La phagocytose :

- Adhésion (ou opsonisation) :

Il y a des facteurs cellulaires et extracellulaires : pH, température, présence d’ions (notamment le Ca²⁺ et Mg²⁺) et la présence opsines (molécules sériques intermédiaires entre les cellules et les antigènes) qui se fixent sur des récepteurs aux opsines, dont les RF_C.

- Ingestion :

Elle consiste en la formation d’un phagosome. On observe un changement de pH (acidification)

- Digestion :

Elle consiste en une dégradation enzymatique (lyse) et une exocytose des débris. La lyse se fait par 2 mécanismes : un dépendant de la consommation d’O₂ et un indépendant.

L’augmentation de la consommation d’O₂ entraîne une augmentation du catabolisme du glucose et donc une augmentation des radicaux libres, ensuite oxydés en H₂O₂.

La phagocytose est étudiée dans l’éventualité de traitement des tumeurs et des inflammations. Comme tout mécanisme, il peut présenter des pathologies (attaques de cellules normales)

Les polynucléaires neutrophiles :

Ils sont caractérisés par la présence de granules colorables (colorant basique comme le bleu de méthylène ou colorant acide comme l’éosine) Il existe :

- Des granules I^AIRES : les lysosomes,

- Des granules II^AIRES : les plus dense et un peu plus petites,

- Des peroxysomes qui contiennent des peroxydases.

Les polynucléaires neutrophiles présentent une chimiotactie : ils peuvent se déplacer sur le site de l’agression.

Ils phagocytent surtout des bactéries et des levures.

Les polynucléaires eusitophiles :

Ils ont des granules (colorables) sous forme de cristaux (structure cristalloïde) qui contiennent des enzymes (en majorité des lysophospholipases)

Leur nombre augmente avec l’infection par des helminthes (vers plats) Ils sont stimulés par certaines immunoglobulines.

Les polynucléaires basophiles :

Ils sont rares. Ils possèdent des granules particulières que l’on met en évidence par des colorations basiques. Ces granules contiennent des enzymes dont l’histamine et l’héparine (médiateurs préformés)

" Ils interviennent dans les réactions allergiques.

L’allergie est une pathologie du système immunitaire. Il s’agit d’une hypersensibilité de type I.

IgE

Normalement, les IgE (produites par les lymphocytes B spécifiquement en réponse à l’allergène) disparaissent en quelques jours. Mais elles peuvent se fixer sur un polynucléaire basophile. Ce dernier effectue un « comptage » et, si les IgE sont en trop forte quantité, il libère de l’histamine.

Les monocytes (circulants) et macrophages (fixés dans un tissu) :

Ils présentent un noyau en forme de fer à cheval et un cytoplasme granuleux (lysosymes, peroxydases, etc.)

La transformation des monocytes en macrophages est stimulée par des cytokines.

Ils causent la destruction des cellules cibles par cytotoxicité et dégradation enzymatique. Ils constituent le système réticulo–histiocytaire.

Les macrophages :

Ils sont présents un peu partout dans l’organisme (poumons, foie, os, tissus lymphoïdes, etc.)

- Ils ont la capacité de s’infiltrer dans les tissus et fixer les particules étrangères (réponse immunitaire non spécifique)

- Ils informent aussi le système immunitaire de la présence d’antigènes : les macrophages sont des CPA (cellules présentatrices d’antigènes)

Les mégacaryocytes :

Ce sont des cellules géantes avec beaucoup de cytoplasme. Ce dernier se fragmente pour former les plaquettes (absence de noyau)

Les plaquettes ont un rôle dans le mécanisme de l’homéostasie, mais elles n’ont qu’un faible rôle dans la réponse immune : activation des lymphocytes et des polynucléaires neutrophiles.

Les érythrocytes :

Ce sont les globules rouges. Leur rôle majeur est le transport de l’O₂, mais ils participent aussi à la réponse immune en éliminant le complexe immun.

Les cellules NK (natural killer) :

Elles permettent l’élimination des cellules tumorales. Elles présentent des éléments membranaires communs aux lymphocytes T.

v Les organes lymphoïdes :

Tous les organes lymphoïdes comportent un système sanguin et un système lymphatique. Il existe 2 types d’organe lymphoïde :

- Les organes lymphoïdes I^AIRES (ou centraux) : la moelle osseuse et le thymus,

- Les organes lymphoïdes II^AIRES (ou périphériques) :

- Les organes lymphoïdes encapsulés : la rate, les ganglions lymphatiques, etc.

- Les organes lymphoïdes non encapsulés (ou diffus) : tissus associés à des muqueuses. Exemples :

- GALT : tissu associé à l’intestin (= gult en anglais),

- MALT : tissu associé aux muqueuses.

Le passage d’un organe lymphoïde I^AIRE à un organe lymphoïde II^AIRES se fait par le système sanguin.

Ø Le thymus :

Il se situe dans le thorax. C’est un organe lymphoïde encapsulé par une enveloppe de tissu conjonctif. Le thymus involue en îlots thymiques à la puberté.

Chez les mammifères et les oiseaux, il apparaît lors de la 7^ème semaine de développement.

Pathologie :

Le syndrome de Di–George est une maladie congénitale qui consiste en l’absence de thymus durant le développement. Cette absence est souvent que partielle. Elle cause l’absence de lymphocytes T et une diminution des B (absence de réponse immune spécifique)

Des cellules d’origine épithéliale (cellules « nurse ») servent de support des lymphocytes T et aide à leur différenciation par la sécrétion d’hormones.

Lors de la différenciation, il y a beaucoup de perte (apoptose fréquente) ; c’est pourquoi il y a une forte présence de macrophages.

Cortex (zone corticale) : LT immatures : CD… et CD… Cellules peu développées

Superficiel

LT immatures : CD1 et CD2

Profond

Zone cortico–médulaire

LT immatures : TCR, CD3 et CD2 ( ?)

LT matures : TCR, CD… et CD4 ou CD8

Médula (zone médullaire) Cellules très développées

Ø La moelle osseuse :

Elle est mise en place vers les 9–10^èmes semaines.

Sang

Pré B " " " " LB mature &

Ø La rate :

Elle est située dans la partie gauche de l’abdomen, derrière l’estomac. Elle est très étudiée dans les rejets de greffe. Elle joue le rôle de filtre.

On observe 2 régions : la pulpe blanche et la pulpe rouge (élimination des hématies)

Ø Les ganglions lymphatiques :

Ils constituent la chaîne ganglionnaire. Ils ont aussi un rôle de filtre (présence de macrophages)

La formation lymphoïde se fait autour des vaisseaux lymphatiques.

On y observe aussi des lymphocytes T et B en fin de différenciation.

Cf. poly

Remarque :

Les anticorps peuvent se fixer sur les antigènes (au niveau du Fab) mais peuvent aussi se fixer sur des cellules de l’organisme (au niveau du Fc) ce qui peut entraîner des faux positifs dans les expériences. C’est pourquoi les laboratoires utilisent des fragments F(ab’)₂.

- Il existe des ponts disulfures entre 2 chaînes différentes (ponts disulfures interchaînes) et des ponts disulfures à l’intérieur de la chaîne (ponts disulfures intrachaînes)

- Les extrémités NH₂ sont le site de liaison à l’antigène.

- Il existe 2 régions principales (ou domaines) :

- Régions variables : V_L et V_H,

- Régions constantes : C_L, C_H1, C_H2, C_H3 et C_H4 (plusieurs catégories de région constante et parfois plus comme chez les IgM et IgE)

- La région de reconnaissance de l’antigène est une région hypervariable pour s’adapter à la diversité antigénique.

Ø Les IgA :

Elles présentent 2 chaînes lymphocyte (l ou k) et 2 chaînes H de sous–classes a₁ et a₂.

Il existe des IgA :

- Monomériques (⅔ des IgA du sang)

- Dimériques, qui sont reliées d’une pièce de jonction (= chaîne J) par des liaisons covalentes avec les avant–dernières cystéines de la partie C–terminale de chacune IgA.

- Sécrétrices, qui sont retrouvées dans les sécrétions (en particulier dans les sécrétions intestinales, mais aussi dans la salive, les bronches, etc.) Elles présentent une pièce sécrétrice (ou sécrétoire) synthétisée au niveau des cellules épithéliales.

Exemple : L’intestin :

La pièce sécrétrice a pour fonction de protéger l’IgA dimérique de la dégradation enzymatique.

Il existe surtout des IgA₂ : les IgA₁ sont plus fragiles aux protéases.

Les IgM :

Elles présentent 4 chaînes H de classe m.

Elles existent sous forme soluble ou membranaire. Sous forme soluble, il y a la formation d’IgM pentamérique (n = 5) liée par une pièce de jonction.

Chez l’homme, la forme principale est la forme pentamérique. Chez la souris, il existe parfois des hexamères. Les monomères constituent la plupart de nos BCR.

Ø Les IgD :

Elles sont monomériques. Comme les IgM, elles sont peu nombreuses dans le sang (inf. à 1%) Ceci est dû à leur tendance à la protéolyse et au fait qu’elles sont la plupart du temps fixées à la membrane pour la reconnaissance de l’antigène.

Il est donc difficile de les étudier en dehors d’une situation pathologique (myélome d’IgD)

Ø Les IgE :

Elles sont monomériques et possèdent 4 chaînes constantes. Elles sont présentes en faible concentration dans le sang.

Elles sont responsables du développement d’une hypersensibilité de type I (allergie)

En effet, elles sont capables de se fixer par leur Fc sur les polynucléaires basophiles et les mastocytes, entraînant la libération d’histamines.

	IgG	IgD	IgA	IgD	IgE
Proportion dans le sang	11 g.L^–1 Dont 9 g.L^–1 pour l’IgG₁	1 g.L^–1	2 g.L^–1	Traces	Traces
Poids moléculaire	155 000 Da	950 000 Da	170 000 Da Pour le pentamère	180 000 Da	190 000 Da
Formes	(g₂ l₂) (g₂ k₂)	(m₂ l₂) x5 + J (m₂ k₂) x5 + J	(a₂ l₂) (a₂ k₂) (a₂ l₂) x2 + J (a₂ k₂) x2 + J (a₂ l₂) x2 + J + CS (a₂ k₂) x2 + J + CS CS = composante sécrétrice	(d₂ l₂) (d₂ k₂)	(e₂ l₂) (e₂ k₂)

v Réarrangement des immunoglobulines :

Comment dans une même protéine

peut–il y avoir des séquences variables et constantes ?

Le nombre d’antigènes s’élève à 10⁹ – 10¹⁰. Notre système immun doit pouvoir faire des récepteurs pour reconnaître les antigènes et fabriquer des anticorps pour y répondre.

Au début, on partait sur l’hypothèse de base qu’un gène codait pour une protéine. Mais il aurait alors fallu 10⁹ – 10¹⁰ gènes codant uniquement pour les différentes immunoglobulines. Cette hypothèse a donc été revue : un gène pour plusieurs produits protéiques.

Duplications géniques

= Super–famille des immunoglobulines

Il existe un mécanisme responsable de cette synthèse : c’est le réarrangement des immunoglobulines. Il est décrit dans le système lymphoïde uniquement.

Pour qu’une immunoglobuline soit fonctionnelle, il faut un réarrangement des gènes fonctionnel.

Ø Mécanisme de recombinaison (ou réarrangement) génique :

§ Les chaînes k :

Les gènes se situent sur le chromosome 2.

Cf. poly

Une chaîne k est constituée d’une région V et une autre C. Il y a la nécessité de 3 catégories de gènes : C, V et J.

Description avant et après réarrangement :

- Sur l’ADN, il y a plusieurs gènes impliqués (V, J et C)

- Les gènes V : 150 à 300 gènes différents (dans la région 5’),

- Les gènes J : un peu plus de 5 gènes différents,

- Un seul gène C.

- Les gènes V et J sont séparés par plusieurs centaines de kb.

- Il y a la présence d’une séquence leader (L) devant chaque gène V qui disparaît sur la dernière étape de maturation de la protéine (protection)

- La chaîne C est codée par le gène C ; la chaîne V est codée par un réarrangement de V et J.

- Il y a système de « couper–coller » pour donner une nouvelle structure V–J :

- Coupure en 3’ d’un gène V et en 5’ d’un gène J,

- Elimination de la partie entre–deux,

- Association des brins.

D Le terme de « couper–coller » n’est pas à réutiliser (dans une copie par exemple)

C’est juste pour faire comprendre le mécanisme.

Ce mécanisme de réarrangement est aléatoire, mais il est sous le contrôle de mécanismes moléculaires.

Cf. poly

Eléments de contrôle :

- Présence de séquences hepta–nonamères (= RRS = Recombinaison Signal Sequence)

- Heptamère : ^5’ CACAGTG ^3’,

- Nonamère : ^5’ ACAAAAACC ^3’.

- Elles sont séparées par 23 pb du coté du gène V et de 12 pb du coté du gène J.

- Elles suivent la loi des 12–23 qui consiste en la complémentarité des bases entraînant un rapprochement des gènes V et J.

- Présence de la recombinase. Il s’agit d’une enzyme spécifique de la lignée lymphoïde qui empêche les recombinaisons illégitimes. Pour cela, elle possède 2 activités : endonucléase et ligase.

- Les gènes RAG₁ et RAG₂ (= Recombinaison ou Recombinase Activating Gene)

Coding ends

Signal ends

Protéines synthétisées par RAG₁ et RAG ₂

Ce sont des éléments spécifiques de la lignée lymphoïde et du réarrangement.

- La Terminal_désoxynucléotidyl_Transférase (TdT) C’est une enzyme capable de transférer quelques nucléotides au niveau de la région terminale de V et de J.

- L’acétylation des histones peut modifier la structure de la chromatine. Sans l’acétylation, la recombinase et les protéines de RAG₁ et RAG₂ ne pourraient pas reconnaître les séquences hepta–nonamères.

§ Les chaînes l :

Les gènes se situent sur le chromosome 22.

- Sur l’ADN, il y a plusieurs gènes impliqués (V, J et C)

- Il y a autant de gènes J que de gènes C.

Leader

Elimination

Dans les régions variables, il existe des régions hypervariables. Elles sont sous le contrôle de mutations somatiques (hypersomatiques) Elles sont plus tardives que les autres mécanismes.

C’est une spécificité de la lignée des lymphocytes B (environ 1000 mutations par division cellulaire)

On pense qu’elles ont lieu surtout dans les organes lymphoïdes II^AIRES.

§ Les chaînes lourdes :

Les gènes se situent sur le chromosome 14.

- Sur l’ADN, il y a plusieurs gènes impliqués (V, D, J et C)

- 1^ère recombinaison : D " J

- 2^ème recombinaison : V " D

Bloc de gènes de C :

l : Séquence Switch. Elle est présente devant chaque gène C (sauf pour le gène Cm)

La 1^ère chaîne lourde synthétisée est une chaîne lourde m : IgM (= immunoglobuline membranaire) Parfois, cela peut aussi être une IgD.

Immunoglobuline membranaire :

Les IgM et les IgD sont, pour la plupart du temps, fixés. Dans le cas où les IgM sont sécrétées, elles forment des pentamères.

Les transcrits sont faits avec Cm et Cd ou avec Cm seulement. La sélection se fait ensuite avec un épissage alternatif.

Cm et Cd sont sous le contrôle de la même séquence S. Le fait que Cm et Cd soient les 1^ers à être synthétisés s’explique par le fait qu’ils soient les plus proches.

Immunoglobulines sécrétées :

La séquence synthèse est responsable de la commutation des chaînes lourdes des immunoglobulines. La commutation est la recombinaison entre 2 séquences synthèse et l’élimination de ce qu’il y a entre–deux.

Cette recombinaison est irréversible et conduit à l’évolution clonale.

		V	D	J	C
Chaîne L	k	Inf. à 300	–	5	1
Chaîne L	l	Inf. à 300	–	6	6
Chaîne H		Inf. à 300	~ 30	6	9

Chaîne légère :

( 300 x 5 ) (recombinaison V–J) x 4 (TdT : incertitude de jonction) = 6 000

Chaîne légère :

( 300 x 30 ) (recombinaison V–D) x 4 (TdT) x (4 x 4) (recombinaison D–J) = 576 000

Þ 6 000 x 576 000 = 3 456 . 10⁶ x 10³ (mutation somatique pour les régions hypervariables) = 3 456 . 10⁹

- ADN avant le réarrangement (cellule non lymphocytaire) :

Promoteur fort Séquence Enhancer

(trop lointaine du promoteur)

- ADN après le réarrangement génique (lymphocyte B) :

Séquence Enhancer

(suffisamment proche du promoteur pour l’activer)

Exclusion allélique (ou haploïdie fonctionnelle) :

Pour devenir fonctionnels, les gènes des immunoglobulines ne vont pas réarranger systématiquement les 2 allèles.

Chaîne lourde : Organigramme hiérarchique

Organigramme hiérarchique

Chaîne légère :

Les immunoglobulines de membrane :

La chaîne lourde (6000 Da) présente une extrémité hydrophobe qui permet la fixation à la membrane. Elle est facilitée par la présence de cystéines.

" Mécanisme de capping avec les molécules du cytosquelette (dépendant de la température)

= Endocytose

Cf. poly : Structure du BCR

Toutes les régions d’une immunoglobuline peuvent se comporter comme un antigène.

- Isotypie :

On va retrouver des épitotes (= déterminant antigénique) de type isotypique au niveau des domaines C (constants) et présents chez tous les individus à une même espèce. Les anticorps de type isotypique vont être reconnus chez tous les anticorps des individus d’une même espèce.

- Allotypie :

Les anticorps qui appartiennent à cette famille correspondent à des anticorps qui ont des variations alléliques au niveau des domaines C.

Le 1^er exemple a été décrit par Oudin : « L’allotypie est la propriété observée sur certaines protéines animales de posséder, chez certains groupes d’individus d’une même espèce, des spécificités antigéniques transmises de façon héréditaire.

- Idiotypie :

Elle est portée par la région variable de l’anticorps. Chaque anticorps va pouvoir se comporter de façon différente. Il n’y a pas de règle.

Différenciation des lymphocytes B

Cf. poly : Développement des lymphocytes B

Le réarrangement des immunoglobulines est un processus ordonné et régulé.

« Ca passe ou ça casse »

Il y a peu d’élues, d’où la présence de monocytes et macrophages pour éliminer la casse.

NB :

Il existe une sous–population de lymphocytes B qui présente de marqueur de surface CD5. Les cellules CD5⁺ ne sont pas capables de synthétiser beaucoup d’immunoglobulines. Celles synthétisées sont de faible affinité, mais elles reconnaissent des antigènes un peu particulier : autogènes (origine de pathologies auto–immunes) et les antigènes de nature polysaccharidique.

Ces cellules CD5⁺ sont aussi appelées cellules T–indépendantes, c’est–à–dire indépendantes des cytokines sécrétées par les lymphocytes T.

Leur rôle est un peu flou (à cause des difficultés d’étude) Elles sont associées à des tumeurs : LLC (= leucémie lymphocytaire chronique)

Cf. poly : Tableau détaillé des différentes étapes de différenciation avec les marqueurs

Cf. poly : Tableau des cellules de la lignée des lymphocytes B

Dans l’évolution, il n’y a pas de changement des structures, mais plutôt l’ajout de nouvelles structures venant compléter les structures déjà existantes :

- Le malt (en premier),

- Le thymus,

- La moelle osseuse,

- Les organes lymphoïdes II^AIRES.

+ Le réarrangement d’un gène ancestral

Cf. poly : Mécanisme de conversion génique

Le gène V peut être rendu diverse par la présence de pseudogène. Le pseudogène a la structure d’un gène mais pas la fonction : il n’est pas exprimé.

Il permet une modification de la structure, de séquence, donc une possible modification de la région V et augmenter sa diversité.

- Chez la souris, les antigènes peuvent être polysaccharidiques.

- Chez les poissons, la cellule doit s’adapter à des températures basses (par exemple : la présence d’acides gras dans la membrane des lymphocytes B)

- Chez le xénope, la différenciation des lymphocytes B s’arrête pendant la métamorphose puis reprend après.

Les lymphocytes T

La lignée T possède un récepteur spécifique à un antigène, mais à besoin d’une cellule présentatrice d’antigène (CPA)

Le système immun développe un répertoire de lymphocytes T (grande diversité)

Le TCR est un récepteur de nature protéique (peptidique) composé de 2 chaînes : une chaîne a et une chaîne b.

Une autre forme existe avec une chaîne g et une chaîne d (plus chez le mouton ou le poulet)

Cf. poly : Structure du TCR

Cf. poly : Clonage soustractif

L’utilisation de détergents montre l’existence des chaînes a et b, mais aussi de 5 autres chaînes polypeptidiques invariantes qui forment un complexe autour du TCR proprement dit.

Il s’agit des 5 chaînes du CD3 (g, d, e, z et h) Les chaînes g, d et e proviennent de 3 gènes différents mais présentent une forte homologie de séquence : la répétition du motif ARAM (ou ITAM)

Le motif ITAM est la séquence intra–cytoplasmique Y–X–X–L (= Tyrosine–quelconque–quelconque–Leucine) La séquence consensus est Y–L–Y–L.

Il permet l’activation du lymphocyte T quand ce dernier reconnaît un antigène en déclenchant la synthèse de cytokines.

Le CD4 :

- C’est une glycoprotéine avec 4 domaines cytoplasmiques présente chez les LT immatures et les ’ des LT circulants (= matures)

- Elle est très spécifique des LT.

- Son domaine N–terminal contient des régions qui reconnaissent les molécules du CMH de classe II.

- C’est aussi le site de fixation de la GP120 pour le VIH.

Le CD8 :

- C’est une glycoprotéine composée de 2 chaînes a et b (différentes des chaînes a et b citées ci–dessus) organisées soit en a–a, soit en a–b, soit enb–b.

- Elle est présente sur € des LT.

- Elle a besoin du CMH de classe I.

- Sa région intra–cytoplasmique est riche en tyrosine, permettant la fixation de kinase.

Les gènes codant pour les chaînes a, b, g et d :

Il existe d’autres cellules (extérieures au système hématopoïétique) qui synthétisent des cytokines : les cellules de l’endothélium vasculaire, les fibroblastes, les entérocytes…

Les cytokines n’ont qu’un seul moyen d’agir : par le biais d’un récepteur. Il existe donc une régulation subtile par une équation ligand–récepteur.

Elles peuvent intervenir en cascade : induction des unes par les autres.

Elles peuvent être classées en 3 grands groupes :

- Les cytokines impliquées dans l’hématopoïèse : IL–5, 7 et 3,

- Les cytokines impliquées dans l’immunité spécifique :

- Synthèse de T_H1 (immunité à médiation) : IL–2 et INFg,

- Synthèse de T_H2 (coopération avec les LB) : IL–4, 5, 6 et 10,

- Les cytokines impliquées dans la réaction anti–inflammatoire : INFg, IL–1 et toute la famille de TNF (surtout les TNF a et b)

Ø Mécanisme d’amplification de la réponse immune :

Les cytokines sont des molécules médiateurs peptidiques (~ 15000 Da) qui peuvent être glycosylées ou non. Mais cette glycosylation ne semble pas nécessaire, notamment avec les cytokines recombinantes (= fabriquées dans des bactéries) qui ne sont donc pas glycosylées et qui restent fonctionnelles.

Les cytokines peuvent aussi être classées en :

- Cytokines à faible rayon d’action,

- Cytokines à action à distance.

Les cytokines à faible rayon d’action :

- Elles sont capables d’être synthétisées par un type de cellules voisines

= Situation « paracrine »

- Elles sont capables d’être synthétisées par le même type de cellules

= Situation « autocrine »

- Elles sont capables d’être synthétisées à longue distance

= Situation « exocrine »

j Activités pléiotropes :

Selon le tissu cible, l’effet est différent. Il n’y a pas que le tissu hématopoiétique, mais aussi le système nerveux, les cellules rénales, etc.)

Exemple :

TNF " Synthèse d’IL–1 " IL–6 dans les fibrocytes " IL–8 " Action sur les leucocytes

k Activités physiologiques :

Les cytokines agissent à des concentrations faibles, même très faibles (de l’ordre de la picomole, voire la nanomole)

On peut augmenter la concentration en cytokines d’un facteur de 1, 2, voire 3.log, mais cela provoque une action différente. Les cytokines n’ont plus les mêmes fonctions (peut être utilisé comme traitement)

Exemple :

L’augmentation de l’IL–12 entraîne un trouble des fibres musculaires dans les muscles lisses, notamment un problème cardiaque.

l Activités redondantes :

Les cytokines ont une activité pouvant se compenser les unes aux autres.

Exemple :

Un animal déficient en IL–2 (qui permet la mise en place des LT et LB) ne meurt pas et vit même normalement.

On observe la présence de récepteurs à IL–6 permettant de palier le manque en IL–2.

Ø Nomenclature :

Les cytokines sont aussi appelées interleukine (IL) mais leur nom ne permet pas de prédire l’activité de telle ou telle cytokine.

L’interféron g est une cytokine. Les interférons a et b sont des antiviraux.

Il y a souvent des cellules précurseurs (exemple : IL–12) L’IL–12 est un peptide hétérodimère. La chaîne de l’interleukine précurseur est plus longue que la forme mature.

On connaît les gènes et leurs effets.

Les cytokines ne fonctionnent que par l’intermédiaire de leur récepteur. Ceux–ci sont très variables. Ils sont plutôt des dimères et il y a l’absence de spécificité complète. Il existe plusieurs catégories de récepteurs selon le type cellulaire.

Exemple : Le récepteur à IL–2 = CD25

Il y a un effet–dose des cytokines :

Cytokine (en fonction de la quantité)

Apoptose (mort cellulaire)

Différenciation,

Prolifération Anergie

(Evolution clonale)

v Cytotoxicité des LT_CD8 :

Exemples :

- Le rejet de greffe ou une pathologie consiste en la destruction des cellules du même organisme.

- La destruction d’agents infectieux, virus, bactéries.

La cytotoxicité est réduite à un type de cellules qui proviennent du HLA de classe I. Elle s’effectue en 3 phases : la reconnaissance, l’action puis la désintégration des cellules cibles.

- La reconnaissance a besoin de cations (Mg²⁺) et elle est plutôt courte. Elle est aussi appelée le baiser de la mort.

- L’action est sensible au Ca²⁺ et elle est très rapide. On parle aussi de coup mortel.

- La désintégration n’a besoin de rien, mais sa durée est variable.

Les LT cytotoxiques peuvent tuer plusieurs cellules les unes après les autes.

La cytotoxicité indirecte (ou lyse indirecte) :

C’est la mise en place du programme de mort cellulaire (apoptose)

Cf. poly : Apoptose et Nécrose

Elle est qualifiée d’indirecte car elle a besoin d’une interaction ligand–récepteur :

TNF–TNFr = FAS–FASl = CD95–CD95l

Activation de protéines adaptrices

IL–b–Converting–Enzyme (= ICE)

Apoptose

La cytotoxicité directe (ou lyse directe) :

Il s’agit plutôt d’un phénomène de nécrose. Il y a l’exocytose de granules contenant des enzymes de différentes catégories :

- Des sérine–estérases : granzine A et granzine B.

Les gènes codant pour les sérines–estérases sont sur le chr 14,

proches des gènes codant pour le TCR et des autres Ig.

- Des perforines qui ont une forte homologie avec le complément (surtout la protéine C9 du complément)

Quelques exemples de cytotoxicité :

Cytotoxicité dépendante à l’anticorps (ADCC) :

Cela marche aussi avec des lectines à la place des anticorps.

Lymphotoxicité :

Rejet de greffe dit aigu :

La cellule cible est le greffon. Les cellules impliquées dans la destruction sont les cellules NK. Elles ressemblent aux TL par la présence du CD–34 et par leur sensibilité à l’IL–15, mais en sont différentes par l’absence de TCR (= récepteur spécifique à l’antigène)

Les cellules NK sont impliquées dans la réponse immune exogène (contre les virus), dans la réponse immune endogène (lyse directe des cellules tumorales) ou encore dans la synthèse de certaines cytokines et la stimulation des LT_H.

Elles présentent d’autres catégories de récepteurs que les récepteurs spécifiques à l’antigène. Certaines sont sensibles aux HLA de classe I, d’autres non.

Les cellules NKT :

Elles ont des propriétés communes entre les LT_CD8 et les cellules NK. Elles participent au rejet des cellules tumorales et sont associées aux pathologies comme les maladies autoimmunes.

Indépendante du thymus

Indépendance au CMH

Cytotoxicité*

NK

NKT

Sous le contrôle (restriction) du CD–1

+

Sensibilité au IL–4

Restriction par rapport aux HLA de classe I.

LT_CD8

* : responsable de la sécrétion d’au moins un type de cytokine : l’INFg

Complexe majeur d’histocompatibilité (CMH)

Les plus connus : HLA, H2

Il se caractérise par des protéines de surfaces très différentes. Ce sont ces molécules qui sont impliquées dans le rejet de greffe. Il a pour fonction essentielle la présentation de l’antigène aux lymphocytes T.

Le CMH est présent chez tous les animaux. Il a été mis en évidence chez l’homme en 1958 par l’utilisation d’anticorps. Le HLA (human leucocytes antigens = CMH) sont présents sur tous les leucocytes.

Ce système présente une grande diversité par polymorphisme.

D Polymorphisme ¹ Réarrangements

L’ADN est polymorphe, c’est–à–dire qu’un gène s’exprime sous différentes formes alléliques.

Ce système HLA est dit multigénique, multi–allélique et co–dominant. Il existe 200 gènes qui peuvent appartenir au HLA (dont 49 avec une spécificité de présentation de l’antigène)

Un haplotype est un ensemble d’allèles transmis d’un individu à un autre enfant. Cela peut être a–c, a–d, b–c et b–d.

" Cela permet une énorme diversité.

On a constitué un patrimoine génétique pour le HLA et on peut coder 10¹³ protéines différentes pour le HLA.

v Description des gènes :

Ils occupent une vaste région de notre génome : 2000 à 4000 kb (soit 1/1000 du génome total) Les gènes sont situés dur le chromosome 6p (bras court)

Il existe 3 catégories de gènes :

Classe I : une cinquantaine de gènes

Classe II : une quinzaine de gènes

Ø Classe I :

Les gènes se situent plutôt dans la région télomèrique. Ils sont divisés en plusieurs sous–classes : A, B, C, etc.

De nombreux gènes sont des pseudogènes. Ces gènes vont coder pour des protéines exprimées à la surface de toutes les cellules nucléées. Ils vont coder pour une protéine HLA classe I.

Cette protéine est composée de 2 chaînes :

- Une chaîne lourde polymorphe (a₁, a₂, a₃) synthétisée par un gène HLA classe I.

Elle présente un domaine avec une forte homologie de séquences.

PM = 43 kDa.

- Une chaîne légère (b₂_microglobuline) synthétisée par un gène qui se situe sur le chromosome 15 (il n’appartient aux gènes du HLA)

Il peut être relié ou non à la protéine de classe I.

Sa structure est bien connue.

Il y a la présence de 8 exons :

La région transmembranaire est riche en acides aminés hydrophobes. Elle présente des sites de fixation pour la tyrosine, permettant ainsi des interactions avec des kinases et des molécules du cytosquelette.

Les séquences a₁ et a₂ sont les régions les plus externes : elles présentent les plus forts taux de polymorphisme pour présenter le peptide antigénique. Elles vont former une cavité vide où le peptide peut venir se nicher (place maxi de 9 acides aminés)

C’est une région de +/– forte affinité pour le peptide antigénique.

Ø Classe II :

Il existe 2 types de gènes regroupés sous une organisation particulière. Il y a une association des gènes de type D (DP, DN, DM, DO, DQ, DR)

Ces gènes vont coder pour une protéine HLA classe II qui est composée de 2 types de chaînes :

- Une chaîne a (33 kDa) composée de 2 sous–unités a₁ et d’une sous–unité a₂,

- Une chaîne b (29 kDa) composée de 2 sous–unités b₁ et d’une sous–unité b₂.

Les sous–unités a₁ et b₁ sont souvent les plus externes : elles fabriquent spécialement la cavité où le peptide pourra se nicher pour être présenté aux LT₄.

" Types sérologiques

Les gènes de type DR de classe II :

Il existe plusieurs catégories de gènes qui codent la chaîne a. La chaîne b est toujours codée par le même type de gènes.

Les gènes TAP vont coder pour les protéines de transports (à fonction enzymatique)

Ø Classe III :

Ce sont des gènes situés dans la région HLA mais on ne sait pas à quoi ils correspondent. Ils vont coder pour des protéines de compléments pour les TNF a et b, et pour l’Hsp 70.

v Distribution des molécules HLA de classe I et de classe II :

Les HLA de classe I :

Elles sont situées à la surface de toutes les cellules nucléées de l’organisme. Elles sont exprimées par les lymphocytes, les macrophage, hépatocytes, érythrocytes, SNC, pancréas, glande salivaire, endothélium de la cornée, etc.

Les HLA de classe II :

Leur distribution est plus restreinte : elles sont présentes que sur certaines cellules qui ont pour fonction de présenter l’antigène (CPA)

Les CPA les plus connues sont les cellules dendritiques, les macrophages, les lymphocytes B activés, les entérocytes, les cellules épithéliales des voies respiratoires.

Les cellules dendritiques sont des cellules cutanées présentant de longs prolongements. Ce sont des cellules qui ont un précurseur médullaire qui présente le marqueur CD43.

Elles appartiennent à un groupe hétérogène de cellules tissulaires qui participent à la circulation lymphocytaire. Elles sont différenciées selon la zone où elles se situent :

- Les cellules de Langerhans,

- Les cellules dendritiques du derme.

Les cellules de Langerhans sont décrites en 1968. Elles sont plus faciles d’accès : elles se trouvent au niveau des cellules basales de l’épiderme.

Elles présentent un noyau polylobé et des granules (= granules de Birbeck) Elles expriment des protéines HLA de classe II, des molécules d’adhérence (intégrines), des récepteurs aux cytokines et d’autres marqueurs (CD1A)

Les cellules dendritiques expriment aussi le marqueur CD1A. Elles se différencient par l’absence de granules de Birbeck.

Elles quittent la peau pour migrer vers les organes lymphocytaires et stimuler les cellules T naïves. Elles expriment à la surface des molécules d’adhérence et sont des précurseurs CD34.

Les monocytes et macrophages peuvent apparemment évoluer en cellules dendritiques

v Présentation de l’antigène par les protéines HLA de classe I :

j Présentation du peptide antigénique par des enzymes protéolytiques (= protéosome) qui le transforme en petits fragments

k Franchissement de la membrane plasmique par un transport actif (hydrolyse d’ATP) Le peptide est transporté par TAP1 et TAP2.

l Le peptide antigénique va se nicher dans une petite activité créée par a₁ et a₂ (dans le RE)

m Entrée dans une vésicule de golgi de la protéine HLA de classe I accompagnée du peptide antigénique et de calnexine.

n Exocytose. Le peptide est prêt à être reconnu par un lymphocyte T_CD8+.

v Présentation de l’antigène par les protéines HLA de classe I :

j Endocytose et formation d’un endosome, permettant la coupure en petits fragments par les protéases.

k Dans le RE, mise en place d’une chaîne invariante qui protège l’ensemble protéique.

l Dans l’appareil de Golgi, terminaison de la maturation.

m Fusion des membranes qui permet la rencontre de la protéine HLA de classe II et du peptide antigénique. La chaîne invariante est clivée et, en général, elle est ensuite dégradée ou recyclée.

n Présentation au lymphocyte T_CD4+.

Le système CD1 permet la présentation pour les molécules lipidiques aux lymphocytes T. Il existe un locus CD1 où il y a 5 gènes (CD1–A, CD1–B, CD1–C, CD1–D, CD1–E)

C’est un système multigénique, mais il n’est pas polymorphe.

Le système est +/– bien définit chez toutes les espèces de mammifères.

La protéine CD1 (45 kDa) est composée d’une chaîne lourde glycosylée, elle–même composée de 3 sous–unités (a₁, a₂, a₃) Elle ressemble aux HLA de classe I avec une molécule de b_2M qui peut être associée de façon non covalente.

Il devrait y avoir un gène ancestral qui s’est adapté et a évolué en HLA de classe I et HLA de classe II.

2 grands groupes :

- Groupe 1 : Les protéines sont codées par les gènes CD1–A, CD1–B, CD1–C. Elles sont localisées sur les thymocytes immature. On les retrouve sur les cellules de Langerhans, les monocytes et les lymphocytes activés.

- Groupe 2 : Les protéines sont codées par le gène CD1–D. On les retrouve sur les lymphocytes T, les cellules dendritiques mais surtout sur les hépatocytes et l’épithélium intestin.

La cavité formée par les sous–unités a₁ et a₂ est hydrophobe et permet donc la fixation des molécules lipidiques.

Une sous–unité population de LT va être sensible par la présentation d’antigène par les CD1. Il y a la formation d’auto–antigène.

Le CD1 peut avoir un rôle à jouer dans le mécanisme anti–infectieux et la fonction anti–tumorale. Il a aussi un rôle dans des pathologies. Il permet de contrôler un environnement tissulaire correct (homéostasie)

" Immunité classique et innée.

Ø Identification des différents types sérologiques de HLA :

j Différenciation … de sérologie :

Le HLA se comporte comme une protéine de surface entraînant une réaction de lymphotoxicité car le complément peut venir se fixer sur le Fc, l’Ig et provoquer la lyse de la cellule cible.

k Méthode biochimique

l Méthodes de biologie cellulaire :

Culture mixte lymphocytaire (CML) : 2 populations en culture pour définir :

- Une population stimulante " irradiation pour les supprimer,

- Une population reperdant (cytokines, cytotoxicité)

" Compatibilité

m Méthodes de biologie moléculaire :

Utilisation de sondes de gènes HLA.

Technique : RFLPs, microsatellites.

" On trouve différents types HLA (par exemple : lors d’un rejet de greffe)

Les HLA sont souvent associés à de nombreuses pathologies.

Exemple :

- Le HLA B27 est fortement associé à l’inflammation chronique des microsquelettes (arthrite) Il existe une distribution de cette population qui augmente des exemples qui présentent de l’arthrite.

- Les HLA de classe II sont associés à des pathologies auto–immunes comme la myasthénie ou le diabète (plurifactoriel dont l’environnement) de type I insulinodépendant :

L’HLA de classe II : le gène DQ donne la séquence protéique, l’aspartate en position 57 permet la résistance au diabète. Si c’est un autre acide aminé, le risque de développer le diabète de type I est plus important.

Le destin d’une greffe va dépendre des différentes de compatibilité entre donneur et receveur.

v Greffes :

Ø Quelques définitions :

- Autogreffe : Le donneur est le receveur.

- Isogreffe : C’est une greffe synergique. Le donneur et le receveur sont génétiquement identiques (= vrais jumeaux)

- Allogreffe : Le donneur et le receveur sont différents mais appartiennent à la même espèce.

- Xénogreffe : Le donneur et le receveur appartiennent à 2 espèces différentes.

- Greffe : Il s’agit de toute transportation de cellules ou tissus. Il n’y a pas d’anastomose vasculaire. C’est différent de la transplantation.

Le mécanisme de rejet de greffe est une réponse immunitaire des lymphocytes du receveur contre les antigènes du donneur.

Ø 3 catégories :

- Rejet aiguë : Il est caractérisé par le moment de l’apparition du rejet (8 à 15 jours)

- Rejet suraiguë : Il s’agit de rejets plus rapides (quelques heures à quelques minutes)

- Rejet chronique

- GVH (Graft Vernes Host) : Il s’agit de la réaction du greffon contre l’autre. Le récepteur ne peut pas rejeter le greffon.

S’il y a des lymphocytes T dans le greffon, ceux–ci peuvent réagir contre le receveur en créant une réponse immune pathologique du greffon contre l’autre.

- Autogreffe : Il n’y a pas de rejet (exemple de la moelle osseuse)

- Isogreffe : Il n’y a pas de rejet.

- Allogreffe : Il peut y avoir des rejets aigus. Les lymphocytes du receveur (surtout CD8⁺) sont responsables de la réponse immune cytotoxique. Les cellules tueuses sont donc activées.

Quand il y a un nombre suffisant de LT_CD8+, il faut plusieurs jours pour la destruction du greffon.

- Xénogreffe : Il peut y avoir des rejets suraigus. Les anticorps pré–formés du receveur vont se fixer sur l’antigène du greffon. Une fixation complète entraîne la lyse du greffon.

Ø Les lymphocytes :

Les lymphocytes T_CD4+ :

Ils peuvent être éventuellement impliqués dans le rejet. Ils sont alloréactifs. Ils sécrètent aussi du TNF, l’interféron g et l’IL–6 entraînant un processus de destruction.

Les lymphocytes T_CD8+ :

Ils entraînent la cytotoxicité directe ou indirecte, causant la lyse cellulaire du greffon.

Les lymphocytes B :

Des allo–anticorps pré–existants chez le receveur entraînent l’élimination directe par la fixation du complément sur les cellules du greffon. Cela cause les rejets chroniques.

Il y a l’altération au niveau des vaisseaux.

Le rejet se fait en 2 phases :

- La sensibilisation,

- La migration des lymphocytes sensibilisés.

La sensibilité consiste en la défense des cellules dendritiques qui présentent les antigènes. La migration se fait du donneur vers le receveur.

Il existe différents traitements utilisés en cas de rejet ou d’expérimentation. Pour prévenir un rejet de greffe, on effectue une immunosuppression soit spécifique, soit non spécifique.

Immunosuppression spécifique :

On utilise des agents alkylants, inhibiteurs du métabolisme des purines et pyrimidines (azathioprine et méthotrexate) Ces médicaments sont associés à des corticoïdes.

- L’azathioprine limite le développement des LT et la prolifération des cellules tueuses de type NK.

- La méthotrexate bloque la division cellulaire. Elle présente des effets secondaires.

La famille des cyclosporines (d’origine fongique) va agir exclusivement des lymphocytes activés et surtout les LT_CD4+. Il n’y a pas d’effet toxique sur l’hématopoïèse. Il y a moins d’effets secondaires mais il y a une toxicité au niveau des reins.

On peut effectuer une irradiation (= immunosuppression) par l’application de rayons UV (sur les cellules de la peau, les cellules dendritiques et les cellules de Langerhans), ou de rayons X et g (entraînant une irradiation totale)

L’immunosuppression est utilisée avant la greffe (de moelle osseuse, par exemple)

Immunosuppression non spécifique :

Les cellules de Langerhans ont un rôle important à jouer dans la présentation des antigènes du greffon. Les cellules dendritiques sont traitées avec des anticorps anti–cellule dendritique, puis on réinjecte ces cellules dendritiques.

Cela permet une diminution de la probabilité de rejet de greffe.

Il faut augmenter de tolérance des populations lymphocytaires par rapport aux antigènes du greffon.

Développement des lymphocytes T

Le thymus a un rôle important dans ce développement. Il peut être à l’origine de plusieurs pathologies comme le syndrome de Di George.

Pendant la 1^ère année de la vie, le thymus involue mais reste fonctionnel. Il s’agit d’une réduction quantitative mais pas qualitative.

Il présent un rôle important dans la mise en place du TCR et des marqueurs CD.

Mais c’est plus compliqué… L

Les cellules précurseurs arrivent par la médulla et migrent dans le cortex. C’est une cellule dite « double négative », c’est–à–dire CD4^– et CD8^– (DN)

Maintenant, on peut parler de cellules triples négatives (TN) : CD4^–, CD8^– et CD3^–.

Au niveau du cortex, la cellule DN devient DP (CD4⁺ et CD8⁺) et doit maintenant faire son choix entre le CD4^– et le CD8^–. Il est rare qu’un lymphocyte T mature reste DP.

Il y a alors une sélection : seuls 5% des cellules arrivent à terme (soit 95% de perte cellulaire)

Il y a l’existence de cellules stromales qui synthétisent des facteurs de croissance.

Les cellules souches présentent initialement des marqueurs (CD44, CMH de classe 1)

- Le passage du stade précurseur au stade mature nécessite l’intervention de l’IL–2. Il y a donc un pic d’expression du CD25 (= récepteur à IL–2)

- Le CD44 disparaît un peu plus tôt.

- Le HLA de classe I, en stade cellule souche, disparaît au stade immature et réapparaît au stade mature.

- Le CD5 apparaît un peu après le CD3.

Thymus cortex

Cortex

Médulla

Périphérique

LT précoce

PréT

(précoce)

PréT

(tardif)

TCR

Double positif

TCRab

Simple positif

Immature

TCRab

SP mature

CD44⁺

CD117⁺

(C–Kit)

IL–7R

CD44⁺

( CD44⁺

( CD44⁺

CD2⁺

Pré–TCR

(= b + début de mise en place de a)

CD44^–

CD25^–

CD8⁺

CD4⁺

CD8⁺/CD4^–

CD4⁺/CD8^–

VDJ–b

= 1^er arrangement (chaîne b du TCR)

Chaîne b

Pré Ja (pTa)

= chaîne a en cours de mise en place

(il manque notamment la région variable)

= glycoportéine invariable

VJ–a

(intervention des gènes RAG)

IL–7

Dépendance

CD3

Sélection négative

Sélection négative

Stade important dans le contrôle du passage au stade suivant

= Sélection positive avec association de b–pTa qui permet ce passage

Phases dépendante du CMH

- La pTa a un rôle anti–apoptotique. Si elle s’exprime, elle va contrôler l’exclusion allélique des chaînes b.

- CD3 à un rôle dans la survie cellulaire.

Rôle du CMH :

3 cas de figures :

La diversité des peptides du soi exerce une influence sur la sélection et la différenciation des lymphocytes T.

Interaction TCR – peptide HLA–complexe :

La région hypervariable du TCR (CDR₁, CDR₂ et CDR₃) présente une orientation transversale pour mieux reconnaître l’antigène. CDR₁ et CDR₂ fonctionnent ensemble.

Dans les cellules précurseur, il existe un facteur notch, appartenant à une famille de gènes, qui va coder pour un récepteur membranaire (Notch 1)

Cela entraîne la régulation du choix des différentes cellules :

Organigramme hiérarchique

D’autres gènes interviennent aussi dans la sélection (GATA, runX), ainsi que la structure de la chromatine.

Synthèse : la réponse immune

Il y a 2 concepts :

- Il y a la mise en place de récepteurs avec la constitution d’un répertoire,

- L’activation des lymphocytes n’est pas directe après la rencontre entre un antigène et le récepteur.

v Mécanismes effecteurs de la réponse immune :

3 cas de figures :

- La rencontre entre un antigène et les lymphocytes B et T entraîne une réponse :

" Il y a survie du lymphocyte qui permet l’évolution clonale (= sélection clonale) qui entraîne la prolifération et la différenciation cellulaire (2 ou 3 cycles de divisions cellulaires)

- La rencontre entre un antigène et les lymphocytes B et T entraîne une anergie :

" Il y n’a pas de réponse, mais il n’y a pas de mort cellulaire.

- La rencontre entre un antigène et les lymphocytes B et T entraîne la mort par apoptose.

Les 2 derniers cas sont des sélections négatives permettant une tolérance immunitaire (en particulier contre les éléments du soi)

Ø Répertoires :

- Le répertoire des lymphocytes B est varié car il doit reconnaître l’antigène directement.

- Le répertoire des lymphocytes T_a_b est plus limité que celui des lymphocytes B car il est aidé par le HLA.

- Les lymphocytes T_g_d ont une position intermédiaire entre les lymphocytes T_a_b.

Les lymphocytes B ont des étapes de prolifération limitées ; les lymphocytes T ont une prolifération plus forte (grâce à la synthèse de cytokines pouvant activer les cycles cellulaires)

L’étape de reconnaissance est sensible à la concentration en antigène.

Il y des interactions spécifiques entres les cellules de la réponse immune. Cette spécificité est expliquée sur le plan génétique par le métamorphisme et le réarrangement allélique avant et après la fixation de l’antigène.

Ø 3 catégories de réponse immunes :

Elles sont définies selon l’étape terminale de différenciation et de prolifération clonale : soit la réponse est positive, soit elle est négative (apoptose ou anergie)

v Activation lymphocytaire :

Elle passe par la caractérisation des récepteurs et la transduction du signal. Ce signal peut être traduit sous différentes modalités dont l’action de la réaction enzymatique (protéinases K) responsable d’étapes de phosphorylation spécifiques.

Ø Récepteurs :

Il existe différents types de récepteurs :

- Le récepteur de type I = récepteur kinase,

- Le récepteur de type II = récepteur catalytique (couplé à une protéine G),

- Le récepteur de type III = récepteur couplé à une enzyme

(par exemple la phospholipase C)

- Le récepteur de type IV = récepteur couplé à un canal

(pas en immonuologie)

La phospholipase C catalyse la dégradation du PIP₂ en IP₃ et DAG. Le DAB reste sur la membrane et stimule une protéine kinase (PK) L’IP₃ est impliqué dans la stimulation de la modification de la concentration en Ca²⁺ intracellulaire qui active des facteurs de transcription.

Activation lymphocytaire d’un lymphocyte T

v Transduction du signal :

Le complexe TCR–CD3 reconnaît l’antigène (fixation du TCR) Le CD3 présente un motif consensus : YXXL. La tyrosine (Y) est le substrat d’une protéine kinase.

La fixation de l’antigène a pour conséquence :

- Une cascade d’action qui est une cascade de kinase (autophosphorylation)

La dernière passe la membrane nucléaire et active des facteurs trans (déjà dans le noyau)

- Une cascade des MAP–Kinases :

La phospholipase C fournit du DAG (= substrats de la protéine kinase C) et de l’IP₃ entraîne une augmentation de la concentration interne en Ca2⁺ qui stimule la calcineurine (stimulatrice d’un facteur trans qui passe la membrane nucléaire.

Chez les lymphocytes B, la fixation de l’antigène sur l’IgM (ou D) entraîne l’activation de la protéine kinase C et la phospholipase C via les mêmes d’action au niveau de la membrane.

Les lymphocytes T présentent des protéines adaptarices qui font la jonction entre l’enzyme et le substrat (GRB2, SOS, LAT, etc.)

Ø Spécificité aux lymphocytes :

Il y a 2 grandes catégories de kinases :

- Celles fixées à la membrane : la famille SRC (= SARC) comme P59PLck, P59Fymn, Yes, etc.

- Celles non fixées à la membrane (ne présentant pas de sites de fixation) : la famille ZAP–70 dans la lignée T, la famille SIC dans la lignée B.

Le CD45 :

Il est exprimé autour d’un récepteur T ou B. Il permet la réversibilité de la réponse immunitaire grâce à son activité phosphotasique.

Il existe des molécules de surface CD (= molécules de co–stimulation) qui vont renforcer la réponse immunitaire (prolifération, synthèse d’interleukine)

Il y a la reconnaissance spécifique de l’antigène par TCR–CD3 (1^er signal)

Ensuite, un second signal est créé par des molécules de co–stimulation.

v Molécules de co–stimulation :

Ø Lymphocyte B :

Un 2^nd signal est nécessaire pour une réponse immune efficace. Il est dû à la fixation de couples de molécules membranaires spécifiques entre le lymphocyte T et la CPA.

Les lymphocytes présentent :

- Des CD28 (= lipoprotéines) dont le ligand est le CD80 ou le CD86 (encore appelés B7.0, B7.1, B7.2)

Le CD28 est exprimé sur 100% de la membrane des LT_CD4+ et 50% de la membrane des LT_CD8+.

La fixation entraîne une augmentation de la synthèse d’interleukine IL–2 (favorisant la prolifération cellulaire)

- Des CTLA–4 (forte homologie génique de séquence avec CD28) dont les ligands sont les CD80 et CD86, avec une affinité plus grande pour CD86.

Il est exprimé sur les LT_CD4+ non natifs.

La fixation entraîne un rôle important dans les mécanismes d’allergie et de tolérance immunitaire.

Il existe une régulation, notamment par rétrocontrôle (via des protéines à activité phosphatasique)

Il existe un travail sur l’élimination des cellules tumorales en renforçant le signal.

Ø Coopération T–B :

Il y a la liaison de CD40 et CD40L.

- CD40 : molécule de surface qui appartient à la famille du TNF. Elle est exprimée essentiellement à la surface des CPA et lymphocytes B. Les lymphocytes B activés peuvent jouer le rôle de CPA.

Elle a un rôle dans la synthèse d’IL–4 (= cytokine dans la commutation de place des Ig ou switch)

- CD40L : molécule appartenant à la famille des TNF. Elle est exprimée surtout à la surface. Lors de l’activation de LT_CD4+, il y a la synthèse de CD40L par la fixation de la TCR–CMH.

S’il y a un blocage de l’interaction CD40–CD40L, il y a une absence de réponse positive (apoptose ou anergie)

v Voie de signalisation JAK–STAT :

La coopération B–T correspond à la mise en place d’un 1^er signal, d’un 2^ème signal et à la synthèse de cytokine.

Le système JAK–STAT (Janus Kinase – Signal Transducer and Activator of Transcription) est beaucoup plus rapide et plus simple de la voie MAP Kinase.

- La famille de kinase de type JAK (JAK1, 2, 3 et Tyk2) possède 2 domaines kinases, mais aucun domaine SH₂ ou CH₃.

- Les protéines de type STAT (STAT1, 2, 3, 4, 5A, 5B et 6) possède un domaine SH₂ (= site de tyrosine kinase) et un domaine de liaison à l’ADN.

Les STAT sont cytoplasmiques. Les protéines JAK sont associées de manière constitutive au récepteur (ex. : récepteur à INFg) et provoquent une autophosphorylation du récepteur, entraînant la fixation de 2 STAT. Cela permet dimérisation des 2 STAT, via leur phosphorylation. Le dimère active la transcription.

Il existe un rétrocontrôle par des molécules fixant les STAT.

L’avantage est sa rapidité (absence de cascade et molécules adaptatives) L’observation de cette voie a été possible par la mise en place de modèles animaux déficients.

Complément

Il renforce la réponse immune et dépend des immunoglobulines. Il participe à l’élimination par phagocytose. Il est composé d’un ensemble de protéines que l’on peut retrouver sous 2 formes (forme soluble 5% et forme membranaire 95%)

Il complémente la réponse immune (réponse Ag–Ac) par la mise en place de réactions en cascade. Il a un rôle dans le processus inflammatoire, en augmentant la perméabilité vasculaire par chimiotactisme. Il a aussi un rôle dans le processus dans la phagocytose en stimulant le mécanisme d’opsonisation.

Il est capable de lyser les cellules cibles par le biais de réactions phagocytaires. Il est utilisé à la neutralisation certains virus. Il participe à l’élimination du complexe immun (complexe Ag–Ac)

v Nomenclature :

Il y a 11 composants : C1q, C1r, C1s, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 et C9. Leur ordre d’action est :

- C1q, C1r et C1s,

- C4 et C2,

- C3,

- C5, C6, C7, C8 et C9.

Ce sont des composants à propriétés pro–enzymatiques : propriétés enzymatiques mais il y a la nécessité d’un clivage protéolytique pour être activé)

Lorsqu’un de ses composants est activé, il est noté : C1q

Il est activé par clivage (obtention de 2 fragments) :

- C3 " C3a (grand fragment) et C3b (petit fragment)

- A l’exception de C2 : C2 " C2a (petit fragment) et C2b (grand fragment)

Il est inactivé par mécanisme de rétrocontrôle, il est noté : C1ai

v Voies d’activation du complément :

Il existe plusieurs voies dont 2 voies essentielles :

- La voie classique du complément,

- La voie alterne du complément,

- La voie des lectines.

Ø Voie classique :

Elle est activée par la formation du complexe Ag–Ac ou la fixation d’un anticorps sur une cellule pathogène. Cela concerne les anticorps de nature IgM pentamérique, mais aussi de nombreuses IgG (3, 4 et 5)

Cette voie est dépendante d’une réponse spécifique. In vivo, la stimulation de cette voie se fait par l’introduction de virus oncogénique, certaines bactéries et de l’ADN de synthèse.

Elle nécessite l’intervention des 11 composants qui réagissent en cascade :

- Unité de reconnaissance : C1q–C1r–C1s

- Unité d’action : C4–C2 ; C3

- Unité d’attaque membranaire : C5–C6–C7–C8–C9

§ Unité de reconnaissance :

- C1q est « l’unité de tulipe ». Elle a une structure tubulaire et une autre fibrillaire (~ fleur et tige) Sa structure tubulaire interagit avec le domaine constant C4 des IgM (3 domaines C) ou éventuellement avec le domaine C2 des IgG (3 domaines C)

- C1r et C1s se fixent sur la région fibrillaire de C1q :

C1q " C1q–C1r–C1s (complexe)

Ca²⁺

§ Unité d’action :

- C1q possède une fonction enzymatique de clivage sur C4 " C4a et C4b.

- C4b se fixe à la membrane par liaison covalente thiol–ester.

C4b + C2 " C4b–C2 " C4b–C2a = C3 convertase

Mg²⁺ C1s

C4b–C2a : C3 " C3a + C3b

La C3 convertase a une durée courte et se détache facilement, ce qui permet de réguler le complément par inactivation.

- C3b se fixe à la membrane au niveau de C4b–C2a.

C4b–C2a–C3b = C5 convertase

La C5 convertase est le point de départ du mécanisme de l’unité d’attaque.

§ Unité d’attaque :

C4b–C2a–C3b : C5 " C5a + C5b

- La C5b a de l’affinité pour C6 (pas de liaison covalente) C5b n’as pas d’activité enzymatique.

- Il en est de même pour C7.

- C8 et C9 se fixe au complexe par des mécanismes encore inconnus. Ils forment un pore.

- Le complexe formé entraîne la lyse de la cellule cible et permet l’interaction avec les cellules phagocytaires.

Ø Voie alterne :

Elle est activée par le complexe Ag–Ac mais plutôt avec la fixation d’IgA avec très souvent avec certaines bactéries qui possèdent sur leur membrane certains polysaccharides. Elle se met en place plus rapidement que la voie classique.

Il n’y a pas l’intervention C1 et C2. Cette voie commence avec une déviation de C3 de la voie classique :

C3b + B " C3b–B " C3b–Bb " C3b–Bb–P " (C3b)_n–Bb

D + Mg²⁺ P Amplification

Rôle de la C3 convertase Rôle de la C5 convertase

Ø Régulation de la voie classique :

Sur la C1 :

Il existe des intercalants entre C1q, C1r et C1s. Ce sont des protéines qui peuvent se fixer ou non à la membrane. Il y a CD35 entre autres.

Sur la C3 convertase :

C’est la plaque tournante. C’est un système labile (peu stable) qui s’auto–inactive directement. Il y a aussi des inhibiteurs de C3b et C4b.

Sur la cellule cible :

Elle met en place des défenses par rapport au complément grâce à des molécules de liaison entre C4 et C2, comme DAF (= CD55) et CD59.

Ø Régulation de la voie alterne :

Il y a une régulation sur C3b :

- Le facteur H se lie à C3b et l’inactive,

- Le facteur I clive C3b.

Il y a aussi l’intervention de protéines membranaires du type DAF.

v Les récepteurs du complément :

Ils sont surtout présents à la surface des phagocytes et des globules rouges (très sensibles au complément)

En général, il y a 5 catégories de récepteurs : CR1, 2, 3, 4 et 5 (dont les mieux connus sont CR1, 2 et 3) :

- CR1 est un récepteur qui a une spécificité pour C2b et C4 et intervient dans l’oposonisation.

- CR2 et CR3 ressemblent à un récepteur de molécules d’adhésion,

Il existe aussi un récepteur de type araphylatoxine qui permet le rapprochement physique des macrophages par fixation de l’anticorps.

Pathologies associées à un dérèglement du système immunitaire

Le dérèglement peut se faire sur :

- Le réarrangement des lymphocytes B,

- Le réarrangement des lymphocytes T (TCR),

- Le CMH via sa diversité par un mécanisme moléculaire (= polymorphisme de l’ADN),

- La reconnaissance de l’antigène (1^er et 2^ème signal),

- Spécificité de reconnaissance.

Le dérèglement peut être soit un déficit, soit une hypersensibilité.

v Déficit :

Ø Déficit primaire :

Il s’agit d’un déficit présent dès la naissance.

Cellules	Réponse immunitaire		Infections	Traitements
Cellules	Tumorale	Cellulaire	Infections	Traitements
Cellules souches	((	((	Toutes ci–dessous	Greffe de moelle épinière
Lymphocytes B	((	Normale	Bactéries pyogènes, Pneumocycks corini	g–globulines
Lymphocytes B	(	((	Certains virus candidats	Greffe de thymus
Complément	Normale	Normale	Bactéries pyogènes	Antibiotiques
Cellules phagocytaires	Normale	Normale	Bactéries pyogènes	Antibiotiques

La déficience génique en un récepteur à une cytokine a été le sujet de la 1^ère thérapie génique considérée comme positive.

Ø Déficit secondaire :

C’est le cas du SIDA ou un déficit dû à une malnutrition.

v Hypersensibilité :

Il existe différentes hypersensibilités : 3 dépendantes d’anticorps (I, II, III) et 1 retardée (IV)

Ø Hypersensibilité dépendante d’anticorps :

Elle a besoin d’immunoglobulines fixé à l’anticorps de la cellule cible.

Hypersensibilité de type I :

Ce sont les IgE qui y interviennent.

Hypersensibilité de type II et III :

Elle est responsable des pathologies dues à des accidents de transfusion sanguines et l’hémolyse du nouveau né (dû au facteur rhésus)

Ce sont les IgM qui y interviennent (et éventuellement les IgG) La liaison Ag–Ac provoque des trous dans la membrane de la cellule cible. Cela fait augmenter le processus d’inflammation.

Il arrive que le complexe Ag–Ac circule dans le sang et se fixe sur une cellule de l’organisme.

Hypersensibilité de type IV :

Elle est dite retardée car elle se met en place en 1 à 3 jours du fait de l’implication des lymphocytes T. Il y a besoin d’une présentation de l’antigène par les CPA (cellules phagocytaires et macrophages)

Le problème est l’incapacité d’élimination de l’antigène par le macrophage qui devient un mégacaryote.

v Pathologies au niveau de la lymphoprolifération et de l’auto–innumité :

Ø Lymphoprolifération :

Les pathologies consistent en une erreur dans la maturation dans une cellule qui évolue de manière clonale. On y trouve les leucémies.

Ø Maladies auto–immunes :

Elles consistent en un problème de tolérance du soi dans la maturation. Il y a un rôle des 1^er, 2^ème signaux et du polymorphisme du CMH (facteurs d’association)

Introduction

Cf. poly : 2 grands types de réponses immunes

Cf. poly

Cf. poly : schéma de l’hématopoïèse

Cf. poly : circulation des lymphocytes

Rappels de chimie – génétique

Cf. poly

Structure des immunoglobulines

Cf. poly

Cf. poly

Cf. poly

Cf. poly

Cf. poly : Structure du BCR

Différenciation des lymphocytes B

Cf. poly : Développement des lymphocytes B

Cf. poly : Tableau détaillé des différentes étapes de différenciation avec les marqueurs

Cf. poly : Tableau des cellules de la lignée des lymphocytes B

Cf. poly : Mécanisme de conversion génique

Les lymphocytes T

Cf. poly : Structure du TCR

Cf. poly : Clonage soustractif

Cf. poly : Facteurs favorisant le développement des cellules T_H1 ou T_H2

Cf. poly : Propriétés des clones de cellules T auxiliaires

Cf. poly : Différenciation des cellules T helper

Cf. poly : Interactions entre les cellules T_H1 et T_H2

Cf. poly : Rôle central des cellules T auxiliaires au cours de la réponse immunitaire

Cf. poly : Apoptose et Nécrose

Complexe majeur d’histocompatibilité (CMH)

Développement des lymphocytes T

Synthèse : la réponse immune

Activation lymphocytaire d’un lymphocyte T

Complément

Pathologies associées à un dérèglement du système immunitaire

Introduction

Cf. poly : 2 grands types de réponses immunes

Cf. poly

Cf. poly : schéma de l’hématopoïèse

Cf. poly : circulation des lymphocytes

Rappels de chimie – génétique

Cf. poly

Structure des immunoglobulines

Cf. poly

Cf. poly

Cf. poly

Cf. poly

Cf. poly : Structure du BCR

Différenciation des lymphocytes B

Cf. poly : Développement des lymphocytes B

Cf. poly : Tableau détaillé des différentes étapes de différenciation avec les marqueurs

Cf. poly : Tableau des cellules de la lignée des lymphocytes B

Cf. poly : Mécanisme de conversion génique

Les lymphocytes T

Cf. poly : Structure du TCR

Cf. poly : Clonage soustractif

Cf. poly : Facteurs favorisant le développement des cellules TH1 ou TH2

Cf. poly : Propriétés des clones de cellules T auxiliaires

Cf. poly : Différenciation des cellules T helper

Cf. poly : Interactions entre les cellules TH1 et TH2

Cf. poly : Rôle central des cellules T auxiliaires au cours de la réponse immunitaire

Cf. poly : Apoptose et Nécrose

Complexe majeur d’histocompatibilité (CMH)

Développement des lymphocytes T

Synthèse : la réponse immune

Activation lymphocytaire d’un lymphocyte T

Complément

Pathologies associées à un dérèglement du système immunitaire

Cf. poly : Facteurs favorisant le développement des cellules T_H1 ou T_H2

Cf. poly : Interactions entre les cellules T_H1 et T_H2