAà LHRD.
- Squelette : 4 Cys.
Le clivage du C3b en iC3Bà perte importante de l'affinité pour CR1...mais,
affinité pour CR2
hypothèse : CR1à CR2
CR3 et CR4 : molécules qui relèvent du groupe des intégrines : molécules
d'adhérence. Ils représentent un site de fixation pour le iC3b, forme de
fixation dépendante des ions Ca++. L'activation des cellules, suite à une
excitation virale par exempleà augmente le nombre de récepteur
ex: au repos : cellules sanguines quiescentes : 5000 R de CR1/Cellules
- Après excitation (in vitro, on
met une substance chimiotactisme) : 30000 R
- Si infection par le virus
d'Epstein barr : 50000 R CR1 et 100000 R CR2
V.
Rôle biologique du complément
Le complément aura un rôle important dans la défense anti-bactérienne par
diverses actions.
Intervention dans les processus d'opsonisation : Quand une cellule
phagocyte. Comme le macrophage en présence d'une bactérie à le point initial de
la phagocytose sera un processus d'adhérence. Le processus d'adhérence est
faible si on a uniquement une reconnaissance de type lectine.
Augmente si la bactérie fixe des éléments du C3b.
En effet la membrane du macrophage possède des R pour C3b, on a une
augmentation de la reconnaissance à adhérence facilitée à opsonisation renforcé
si des AC viennent se fixer.
Le macrophage présente des Recepteurs à Fc des Ac et aussi des Recepteur
C3b--> double phénomène d'engrenage.
- Processus de lyse : pore formé
par C9 ;
- processus inflammatoire C3a}
libération d'histamines
- prostaglandines : C5a}
libération d'histamines
- Si déjà sensibilisé à la bactérie : on a des ACàvoie classique mise en
parallèle à la voie alterne et peut aussi se mettre en route. La réponse de voie
alterne est + forte, ceci grâce à la boucle d'amplification.
- Si Ag inconnu : voie classique très retardée car il faudra attendre la
synthèse d'Ac.
Les
Organes impliqués dans les réactions immunitaires
Les lymphocytes présents dans l'organisme sont originaires d'un
compartiment de cellules souches (CS) et vont ensuite se rendre dans des
organes différenciateurs (od).
- un od pour les LT : Thymus
- un od pour les LB chez les
oiseaux : Bourse de Fabricius
Ensuite les Lymphocytes vont aller dans des organes effecteurs (of) :
rate , ggl lymphoïde. Chez les mammifères : les LB sont différenciés
directement dans la moelle osseuse.
I.
Le compartiment des CS
Durant la 1ere partie de la vie embryonnaire les CS proviennent du
mésoblaste extra-embryonnaire (îlot de Wolf) puis de l'ébauche
hépatique.
- A partir de la deuxième partie
embryonnaire et tout le reste de la vie, c'est la moelle osseuse qui sera
fonctionnelle.
- Une injection de moelle osseuse
suffit à reconstituer toutes les lignées sanguines et à repeupler les
organes lymphoïdes d'un animal irradié.
1.
la moelle osseuse
la moelle osseuse : c'est la moelle rouge : 2500g chez l'adulte
Chaque homme synthétise 10 milliards de GR et 5 milliards de GB et 10
milliards de plaquettes sanguines chaque jour durant la vie, 10 tonnes de CS. 1
CS peut être à l'origine de milliers de Cellules immatures
les CS peuvent constituer une catégorie de cellules après greffe
2.
les cellules souches
les CS sont rares : 1 cell /10000
Il existe différents types de C : LB mature etc...
Il est très difficile d'étudier la MO. Les CS restent dans un état
quiescent (sans se diviser) ce qui protège le patrimoine génétique contre les
accidents possibles pendant la division cellulaire.
Le TGFb bloque l'activation des Cellules : des oligonucléotides antisens
qui bloquent la synthèse de ce TGFb : donc division.
3.
Hétérogénéité
Si on utilise des receveurs irradiés/destruction du SI dans lesquels on
injecte des CS. Elles vont s'établir dans la rate et former des nodules
hématopoïétique (CFUS : spleen).
Chaque nodule correspond à la prolifération d'une CS
Après 8j, cette 1ère génération va régresser et être remplacée par une 2ème
génération
Utilisation d'AC et de la cytométrie de flux pour voir les 2 populations :
- 1ère prise de la greffe
- 2ème pendant les divisions
Remarque : la MO n'est pas seulement un centre de
différenciation. C'est aussi un centre de synthèse des Ac par les LB.
Un autre organe peut donner des CS : le cordon ombilical. Il possède une
population de cellules multipotentes (plus faciles à extraire). Le sang dans le
cordon a été utilisé pour des recherches fondamentales pour des greffes. Il y a
des cellules souches dans le sang périphérique (1/10000).
Caractérisation par le marqueur membranaire CD34+. Ces cellules peuvent
être stimulées par le G. CSF (granulocyte colony stimulating factor) et le
GM.CSF pour former une lignée hématopoïétique : utilisation de greffes.
II.
la lignée lymphoïde
1.
Généralités sur les lymphocytes
Ils sont présents dans le sang, la lymphe et les ggl lymphoïdes 2.E12
cellules/homme
le SI a une importance volumique comparable au foie ou au cerveau.
Leur rôle a été suspecté vers 1950 et mis en évidence en 1962 par Miller
2.
Déficience en LT
Chez la souris l'ablation du thymus à la naissance provoque un déficit
immunitaire majeur. Souris nude : atrophie du thymusàdiminution du nombre de
LTàse traduit par des anomalies de la réponse immunitaireà tolérance accrue vis à vis de greffes.
Syndrome du Di George : diminution du thymus et des parathyroïdes. Cela est
du à l'anomalie Xmo (Xmo22) qui provoque une atrophie de la 3ème et 4éme poches
bronchiales (peut être due à une carence en zinc dans l'alimentation).àces individus manquent
de LT. Certains gènes thymo-dépendants sont dépourvus de cellules.
3.
Déficience en LB
- Chez les oiseaux, la bourse de Fabricius (proche du TD) si elle est
retirée àdiminution des LB et AC
- Chez les mammifères : Bone marrow (MO) : si ablation les LB se
différencie au sein de la MO. (maladie de Brutor, infection génétique liée au
sexe, atteint les organes mâles transmis par la femme : plus de LB et AC).
Cas de déficience aiguë : lié en général à des anomalies du gène qui code
pour adénosines désaminases (ADA). Des métabolites toxiques s'accumulent dans
MO et thymus. Les L ne synthétisent plus d'ADN et ne se différencient plus. Les
enfants atteints de cette déficienceàSI réduit : enfants
bulles (greffes de MO)
Thérapie : insertion du gène qui code pour ADA.
4.
Les souris SCID
- Déficit immunitaire combiné
sévère
- Crées par Moner en 1988
- Ces souris sont dépourvues de
cellules immunitaires
- Elevage en condition aseptique
- On peut faire des greffes de
cellules immunitaires étrangères. On fait des chimères, assemblage
souris-homme. Il y a une mutation somatique qui affecte le réarrangement
génétique : pas de LB, LT et d'AC. Les NK ne sont pas atteintes
- On peut développer chez ces
souris un SI humain pour étudier des pathologies infectieuses
- Etudes du développement de
tumeur, des maladies auto-immunes
- Dans certains cas les
infections de cellules étrangères sont rejetées par la souris. Ce
processus de rejet permet d'éclairer les moyens de défense des cellules
étrangères. Ces cellules étrangères pendant la 1ère semaine se multiplient
sur le péritoine, pendant la 3ème semaine les LT gagnent la rate, vers la
4ème, les organes lymphoïdes sont colonisésà Ig de caractéristiques
humaines.
5.
Caractéristiques cytophysiologiques
On distingue :
- Les L qui ne sont pas très gros
et n'ont pas un gros noyau et le cyto contient peu d'organite Cyto. Entre
LB et LT : on use des Ac pour distinguer. On peut distinguer les grands
des petits lymphocytes. 12 à 15% plus grands que les NK (10 µm).
- Les lymphoblastes :
- Les plasmocytes : ce sont des
usines (LB transformés) et vont fabriquer des Ac
6
.Durée de vie des lymphocytes
En autoradiographie grâce à la thymidine 3H en microscopie électronique
Il y a des lymphocytes à vie courte (4 à 5 j) dans la MO, dans le thymus,
dans la rate et dans les ggl lymphoïdes. Il y a des lymphocytes à vie longue
(semaines, mois). Ils sont présents dans le sang et le canal thoracique
(surveillance des G en circulation).
7.
Transformation
Les lymphocytes quiescents peuvent être activés en lymphoblastes par des Ag
spécifiques.
- Par des facteurs activants
(lectines)
- Par des Ac dirigés contre les
lymphocytes
- Con A, PHAàLT
- PokewedàLB et
LT
- LPS de bactàLB
III.
les organes différenciateurs
Organes lymphoïdes centraux ou primaires induisent la différenciation et le
développement des cellules lymphoïdes.
- Au contact du réticulum de ces
organes, les lymphocytes reconnaissent les caractères de l'organisme aux
quels ils appartiennent.à les Ag du CMH.
- Dans ces organes, les
lymphocytes acquièrent les mécanismes de reconnaissance (Récepteur) pour
les Ag ;
- Ces organes différenciateurs
sont à l'écart.
- La prolifération des
lymphocytes y est indépendante de stimulation antigénique
- Od fonctionne a sens unique :
un fil de différenciation, un organe ne revient jamais dans le système de
différenciation.
Principal Od : Thymus
1.
Origine des cellules du thymus
Les thymocytes sont d'origine exogène, ils proviennent des CS et migrent
vers le thymus. Dans l'ensemble, le thymus est vide puis colonisé par des
cellules issues d'autres compartiments.
- Jusqu'au 10 J, le thymus est
épithélial (vide).
- Au 11 J colonisation par des
cellules du sac vitellin
- Au 12 J colonisation par les
cellules du foie fœtal ensuite colonisation par des cellules de la MOà
souris
Chez l'homme, même chose, le calendrier est différent
2.
Structure
- Dérivé pharyngien (3ème -4ème
poche pharyngienne endoderme).
- 100 g chez l'homme, 2 lobes
divisés en de nombreux lobules
- Il n'exporte pas de lymphocytes
différenciés avant la naissance
- Le thymus régresse rapidement
avec l'âge (1er signe de sénescence)
- Il ne régresse jamais
complètement.
- L 'épithélium de l'adulte peut
redevenir actif (en cas d'un vide catastrophique en LT : radiation)
Le thymus se situe à proximité de la région cardiaque. Le canal thoracique
draine les voies lymphatiques chez l'homme . Les thymocytes immatures ont peu
de marqueurs membranaires. Ils sont nombreux, 85% de la population du
thymus(sensibles aux corticoïdes).
Ils s'associent aux cellules de l 'épithélium thymique (cellule nurse). Une
cellule peut être associée à 200 thymocytes. 90 à 95% des thymocytes meurent
sur place. Au niveau de la zone médullaire (15%), il y a les thymocytes matures
qui vont partir vers les organes effecteurs. Le thymus régresse naturellement à
partir de la puberté. La thymectomie affecte peu le stock de thymocytes (rate,
ggl lymp)
Des cellules souches peuvent se différencier en dehors du thymus en
présence d'hormone.
3.La
sélection thymique
a.Dans le cortex extérieur (cellules nurses) : sélection positive
Les cellules épithéliales expriment le CMH I et II. Les lymphocytes
reconnaissent le CMH II
- Si la reconnaissance est
convenable : LT par son R reconnaît bien les molécules du CMH IIà continue
sa migration vers la zone la plus interne
- Si la reconnaissance est
mauvaise : LT condamné, il entre en apoptose . on a une sélection positive
b.Dans le cortex interne : sélection négative
les cellules internes par le CMH I vont présenter des molécules
antigéniques qui existent dans l'individu (constituants normaux). Ce sont les
molécules du soi : tolérogènes
LT va reconnaître par son R ces Ag : 2 situations
àreconnu : LT condamné par apoptose
ànon reconnu : donne naissance à un thymocyte mature (sélection négative).
Les cellules épithéliales présentent des cellules de l'organisme. Si le LT
possède des R qui reconnaissent ces AG, alors, une fois mature, il sera actif
et va détruire les cellules qui portent l'AG : dangereux, car il reconnaît les
molécules du soi. Le thymus va détruire les cellules qui reconnaissent les Ag
du soi. C'est à ce niveau que vont être testés les Ag provenant d'une greffe
néonatale.
4.
Apoptose
Mort cellulaire programmée.
Au niveau du thymus tout se passe comme si une stimulation incomplète
s'opère provoquant la stimulation les gènes d'apoptose (Apo 1/fas). La cellule
meurt.
Si la sélection est convenable, les gènes de contrôle de l'apoptose seront
stimulés (bcl2)àvie
Ceci explique les 95% de dégénérescence cellulaire
5.
Facteurs thymiques.
Ils sont secrétés par les cellules épithéliales : ils agissent sur la
conversion et la différenciation.
Modèle : souris qui subit une restauration
partielle in vitro du SI.
On réalise des extraits de thymusà isolement de facteurs. On étudie la
différenciation des cellules T : étude de l'apparition des marqueurs
membranaires : CD.
- Thymosine : elle accroît la
réponse des taux mitogènes. division
- Thymuline
- Facteur thymique humoral
- Thymopoïétine : même
caractéristique. Action en synergie.
IV.
Modalité d'activation des LT
Le point de départ de la reconnaissance de l'Ag par les chaînes a et b du
TcR.
On observe alors une séquence de réactions qu'on peut diviser en événements
précoces qui ont lieu dans l'immunité du contact de l'Ag, puis des événements
tardifs.
1.
Evènements précoces.
Il y a activation par phosphorylation des protéines kinases (p56)
comportant des domaines. P56 est activée, elle phosphoryle la chaîne e, il y a
ensuite activation de la ZAP70 et la PLC g1. la molécule CD45 a un rôle
important. C'est une phospho tyrosine kinase constituée de 2 parties (extra et
intra-membranaire).
Cette molécule régule p56 et P59 au départ des événements précoces.
2.
Evènements tardifs.
La PLC g1 est activée et provoque l'hydrolyse d'un PIP2 se scindant en DAG
+ IP3. L'IP3 va activer des ions ca++ qui vont permettre l'activation de la
calcineurine qui agit sur un élément HFAT qui contrôle l'activité du promoteur
du gène qui code l'IL2.
On alors les processus de transcription.
Des éléments inhibiteurs inhibent la voie du Ca++, inhibiteur de la
calcineurine : FK506 et la cyclosporine A. La cyclosporine A est très utilisée
car elle augmente la tolérance aux greffes : elle est immunodépressive, de plus
elle s'utilise dans le traitement des maladies auto-immunes.
3.
Les molécules CD
Récepteurs d'adhérence cellulaire ayant une double terminologie.
Terminologie appliquée à la souris et à l'homme :
|
Souris
|
Thy1
|
lyt 1+2-3-
|
lyt1-2+3+
|
|
Homme
|
CD3
|
CD4
|
CD8
|
Il existe une relation entre LT et CPA : R aux molécules d 'adhérences CD2,
CD5 CD43 et ICAM
a. CD2 :
Lors de la différenciation thymique. Elle apparaît précocement au niveau
des thymocytes immatures et persiste jusqu'à l'exportation. CD2 est exprimé
précocement sur les LT ainsi que sur les NK.
Les ligands du CD2 sont les CD58 et CD59 (UFA3).
Les molécules CD58 et CD59 sont présentes sur toutes les cellules
spécialisées dans la présentation des Ag.
Initalement CD2 était connue comme une molécule d'agglutination.
La liaison CD2/CD58 induit la production d'IL par les CPA. La molécule du
CD2 au niveau des LT provoque une augmentation de ca++ intracytoplasmique et
favorise l'hydrolyse des phospho inositols.
b. Les molécules liées aux R : molécules du TcR (ou associées à sa
formation) : CD3, CD4 et CD8
CD3 : cette molécule est présentée par g d et e. la partie du R impliquée
dans la transduction du signal.
CD4 : au stade précoce de la différenciation des thymocytes. Les molécules
CD4 et CD8 ne sont pas exprimées. Ensuite on a un stade de double expression
des CD4 et CD8.
Dans un 1er temps, on observe la ségrégation des catégories. Les LT seront
CD4 ou CD8
- zone ext du cortex est ni CD4,
ni CD8
- zone int du cortex est CD4 et
CD8
- zone médullaire : cellules T4
(auxiliaire , helper) ou T8 (cytotoxiques)
On a un stade ou un grand nombre de marqueurs CD4 et CD8 sur le même LT.
Ensuite certains gardent les marqueurs soit CD4, soit CD8 puis passent dans le
sang.
CD4 est présenté par une seule chaîne reconnue
par gp120 du HIV.
CD4 : chaîne unique qui présente une catégorie commune avec les Ig.
Ce sont les L qui reconnaissent les Ag quand présentés par CMH II
CD8 : ils sont représentés par leur
reconnaissance d'Ag présents par le CMH1. Les CD8 sont - reconnus que les CD8.
Et on trouve 3 populations.
CD8 + 2ème marqueur : CD8 CD28 : 50 à 60£ des LT CD8
circulants . ce sont des cellules cytotoxiques
CD8 portant CD11 : cellules cytotoxiques reconnaissant des
Ag non présentés par le CMH. Ils sont en relation avec le R gs
CD8 portant CD57 : 5% des cellules. Cellules suppressives
bloquant les processus immunes. Action sur les NK.
CD 45 : glycoprotéines abondantes sur beaucoup
de cellules hématopoïétiques. Elle intervient dans la régulation des processus
de transduction lors de la rencontre du R et l'Ag. On ignore si ces molécules
CD45 contiennent un ligand activateur. CD45 sont impliquées dans le passage de
l'état naïf des L à la forme de cellules mémoires. Chez L B on a une molécule
analogue à CD 45 : CD22
c. Molécules impliquées dans le signal d'activation :
CD28 : des souris déficientes en CD28. Déficit
immunitaire grave. CD28 est une molécule pour un ligand porté par LB : molécule
B7.
Un Ac anti-B7 va bloquer la reconnaissance B7-CD28 et bloque l'activation
des LT.
IV.
Les lymphocytes B
Le site de production se trouve chez l'homme dans le foie fœtal, puis la
rate et enfin la moelle osseuse pendant la vie adulte. 5 à 15% des lymphocytes
en circulation dans le sang et la lymphe.
1.
Différenciation
Elle se fait dans la moelle osseuse et fait intervenir des lymphocytes proB
qui vont subir une cascade de différenciation
Cell souchesàproBàpreBàB immatureàB mature
Les cell proB sont en relation dans la moelle osseuse avec des cellules
stromales qui sont équivalentes des cellules épithéliales du thymus. Cellules
ayant de profondes ramifications cytoplasmiques.
Association étroite entre ces ramifications du cytoplasme et les proB et
les preB.
Au niveau des proB, il y a réarrangement génétique du chromosome qui code
la chaîne lourde des Ig.
Au niveau des préB, les chaînes lourdes de type µ, il y a un processus de
sélection lymphocytaire qui se traduit par la destruction d'un grand nombre de
cellules au stade preB.
Les cellules stromales synthétisent un facteur activateur, IL4.
Les cellules B auront une double sélection
- ·Sélection positive par Il4
- Il4 se fixe sur des récepteurs
(Si on bloque les récepteurs, la production des 90%).
- Sélection négative : les
cellules B ont à la surface des Ac qui reconnaissent des éléments du soi portés
par les cellules stromales. Ces lympho seront tués par apoptose.
- Les cellules B immatures ont
des chaînes H : IgM et IgD s'associent à la surface. Les IgD
n'interviennent qu'à ce moment)
- Ces LB deviennent matures et
partent dans la circulation où ils rencontrent l'ag.
2.
Rencontre avec Ag dans la circulation
Activation. Il y a des commutations isotypiques
On arrive à la diversité des Ac. Certains LB se transforment en plasmocytes
(cellules qui donnent des Ac) et d'autres deviennent des cellules mémoires.
3.
Les molécules CD
Moins nombreuses que sur les LT, moins connues. (découvertes plus
tardivement)
CD10 : proB, preB
Certaines apparaissent pendant l'activation
D'autres seront toujours présentes.
Elles constituent des molécules d'adhérence ou des récepteurs au complément
(CR1-CD35 ; CR2-CD21) ou facteurs de croissance qui vont conditionner la
stimulation des LB.Il existe des R aux lymphokines Rec pour Il1 et un Rec pour
Il2 : CD23, CD25. La reconnaissance des Ag se fait pour les LB par des Ig de surface
appelés IgS : capables de capter l'Ag/ ces IgS ont un rôle de R.
Quand Ag est fixé sur LBàactivation du LB qui se divise. On a une
prolifération clonale. Certains LB donnent des LB mémoires ayant un R initial.
Plasmocytes qui synthétisent des AC spécifiques qui reconnaissent l'Ag de la
stimulation initiale.
4.
Caractéristiques
Ils présentent sur leurs membranes des Ac fixés sur un récepteur Fc.
Cela constitue les récepteurs de surface vis à vis de l'Ag à Ig de surface .
Quand il y a rencontre avec l'Ag, activation, transformation en
plasmocytes, synthèse d'Ac libérés dans la circulation ( qui reconnaissent
l'ag). Les LB vont exprimer fortement le CMH I et le CMH II. Les LB peuvent se
comporter comme des CPA et présenter l'Ag aux LT.
Internalisation de l'ag pris en charge par endocytose, puis le présente aux
LTh.
5.
Ag thymodépendants et thymo indépendants.
a. Ag thymo indépendants
Pour la souris, il présente un marqueur CD5+
Ces LB qui ont un marqueur, vont prendre en charge Ag Thymodépendants
caractérisés par un PM élevé et des séquences d'ag répétitives (LPS) ; Ils sont
captés par Ac de surface des LB. Cette liaison permet le processus d'activation
puis de prolifération.
Ag thymodépendants
Ils sont CD5-.ces ag nécessitent une association LB-LT :processus de
coopération cellulaire.
VI.
La circulation des lymphocytes
Il y a des échanges constants entre le thymus, la MO, le sang, la lymphe,
les ggl lymphoïdes (90%), la rate. Les lympho se répartissent dans tous les
compartiments : initiateurs, différentiateurs. Puis une population (5%) part
dans le sang, on a aussi migration dans les ganglions lymphoïdes et la lymphe
(70% des L). On a aussi des échanges en direction de la rate (25% des L) et
certains L vont aussi dans des tissus diverss pendant la réaction
inflammatoire.
Les L sont continuellement dans un processus de circulation, cœur, rate,
artère, qui irriguent la rate, ggl lymph puis les lymp repris par les systèmes
lymphoïdes, canaux lymphatiques qui ramènent la lymphe au système veineux, c'est
à dire au niveau du cœur.
1.
Le retour des lymphocytes (homing)
Cette circulation des Lymp fait appel à la notion de homing (s'attribue aux
retours dans les organes pendant la migration).
On a des migrations catégorielles de Lymph naïfs et de matures.
Les Lympho naïfs qui n'ont pas rencontré d'ag traversent l'endothélium des
vaisseaux au niveau des ggl lymp.
Les L mémoires naissent des ggl lymph en reconnaissant l'Ag. Cette reco
transforme le L naïf en L mémoire. Les L mémoires vont gagner des tissus non lympho,
mais atteints par une réponse inflammatoire qui dépend du ggl lymp. Notion de
HEV.
2.
Transition vaisseauxàextérieur
Ils doivent traverser les barrières épithéliales des vaisseaux (cela se
fait dans des endroits spécialisés, HEV (high endothélial venule). : zone de
passage où les Lymph quittent le système sanguin pour aller de la lymphe et
gagner les organes lymphoïdes.
Les zones préférentielles font appel à des processus de différenciation qui
vont permettre la traversés des cellules sanguines.
On a un phénomène d'adhésion grâce à des molécules d'adhérence qui trouvent
leur complémentarité au niveau des cellules endothéliales (ICAM...). Ces
molécules vont ralentir les lymph et les fixer à la paroiàfacilite le passage.
Processus de homing, le L s arrête dans un endroit déterminé.
Les lymphocytes adhérent à la paroi vasculaire puis ils traversent la paroi
par diapédèse.
Le passage des L, en dehors du système vasculaire, est favorisé par des
réactions inflammatoires, différents facteurs vont stimuler ce processus : Il,
TNF, INF.
VII.
Compartiments effecteurs (organes lymphoïdes périphériques).
Les organes se développent plus tardivement que les compartiments
différenciateurs. Ils atteignent leur plein développement après la stimulation
antigénique. Leur activité suit les fluctuations ag de leur zone d'implantation
(inflammation au brasàréaction des ggl du bras).
Les organes lymphoïdes suivent les stimulations de l'ag de l'environnement.
- Compartiment systémique : Le libération dans le sang et
dans la lymphe assure la production dans le milieu extérieur : Rate, ggl.
- Compartiment muqueux : Muqueuse secrétoire (bronche)
impliquée dans la production d'IgA secrétoire
1.
La rate
Réservoir à hématies. Elle libère les GR en réserve dans le sang si déficit
respiratoire.
2 compartiments : pulpe blanche, pulpe rouge
Rate se transforme en sinus veineux : élément constitutif de la pulpe rouge
(lieu d'accumulation de beaucoup d'hématies). sinus veineux entouré de
parenchyme splénique qui constitue le cordon de Bil broth. Ce parenchyme est
riche en macrophages et en plasmocytes.
- Pulpe rouge : réservoir d'hématies. Chez
les animaux bons plongeurs, pendant la plongée, la rate expulse des
hématies : augmente l'O2.
- Pulpe blanche : manchon qui entoure
artérioles. Accumulation de lymphocytes.
Si ablation du thymus à la naissance ou si souris nude, la zone
thymodépendante est vide.
Puis la zone folliculaire I et II, les derniers ont un centre germinatif.
Les follicules sont constitués de LB en division et en prolifération. Le
système est complété par des cellules dendritiques (CPA) ou macrophages.
2.
Notion de follicules
Centre germinatif a une structure complexe
3 parties :
- Centroblaste : zone sombre avec
beaucoup de cellules en division (LB en division)
- Zone claire : avec cellules
dendritiques et macrophages. Les LB migrent de zone sombre à zone claire
s'accolent à des cellules dendritiques. (Beaucoup de LB et leurs débris
sont pris en charge par macrophages).
- Zone apicale : zone de
migration qui comprend des LB mémoires qui vont partir et de LB qui vont
donner des plasmocytes qui partiront vers la zone rouge.
Le centre germinatif va se développer 7J après le contact antigénique dans
le cas d'une réponse I.
Mais pour une réponse II, il ne faut que 36h au lieu de 7j.
Au départ, on a uniquement des lymphoblastes en division (division toutes
les 6h), au bout de 60h, le centre germinatif contient 10000 à 16000
lymphoblastes. Si la stimulation antigénique diminue, la taille des follicules
régresse après 15j et après 3 semaines, les follicules II ont disparu.
Les commutations isotypiques : IgMà IgE s'opèrent pendant les nombreuses
divisions du centroblaste. Elles sont très actives pendant la réponse II.
Mutations somatiques : aléatoires : soit ces mutations vont augmenter l'affinité
ou la diminuer (des Ac pour l'Ag). Les LB vont tester l'efficacité de leur Rec
sur des Ag présentés par les cellules dendritiques. Ce sont des Ag du non soi.
- si mauvaise reconnaissance :
élimination du LB
- si affinité suffisante :
stimulation du gène de survie Bcl2 et les LV continuent leur migration ou
donnent des Lympho matures.
- les plamocytes portent CD23
- les Lympho matures portent
CD45RO
Les études expérimentales montrent que pendant la stimulation antigénique,
l'importance de la pulpe blanche augmente considérablement. Mais pendant une
déplétion en LB (maladie de Brutone), les follicules seront vidés de cellules.
3.
Ggl lymphoïdes (compartiment systèmique)
2 types d'irrigation (différent de la rate)
- les ggl reçoivent une
irrigation sanguine : artère et veine, cellule de la rate
- les canaux lymph afférents qui
traversent les ggl et qui repartent par des canaux lymph différents
- zone du paracortex :
thymodépendants, elle comprend des LT.
- Follicules I et II : zone riche
en LB
- Zone HEV sur-capillaires : à ce
niveau les L qui arrivent par système artériel vont pouvoir repartir par
canal lymphatique afférent.
Compartiment muqueux
2 types de formation
- · tissu lymphoïde diffus : on
le rencontre au niveau de l'épithélium intestinal. On trouve des LB qui s'insèrent
entre les Cell de l'épithélium.
- · on trouve des plasmocytes
(IgA) qui traversent l'épithélium pour couvrir la muqueuse.
àformation individualisée en 3 types :
a. amygdale
amygdale dans zone pharyngienne, structure en crypte où vont s'accumuler
des aliments (R inflammatoire : fréquent chez les enfants).
b. appendice élis coecal :
organe lymp : inflammation (appendicite)
c. plaques de Peyer :
se trouvent dans l'intestin (dans iléon). Elles n'ont pas de capsules et
sont directement en contact avec intérieur de la lumière intestinale.
Il existe des zones thymodépendantes
Follicules I et II, sites de prolifération des LB
L'ensemble est recouvert par dôme épithélial, zone de capture de l'ag.
Les LB situés dans les plaques de Peyer produisent des IgA.
VIII.
La lignée myéloide
Comporte des granulocytes, macrophages et monocytes
1.
les granulocytes
il existe 3 catégories : les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles.
a. Les neutrophiles
- 95% des granulocytes
- taille 12 à 15 µm
- ils ont 2 types de granulations
riches en principes actifs.
- de type I ou aryophile :
lysozymes, hydrolases acides, mycloperoxydases
- de type II : lysozyme, grande
affinité pour le fer (dont la lactotransferrine)
- ils sont spécialisés dans les
mécanismes antibactériens et agissent de 2 façons
- libèrent des substances
actives (lysozymes, lactotransferrine)
- phagocytose
b. éosinophiles :
- 2 à 5% des granulocytes.
- En Microscopie électronique,
ils renferment des granules qui présentent des pseudo cristaux de formes
allongées.
- Ils comptent tous les éléments
dont :
- les peroxydases
- les aryl sulfatases
- les protéines cationiques
- tous ces éléments sont toxiques
vis à vis notamment des parasites
c. Les basophiles :
- On parle de mastocytes dans les
tissus
- renferment - héparine,
sérotonine, histamine, facteur d'activation des plaquettes : PAF
- 0,2 à 0,5% des granulocytes :
sont rares
- rôles :
- pathologique : processus
d'hypersensibilités immédiate, réponses allergiques
- normal : facilitation de la
réponse immunitaire
- pendant l'allergie : sécrétion
d'histamine par mastocytesà diapédèse
d. catégories membranaires :
- rec pour Fdc dont CSF
- rec C3b : CR1
- rec Fc des Ig
- tous ont un rec pour IgG : baso
+ eosninophile ont aussi un Rec pour IgE
- rec pour facteurs
physio-tactiques et différents marqueurs (CD)
- tous les éosinophiles portent
le CD34.
e. Propriétés physiologiques :
- Granulocytes : marginalisation
et substance physio-tactiques
- Processus de phagocytose que
l'on reverra avec les macrophages
- Physio-tactisme proche de celui
des lympho : ce comportement intervient pendant l'inflammation, présence
de bactéries qui libèrent des facteurs physio-tactiques qui exercent leur
action au niveau des capillaires sanguins.
- Les GB (leucocytes) en
circulation vont subir une marginalisation c'est à dire qu'ils vont
adhérer à la paroi, puis vont la traverser par diapédèse, puis vont vers
le site de l'infection où ils exercent leur action.
- Substances phyio-tactiques :
- Chemokine (interviennent dans
coopération cellulaire)
- Endotoxine libérée par les
bactéries
- Peptides bactériens dont la
formylméthionine (présente une forte attraction des leucocytes). Les
leucocytes ont des R pour ces peptides et réagissent fortement.
- Leucotriène : métabolites de
l'acide arachidonique. Ils sont libérés par différentes cellules dont
macrophages et les basophiles. Elles activent et attirent les baso, les
macro et es neutrophiles. Les leucocytes arrivés sont activés et à leur
tour, vont renforcer la réponse cell.
- La marginalisation fait
intervenir de nombreuses molécules dont les intégrines
- Ces molécules sont nombreuses
: les ICAM, les selectines.
2.
Les macrophages et les monocytes
a. Origine
Les cellules souches dans la MO donnent les pré monocytes, qui libérés dans
le sang donnent les monocytes qui en évoluant donnent les macrophages libres ou
tissulaires (histiocytes).
b. Macrophage tissulaire
On les trouve
dans le foie : cellules de küpfer (rôle important : barrière phagocytaire)
.
le sang : proche dans l'intestin, riche en déchets
les cellules stockent le fer, sous forme de ferritine
dans la rate et ggl lymph, on trouve les macrophages dont le rôle sert à
éliminer les cellules mortes.
dans les poumons, macro alvéolaires riches en lysozymes et liposomes : piégent
les petites particules issues de l'air inspiré. On peut récupérer ces Macro
alvéolaire par lavage bronchique.
c. Monocytes
Noyau en forme de fer à cheval, membranes présentant beaucoup de replis. On
parle de membrane ondulante qui augmente ka surface de contact. Golgi bien
développé et va produire de nombreux lysosomes riches en hydrolases acides et
en peroxydases.
Macrophages sont + riches en lysosomes et ont de nombreuses vacuoles auto
phagiques qui sont remplies de déchets que la cellule ne peut pas dégrader. Ces
déchets ou corps résiduels sont ainsi stockés.
d. Marqueurs membranaires
Monocytes et macrophages présentent beaucoup de molécules de surface dont
les molécules de CMH I et de CMH II. Le CHM II bien exprimé sur macrophage
activé.
Il existe un marqueur Mac I, R rec CR3 du complément s'exprime sur
macrophage.
Le CD14-CD33, éléments à la surface de monocytes.
Si on veut isoler les monocytes, on utilise des anti-CD14.
Diverses R :
· Rec Fc g fixe IgG
· Rec Fc e fixe IgE
· C' : CR1 et CR3
· IFN et facteur d'activation des macrophages.
e. rôle et fonction :
Activation : pendant leur développement : les
macrophages passent par tous les stades. Monocytes ( forme immature) donnent
des macrophages résidents qui sont quiescents au repos.
En présence d'une source d'inflammation, les macrophages deviennent
inflammatoires puis activés.
Sous forme activée, ils ont une grande capacité de phagocytose bactéricide
y compris pour les pathogènes intracellulaires (ex : pneumocoques qui vivent
dans les macrophages résidents, une fois le macro activéà pneumo détruit.
Différents facteurs interviennent IFN, IL2 dans l'activation
Phagocytose 2 voies :
1er voie :
Pendant la reconnaissance de phagocytose, Ag est internalisé puis il est
stocké et est détruit dans une vacuole de phagocytose : phagolysosome dans
lequel se déversent différentes substances.
Dans cette vacuole, les bactéries sont tuées. La mise à mort fait
intervenir différents agents bactéricides.
Un certain nombre d'entre eux font appel à la voie dépendante de l'oxygène.
Cette voie fait intervenir des radicaux libres, molécules aux atomes ayant un
nombre impair d'électrons.
O2 + e- àO2° cet anion superoxyde
se transforme selon réaction de dismutation.
Dans la vacuole, on a une action d'une NADPH oxydase e°
NADPH + 2 O2àNADP+ + H+ 2 O2°
Grande consommation d'O2 qui constitue la flambée respiratoire ou burst
caractéristique d'un réaction des macrophages destruction des bactéries.
Une activation e° : myéloperoxydase intervient. Les myéloperoxydase + des
halogénures qui donnent des halogènes (Br ou Cl). Leurs actions, en présence
d'ions peroxydes, donnent des oxydes de Cl et on obtient finalement des
composés de type HclO : hyperchlorites (eau de javel).
2Cl-àCl2
O2° + Cl2à2 ClO-
Un élément intervient, en présence d'amines, les taurines. Les HclO donnent
sous leur action des chloramines ( liqueur de dakin).
Hyperchlorites + taurinesàchloramines
Une flambée respiratoire donne donc des anions superoxydes qui peuvent
donner H2O2 ou radicaux hydroxyls. Le myéloperoxydase des lysosomes va
faciliter la production d'HCl en halogénures. On aura alors des hypochlorites
et ensuite des chloramines par intervention des taurines.
2ème voie du monoxyde d'azote :
inoculation du BCG à des souris provoque un taux élevé de nitrites dans
urines. Cette augmentation : production de NO par une voie dépendante de
l'arginine : basique pour la bactérie et cellules tumorales. Le
tetrahydrohopepterine, cofacteur important.
Le NO : petite molécule très diffusible qui sera activée notamment sur
parasites intracell, bactéries. NO peut jouer un rôle de neuromédiateur qui
influe les transmissions synaptiques.
f. Activité sécrétrice dans macrophages :
Elle secrète de l'IL1 ; des C1q, C2, C3, C4 et C5 , IFN bêta.
Il existe 3 IFN : IFN gamma par LT, INF bêta par les MO
Les lymphokines représentés par le TNF d'ici le TNF alpha car 2 TNF
existent : l'alpha et le bêta. Le bêta est synthétisé par les L. le TNF va être
cytotoxique pour les cellules tumorales in vitro, il peut détruire différentes
tumeurs in vivo.
Les MO sont impliquées dans 3 types de réactions. Ils ont des propriétés d'
infiltration et d'adhérence, capture d'éléments étrangers, phagocytose et destruction.
Régulation de la réponse immuno notamment par synthèse d'IL1.
IX.
Cellules cytotoxiques, Cytotoxicité
1.
Les lymphocytes cytotoxiques.
1ère réaction cytotoxique décrite par Govaert : les cellules issues du
canal thoracique d'une allogreffe détruisent in vitro rapidement avec une
grande intensité les cellules du chien donneur. Les LTs sont capables de
détruirent d'autres cellules.
Exemple : réaction virale.
Les LTs ne synthétisent pas l'IL1 mais possèdent des récepteur pour IL2 et
IFNgamma qui les stimulent.
Les cellules vont présenter l'antigéne du Soi modifié : dans ce cadre, les
cellules vont être attaquées par les LTs qui vont libérer de la perforine, de
granzyme pour tuer les cellules ayant été infectées par le virus. Les cellules
mortes sont phagocytées par les macrophages qui vont ensuite présenter l'Ag via
le CMH II. La coopération cellulaire CPA-LTh va conduire à une production d'IFN
gamma et de IL2 stimulant la production de LTs.
2.
Les cellules de Langerhans
Découverte par Langerhans, il y a 120 ans : 1868. Depuis peu, on sait à
quoi elles servent. Elles se situent au niveau de la peau.
Cette couche donne naissance à l'épiderme composé de kératinocytes qui
s'aplatissent au fur et à mesure de leur formation. Ce revêtement est très
imperméable. Les bactéries ont du mal à y pénétrer.
En plus, on a des capillaires sanguins, plus des vaisseaux lymphatiques
dans le derme. Ces derniers se prolongent vers les ggl lymphatiques. Les
cellules de Langerhans arrivent sous forme immature via les Vx sanguins (à
partir Cell souches), puis se disposent au dessus de la couche de malpighi. Les
cellules de Langerhans ont des longs prolongements cytoplasmiques et font
partie de la même catégorie des cellules dendritiques. Elles forment une
barrière continue sous l'épiderme. Les cellules expriment le CMH I et aussi et
très fortement, le CMH II, ce qui leur confèrent la propriété d'être des CPA.
Elles possèdent le marqueur CD1 (apparaît au début de la formation des
thymocytes puis disparaît), des CD4 et CD35 comme les monocytes. Les cellules
de Langerhans proviennent de la lignée myéloïde.
On trouve donc le CD4 sur les macrophages, les LT et les cellules de
langerhans.
Les cellules de Langerhans captent l'antigène qui arrive via l'extérieur .
Cet antigène est pris en charge sur les dendrites des cellules de Langerhans
(phagocytoses). La cellule de Langerhans passe dans les Vx lymphatiques avec
l'ag. Cette cellule de langerhans va ainsi arriver aux ggl lymphoïdes et va
présenter aux LT et notamment aux LT CD4, l'ag.
Les LT vont être activés et vont produire de l'IL2 et finalement les LT
vont donner naissance à des LTCD8. Ces derniers vont pouvoir aller détruire
l'Ag au niveau de l'épiderme.
Si les haptènes sont pris en charge par la peau, il existe des sels métalliques.
Ces haptènes induisent une prolifération cellulaire. On a alors une réaction
inflammatoire (ex : tuberculine).
En microscopie électronique, les cellules de Langerhans ont des structures
caractéristiques, en raquette.
Cette structure est due à un processus d'invagination de la membrane.
Les molécules CD4 peuvent interagir avec virus HIV. Lors de la transmission
par voie sexuelle, les cellules de Langerhans présentent dans les voies
génitales seraient impliquées dans la transmission du virus.
3.
Les cellules K.
Elles n'appartiennent pas à un type cytologique défini. Elles représentent
toutes les catégories cellulaires qui regroupent les L, les NK et les
monocytes. Toutes ces catégories ont en commun la présence de R pour les Ac et
l'implication dans la réaction dite d'ADCC (antibody dependant cell
cytotoxicité). Les modalités de réaction sont les suivantes :
Si un Ag est reconnu, il fixe des Ac sur ces épitopes spécifiques. Les
cellules K sont des cellules qui ont des R pour les parties Fc des Ac et ces
cellules vont être activées et vont libérer des substances cytotoxiques du
groupe des preforines qui vont induire la mort de la cellule.
Sont présentes en grande quantité dans le sang, la rate. Faible dans les
ggl lymphoïdes.
On les observe chez les souris (souris sans LB).
Rôle important dans la défense antibactérienne et dans les processus de
rejet de greffe.
Les Natural Killer
- Cellules découvertes en 1975
pendant des expériences qui visaient à obtenir des Cell cytotoxiques
dirigées contre des cellules humaines.
- Ces cellules sont ce que l'on
appelle les grands lymphocytes (LGL : large granular lymphocyte). Elles
possèdent de nombreux granules azurophiles.
- Les NK n'expriment pas de R
spécifique pour l'Ag.
- Elles sont CD3- et possèdent un
marqueur spécifique CD56+ (chez les souris CD3-, NK11+)
- Il existe une petite catégorie
de cellules, les TCD+CD56+, intermédiaire entre les LT et les NK.
- Les souris SKID (sans LT et LB)
et les nudes sont riches en NK et ces cellules sont très cytotoxiques.
- Les NK seraient des cellules
archaïques.
- On peut les isoler en utilisant
des Ac monoclonaux anti CD56. On peut supprimer les NK d'une souris en
utilisant ces AC en injection.
- Les récepteurs : différents
classiques des LT. Le mécanisme de reconnaissance nécessite l'expression
de molécules d'adhésion : CD56 : molécule d'adhésion comparable à CD2 et
au ligand LFA1.
- Ce sont des R qui se rattachent
à la famille des lectines, ce qui renforce le coté archaïque de ces
cellules ( car chez invertébrés la reconnaissance se fait par les
lectines).
Fonction cytotoxique
a. processus d'ADCC.
Les NK expriment un CD16 qui a une affinité pour la partie fc des Ig dont
les IgGà reconnaissance par Ac
2. intervention du CMH I
Les NK émettent des perforines
Molécules de perforine : tonnelets
Convergence de forme et de fonction entre perforine et CAM du complément.
4.
Cellules cibles attaquées par NK
Ce sont essentiellement des cellules qui n'expriment pas ou faiblement le
CMHI. Les épitopes T sont présentés par CMH I au LT mais parfois, il ne fonctionne
pas.
Ex : cas d'infection virale ou transformation
humorale annulent l'expression du CMH I.
Dans ce cas les NK interviennent et vont suppléer les LT CD8+.
a. Les NK et pathologies
Cellules d'intervention rapide. Elles constituent la première ligne de
défense des organismes. Vrai surtout dans le cas de production de cellules
tumorales. Les NK vont rapidement détruire les cellules tumorales.
Ex : si on supprime NK chez une souris : on a
une augmentation des tumeurs et notamment des tumeurs pulmonaires.
Les NK interviennent aussi vis à vis d'infection virale, dans 2 cas
possibles :
- 1 virus modifie le CMH :
cytomégalovirusà NK deviennent actives
- virus qui ne modifient pas le
CMH Ià NK n'interviennent pas et laissent faire les cellules cytotoxiques
Elles interviennent aussi dans la lutte contre les parasites
intracellulaires. Les NK seront en mouvement par IL2, mais aussi par IFN gamma,
puis une fois en mouvement, elles produiront aussi de l'INF gammaà
amplification des modalités de défense.
b. LAK : lymphokine Activated killer
Cellules qui deviennent tueuses quand elles sont en mouvement par
lymphokines dont IL2. Les cellules ont été introduites par Rosenberg,
cancérologue célèbre. Les cellules cytotoxiques (LT ou NK) sont stimulées par
IL2, donc lors d'une injection tumorale. La tentative était d'injecter de l'IL2
aux patients pour augmenter leur système immunitaire et notamment les Lympho
Killer.
Mais, Il2 en grande quantité provoque une cascade de réaction II (diarrhée,
nausée). L'idée a été de prélever des cellules aux patients par prise de sang.
Ces cellules sont cultivées avec de l'Il2. On stimule les cellules in vitro
puis on les réinjecte aux patients.
Avantage : diminution de la réaction de rejet car ce sont les propres
cellules de l'individu. On a cependant des résultats moyens car ces LAK sont
bloquées à l'extérieur de la tumeur et réalisent difficilement leur action.
c. Utilisation des cell TIL : lymphocytes d'infiltration des tumeurs.
Elles existent normalement dans le cas de tumeurs : cellules cytotoxiques
mais en trop faible quantité et presque inactives.
On réalise l'ablation d'un nodule cancéreux puis des cellules en suspension
sont incubées avec IL2. Comme les TIL sont en mouvement, elles se multiplient
et tuent une à une les cellules tumorales.
Il ne reste plus qu'à injecter les TIL très actives au patient.
Cytokines
et facteurs de croissance
Les communications intercellulaires qui interviennent dans les réactions
immunitaires spécifiques et non spécifiques et dans l'inflammation mettent en
jeu deux mécanismes principaux.
Le premier fait appel à l'interaction stéréospécifique entre molécules
complémentaires (structure et contre-structure) des membranes de 2 cellules en
présence. Ce contact membranaire met en jeu des paires de molécules telles que
CD2-LFA3, LFA1-ICAM1, 2
Ce deuxième mode de communications utilise des molécules messagers solubles
ou médiateurs qui comprennent par exemple des hormones stéroïdes ou
peptidiques, les NT, les NP ,les médiateurs lipidiques (leucotriène,
PAF6acéther, PG2), les anaphylatoxines du complément (C5a, C3a, C4a) mais
surtout un ensemble de médiateurs constitués de protéines le plus souvent
glycosylées, dont la masse moléculaire varie de 8 à 0 kDa, appelés Cytokines.
Ce terme regroupe un ensemble hétérogène de molécules dont certaines
appelées : médiateurs agissant entre les leucocytes, lymphokines, médiateurs
produits par les lymphocytes, interférons :
- facteurs stimulant les colonies
(CSF)
- facteurs de nécrose (TNF)
- facteurs transformants de
croissance : TGF
- facteurs dérivés des plaquettes
(PDGF)
- facteur de croissance des
fibroblastes (FGF) ou des cellules épidermiques (EGF).
A la différence des hormones dont le taux de sécrétion est continu bien que
modifié par des signaux physiologiques, les cytokines ne sont pas synthétisées
par des cellules au repos mais principalement en réponse à un signal
activateur. Contrairement aux hormones, chaque cytokines peut être produite par
de nombreux type de cellules. Ces cytokines agissent sur leurs cellules-cibles
en se fixant sur des récepteurs spécifiques de très haute affinité, les
concentrations étant de l'ordre de la nanomole ou de la picomole.
Ces récepteurs sont en général exprimés en très faible densité sur
différents types cellulaire, ce qui explique les effets pléiotropiques des
cytokines. Selon la localisation de la cellule-cible par rapport à la cellule
sécrétrice, les cytokines peuvent avoir une action autocrine, paracrine ou
endocrine.
L'interaction d'une cytokine avec un récepteur spécifique entraîne une
cascade d'événements intracellulaires produisant des signaux de mouvement
cellulaires, d'activation d'enzymes membranaires, de transcription génétique et
de synthèse protéique, de prolifération ou de différenciation.
I.
Coopération Lymphocyte T-Lymphocyte B dans la synthèse d'Anticorps
Réponse immunitaire :
- Immunité humorale à Ac par les LB
- Immunité cellulaire à Lymphocyte T
Cependant une réaction immunitaire implique des les LB et LT après une
stimulation par reconnaissance entre CPA et LTh. Il existe donc des relations
entre les cellules de façon directe ou avec intermédiaire.
1.
Immunorégulation par les LT
- Par les Lymphokines secrétées
- Par contact directe avec
d'autres cellules
- Nécéssité d'activation de la
CPA
- Interaction LT-CPA est
restreinte par les molécules du CMHà synthèse de cytokines
2.
Reconnaissance LT-LB avec l'Ag
Bàstructure tertiaire de l'AG
Tàpeptides du CMH
3.
Notion de CD4 et CD8
CD4 : LT helperàCMH II
CD8 : LtcytotoxiqueàCMH I
4.
La présentation par les CMH de classes différentes impliques des processus de
maturation différents.
Classe II : endocytose, dégradation, protéolyse des
vacuoles
Classe I : Ag exprimé dans le compartiment
cytosolique, dégradation protéasomique.
5.
Notion de TH1 et TH2
La population de CD4 se divise en TH1 et en TH2 selon leurs secrétions
Le rapport TH1/TH2 joue un rôle dans l'immunorégulation. L'isotype Ac
produit joue un rôle dans l'immunorégulation
Ex :
- IgM polymérique : activation du
C'
- IgE : mastocyte
6.
Eléments nécessaires à l'activation des LB
|
Type Ag
|
Propriété
|
|
|
Thymoindépendant de type I (TID)
|
Activateur,
polyclonal
|
|
|
Thymoindépendant
de type II
|
Epitopes
secrétés
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Nécessite
des LT
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Thémodépendant
(TD)
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solubles
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Contact
avec LT et Lymphokines
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L'activation des LB se fait par le BCR. Le LB naïf mIgD, mIgM à
co-expression en surface
- Ag sur BCR et signal
transmembranaire par des molécules associées au BCRà activation des LB
- Cas des TID Ag : cross linking
mIg suffit pour activer LB
- Cas des TD Ag : cross linking
insuffisant pour activer LB à coopération avec LT
a. Autres structures que le BCR intervenant dans l'activation
Les LB naïfs ne répondent pas aux cytokines. Ils ont besoin de LT activés :
contact membranaire avec LT, con A, CD3.
Ex :
LT activésàLB naïf
CD40 ligandàCD40
CD45ROàCD22
L'association physique de chaque couple entraîne un rapprochement physique
des cellulesà les LB reçoivent plus facilement les secrétions des LT.
L'activation des B est un évènement induit pas les cytokines :
L'interaction LB-LT est dynamique. Les cellules doivent être activées pour
répondre aux cytokines.
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IL2
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+TCG et BCG, Secrétions d'Ig
Effet de Il2 sur LB inhibé par l'IFN
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TH1
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IL4
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Commutation isotypique des Ig
+ CMH II sur les LB
+BCG, + TCG
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TH2
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IL5
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Eosinophile, BCG
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TH2
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IL6
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- CTL activée dépendante de IL1
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TH2
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IL10
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Inhib. CPA, - CTL
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TH2
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IFN gamma
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Inhib. Prolifération TH2, inhib. IL4, IL5 sur les LB
+ CMH II sur LB naïfs
Inhib. IL3 et GMCSF effet sur la moelle osseuse
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TH1
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b. Tcell helper pour la réponse Ac du point de vue des LB
Les LT aident les CPA sont les LB
Les cellules dendritiques, macrophages CD4+ àactivation des LT à + CD2, CD40 ligand,
secrétions des Cytokines
CD40ligand-CD40àLB réactif aux cytokines
CPA= LBàactivation des TH2
c. Tcell helper pour la réponse Ac du point de vue des LT
Notion de signal 1 (Ag) et signal 2 (apporté par la CPA).
Pour une activation optimale des LT.
Activation par le TCR :
TCR (a,b) : association physique et fonctionnelle avec le CD3
(transduction du signal).
De plus l'activation avec d'autres structures de surface que le TCR sont
nécessaire pour une activation totale
Ex :
CD4,CD8, P56 association avec CD45
CD2 et CD28 pas de nécessité de l'engagement du TCR
d. Facteurs favorisant l'activation sélective de TH1 et TH2
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Favorisant TH1
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Favorisant TH2
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Présence IL2 et IFN
Présence de CD8+ CTL activés
Cellules adhérentes : CPA
Phagocytose de l'Ag
Pathogènes intracellulaires
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Présence IL4, IL10 et IL1
Absence de CD8+ CTL activés
LB comme CPA
Pinocytose de l'AG
Faibles dose d'Ig supprésseur
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Inhibiteurs TH1
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Inhibiteurs TH2
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IL10
PresenceT H2 activés
|
Présence d'IFN gamma
Présence de TH1 activés
Présence de CD8+ CTL activés
|
LE
SIDA
I.
HISTORIQUE
1.
Origine :
il y a deux hypothèses
- Virus HIV transmis à l'homme
via la vaccin de la polyo (mise au point par culture dans des cellules de
singe (hypothèse peu probable)
- Passage de la barrière de
l'espèce Singe-Homme
2.
Historique :
- 1959 : 1er symptome du SIDA
- 1981 : 1er cas clinique -
Notion de GRID (Gay Related Immunodeficiency Syndrom)
- 1982 : notion de GRID est
totalement fausse. On parle de SIDA. En France, on continue de parler de
maladie de 4 H (Héroïnomane, Haïtien, Homosexuel, Hémophile)
- 1983 : Montagnier découvre le
virus du SIDA (LAV)
- 1985 : clonage ADN VH1 -
découverte VIH2 - dépistage du HIV dans le sang
- 1996 : trithérapie : AZT
+ddI/ddC + antiprotéase
II.
DECOUVERTE DU VIRUS
Rétrovirus : Passage de l'ARN en ADN via trancriptase reverse
Sous famille des lentivirus (évolution lente)
gènes structuraux :
GAG: code pour la protéine de capsidre (P24)
POL: code pour les enzymes nécessaires à la réplication du virus
(transcriptase reverse et intégrase)
ENV: code pour les protéines de l'enveloppe (GP120 - GP41). Ce gène a une
grande variabilité génique
III.
CYCLE DU VIH
1.
La pénétration du virus dans la cellule
Les cibles du VIH sont de plusieurs types. IL s'agit de cellules contenant
le marqueur CD4+ :
- LT CD4+
- Monocyte, macrophage
- LB
- Cellule dendritique.
Le VIH est un virus à enveloppe. La partie externe de
l'enveloppe est constituée de protéines gp 120. La gp 120 reconnaît le CD4 qui
est donc le récepteur du VIH sur la cellule cible.
Le CD4 ne suffit pas : le VIH a besoin d'un
second récepteur appelé corérecepteur aux chemokines, lui aussi porté à la
surface de la cellule cible, pour pénétrer dans cette cellule. Il existe deux
types de corecepteurs aux chémokines : CCR5 (intervenant dans les infections
précoce) et CXCR4 ( intervenant dans les infections tardifs).
La fixation GP120-CD4 assure un changement de conformation du virus et donc
la présentation de la protéine d'enveloppe plus interne, la gp41 qui achève la
fixation et permet la fusion des membranes virales et cellulaires. Le matériel
infectieux du virus est alors injecté dans la cellule.
2.
La transcription
Les informations génétiques du VIH sont sous forme d'ARN. La transcriptase
inverse est une enzyme, contenue à l'origine dans la capside virale, qui permet
à l'aide des nucléosides contenus dans la cellule de construire un brin d'ADN
viral à partir de l'ARN.
L'ADN ainsi produit peut être intégré à l'ADN cellulaire, ce qui est la
première étape vers la synthèse de nouveaux virus.
3.
L'intégration
L'ADN linéaire issu de la phase de transcription inverse est transporté
dans le noyau de la cellule.
Cet ADN est intégré à l'ADN cellulaire grâce à l'action de l'intégrase qui est
une enzyme qui "coupe" l'ADN cellulaire et "recolle" cet
ADN avec l'ADN virale.
4.
La synthèse de nouveaux virus
Le but de l'infection d'une cellule par un virus est la production d'autres
virus qui vont à leur tour infecter d'autres cellules pour produire encore et
encore des virus.
Un virus est démuni des outils permettant sa reproduction. Le VIH doit
détourner la "machinerie cellulaire". La synthèse de nouveaux virus
passe d'abord par la création d'un ARN messager viral. Cet ARN messager est
traduit par la "machinerie cellulaire" pour donner tous les éléments
(protéïnes de la capside, protéase, matrice ...) permettant la construction
d'un nouveau virus.
Cependant ces élément ne sont pas encore prêts pour
l"'assemblage" ils doivent subir une étape de maturation.
5.
La maturation
Elle fait intervenir la protéase. L'action de cette enzyme est
indispensable pour la création de virus viables.
6.
Le bourgeonnement
Le nouveau virus bourgeonne de la cellule hôte et est désormais prêt à
infecter une nouvelle cellule.
IV.
SEROLOGIE
Il n'y a pas de phase de latence. Au début de l'infection, il y a la
multiplication du virus mais il est en grande partie détruit par les défenses
immunitaires. Par la suite, il y a épuisement du système immunitaire.
On ne meurt pas du SIDA en lui même mais de maladies opportunistes:
- septicémie
- mycose
- pneumonie
- maladie de Kaposi
Il existe un mécanisme d'échappement du virus
- variabilité génétique
importante
- présentation de marqueurs LT
CD4+ (leurre)
- HIV inhibe la production
d'interféron
- HIV inhibe l'apoptose ( donc
assure la survie de ses cellules hôtes).
V.
TRAITEMENTS
On essaye d'empêcher la fixation du virus sur les cellules, de bloquer la
transcriptase inverse, de bloquer la traduction…
TRITHERAPIE :
- 2 molécules inhibent l'action de la transcriptase inverse (AZT et
ddI/ddC)
- 1 molécules empêche la maturation des protéines virales (antiprotéase)
LES
CELLULES PRESENTATRICES D'ANTIGENES
- CPA ou cellules accessoires
(histocompatibilité avec les cellules T) : Capture et présentation de l’Ag
aux lymphocytes (Lc) T
- CPA professionnelles:
phagocytes mononucléés, lymphocytes B, cellules dentritiques
- Autres CPA : cellule de Kupffer
(foie), astrocytes (cerveau), cellules endothéliales, cellules
épithéliales…
- CMH I ou II
I.
Capture, internalisation et apprêtement de l’antigène, transport vers les MP
- Endocytose par diffusion à travers les
membranes (pinocytose) ou par des récepteurs spécifiques.Phénomène qui a
lieu pour les petites molécules: CR, FcR, récepteurs aux résidus Mannose
- Phagocytose (particules virales, bactéries,
etc…).Activent +/- la CPAg
II.
Expression CMH I et II, molécules d’adhérence et molécules de co-stimulation
Expression de cytokines (IL-12) et de chimiokines
III.
Les macrophages
- Dans la plupart des tissus
- Internalisation de protéines et
de microorganismes (endocytose élevée)
- Expression variable de CMH II
selon le tissus, l’espèce ------> réponses différentes
- Pinocytose, récepteurs
spécifiques, récepteurs au complément, FcR, récepteurs " scavenger
", lectines
- IL1a et b, IL-6, IL-8, IL-12,
chimiokines ------> rôle dans la réponse inflammatoire
- ICAM-1, B7-1 et B7-2 augmentent
après internalisation
IV.
Les lymphocytes B
- Endocytose du complexe Ac/Ag
(au cours réponse secondaire)
- Présentation des fragments
peptidiques/CMH II
LES
CELLULES DENDRITIQUES
I
- INTRODUCTION
1.
Dualité fonctionnelle
- Induction et régulation des
réponses immunes primaires et secondaires. Pont entre l’immunité innée et
adaptative
- Rôle dans la tolérance
(limitent les réactions d’auto-immunité)
2.
Famille cellulaire hétérogène d’origine hématopoïétique
- Hétérogénéité et forme de
maturation distinctes
- Tissus lymphoïde et
non-lymphoïde
- Moelle osseuse ------> sang
----> tissus
Chez la souris :
- DC lymphoïdes : CD8+, DEC-205high, Mac-1low,
LFA-1high, CD11c+; DC thymus, 60% CD de la rate, plaque de Peyer
- DC myéloïdes : CD8-, DEC-205low,
Mac-1high, LFA-1high CD8-, CD11c+; 40% CD de la rate
- DC intermédiaires :
- Dans la peau :
Cellules de Langerhans épidermiques et CD dermiques sont :
CD8-, DEC-205high, Mac-1high, LFA-1-
- Dans les ganglions :
Caractéristiques CD lymphoïdes et CD8int, LFA-1int
3.
Forme particulière (dendrites 10 m)
Stade immature (organes non-lymphoïdes) ------> stade mature (OL II)
4.
Très forte aptitude à stimuler RI.
- MLR (mixed leucocyte reaction)
(modèle rejet greffe)
- Mélange de leucocytes ind A +
Lc T ind B ----> Prolifération des Lc T (cytokines, CTL)
(donneur) (receveur)
- 1DC/100 à 3000 LcT
II
- Origine
In
vivo : Précurseurs moelle osseuse (recrutement
favorisé par GM-CSF, facteurs de l’inflammation)
In
vitro :
|
|
TNF, GMCSF, IL-4
|
|
|
CD34+
(moelle, sang de cordon, sang)
|
------------------------------------------->
|
DC, LC
|
III
- Induction des réponses immunes
1.
DC immatures (DC non-lymphoïdes)
- Fonction de sentinelle (réseau
ramifié)
- Peau, épithélium (tractus respiratoire,
intestinal (lamina propria), urogénital)
- Espace intersticielle des
organes
a. CMH II
- Forte capacité de capture (nM #
mM)
- Phagocytose (capture de
microorganismes, de particules),
- Macropinocytose (fluides
extracellulaires)
- Endocytose (lectines
dépendantes du calcium : ManR, DEC205, dectins, …) et FcR
- Ciblage de l’Ag dans des
compartiments accompagné de la perte des capacités de capture
- Endolysosome (compartiment
acides)
- Compartiments très riches en
CMH classe II (MIICs)
- Transport vers MP
b. CMH I
c. CD1
- Présentation de peptides
hydrophobes, glycolipides et phospholipides aux cellules T NK
- Rôle dans l’immunité innée
2)
Etat intermédiaire (maturation et migration)
- De l’organe non-lymphoïde vers
OL II (activation Lc T)
- Activation par différents signaux
"danger signals"
- Migration induite par le TNFa
et IL-1b (via canaux afférents, sauf DC intersticielle (sg vers rate)) ou
par certains produits microbiens (LPS, CpG),
- Migration contrôlée par l’IL-10
- Ag (allergène), pathogène
- Activation de la voie NF-kB via
TNFR et/ou TNFR asociés (TRAF: TNF Receptor Associated Factors) -(CD40,
TRANCE/RANK)
- Changements morphologiques,
phénotypiques et fonctionelles profonds
- "processing stage"
----> "costimulatory stage"
- Complexe CMH-peptide exporté à
la surface
3.
DC lymphoïdes (dans OL II)
- Rate, ganglions drainants,
plaques de peyer
- Importance des chimiokines
synthétisées par les DC
- Attraction des LcT et B
- Maintien de la viabilité des
LcT recirculants
Populations phénotypiquement différentes :
- Zone T : CD interdigitantes (pulpe
blanche)
- Zone B :
- CD folliculaires (CD11c-) :
présentation des Ag natives aux cellules B)
- CD CD11c+ (présentation
peptides-CMH aux cellules T auxiliaires)
- Si LcT spécifiques rencontrés :
expansion clonale
- Dialogue bidirectionnel entre
la DC et le LcT puis apoptose (Fas/FasL)
- Molécules d’adhérence
(CD40/CD40L ) -->Activation de l’expression des molécules de
co-stimulation (CD80, CD86)
- IL-12: rôle dans immunité innée
(NK cells) et acquise (Lc B et T)
CD folliculaires (CDF)
- Présence dans les centres
germinatifs des ganglions (zone Lc B activés)
- Assure la viabilité, la
croissance et la différentiation des LcB activés
- Origine non-hématopoïétique,
CD45-, FcR+, récepteur complément+
- Capture et présentation du
complexe Ag/AC
- Rôle réponse humorale et
changement de l’isotypie
IV
- Orientation des réponses immunes
- Population de CD impliquées
(CD8+, CD8-)
- Nature de l’antigène
(conditionne le type de capture)
- Nature de l’agent infectieux
(+/- inflammatoires, intra ou extracellulaire)
- Importance de l’environnement
V
- Tolérance centrale et périphérique
- Sélection négative des Lc T
autoréactifs dans le thymus et les OLs
- Libération des cellules T ayant
une faible affinité pour les peptides "du soi" (sclérose en
plaques, diabète)
Dualité fonctionelle des DCs ? :
DC lymphoïdes résidentes dans les OLs ----->tolérance
DCs myéloïdes migrantes -----> réponse immune
Expression différente du FasL ?
VI
– Place des CD dans la pathologie et utilisation des CD dans le domaine de
l’immunothérapie
Rôle clé dans le contrôle de l’immunité :
- transplantation
- allergie
- maladies auto-immunes
- cancer, infection
- immunodéficience
- vaccins
Virus :
- Véhicule de virus
(cytomégalovirus, virus de Kaposi)
- Measles : DC multinucléée
(syncytia) : fonctions amoindries
- HIV: réplication dans CD
(réservoir, dissémination LcT)
- FDC: capture complexe Ac/virion
Tumeurs :
- DC infiltrante dans la tumeur
(CD80 low, CD86 low)
- TGF, IL-10, VEGF : altère
maturation et fonction DC
- Activité lytique décrite
- Immunothérapie anti-tumorale
- Virus, DNA, liposomes, cellules
apoptotiques, peptides, lysat, …
Vaccinologie :
- Cibler la CD
- T auxiliaires et cytotoxiques
- Réponse mucosale ou systémique
- Vaccin DNA contre les agents
pathogènes
- Vaccin anti-allergène:
induction d’une tolérance
Médicaments
capables de contrôler la migration, la maturation, la présentation des Ag
LA
CELLULE DE LANGERHANS
- Réseau de surveillance
immunologique (épithélium de revêtement)
- Membre des CD- majeur CPAg de
l‘épiderme et des épithéliums stratifiés des muqueuses
- Forte capacité de capture
d’antigènes (agression chimiques, biologiques et cancéreuses)
- Origine hématopoïétique
- Arrivée épiderme par le sang(
CLA+)
- Ancrage aux kératinocytes (via
E-cadherine)
- Obtention à partir de
progéniteurs hématopoïétiques (CD34+)
- CD1a ("MHC I like")
- Granules de Birbeck ("
raquette de tennis ") dans le cytoplasme (compartiment d’endocytose),
FcR
- Capture Ag voie épicutanée
- Activation
- Migration (E-cadhérine,
molécules d’adhérence : interaction avec ECM et avec les parois des
vaisseaux sanguins
- Présentation Ag (Classe I ou
II) aux Lc T (zone paracorticale du ganglion ou dans la peau)
- Pendant leur migration, les LC
deviennent CD8+et LFA-1+ (origine lymphoïde)
Pathologie
Hypersensibilité de contact (HSR) ou eczéma de contact allergique :
- Nickel, médicaments,
cosmétiques, …: couplage à des protéines du soi
- Phase de sensibilisation
(cliniquement muette) : capture de l’agent allergisant et induction d’une
RI
- Phase de révélation (ou
élicitation) : coopération locale entre LC/LcT (lésion locale)
Véhicule ou réservoir d’agents pathogènes :
- Cheval de Troie du VIH (via CD4
et CCR5) : intégration et production virale
Cancer :
- Absence de surveillance
(mélanome malin, …)
