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Introduction

 

« Je le répète chaque année et je ne le vois pas dans la moitié des copies.

Alors, je ne cesserai pas de vous le répéter tout le long de ce cours et ça ne sera pas de trop… »

 

Les lymphocytes B et T sont les 2 types de cellules importantes dans la réponse immune car ils possèdent des récepteurs spécifiques aux antigènes.

 

Il existe dans l’environnement de nombreux micro–organismes qui attaquent notre organisme. Il doit donc avoir une défense : le système immunitaire qui permet de développer des réponses immunes.

 

Immunité :  Résistance des individus vis–à–vis d’agents infectieux.

Immunologie :  Etude de l’immunité vis–à–vis d’agents infectieux.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Anticorps :  Molécule de nature protéique produite par la ligne B (chez les vertébrés) en réponse à un antigène en se liant à celui–ci de manière spécifique.

Antigène :  Molécule qui induit spécifiquement la production d’anticorps.

 

 

v Les cellules impliquées dans la réponse immune :

 

Toutes les réponses immunitaires ont la même origine : une origine hématopoïétique.

Il y a aussi d’autres cellules avec une autre

origine comme les cellules épithéliales

De cette origine, 2 lignées se distinguent :

-          La lignée lymphoïde : Lymphocytes T et B (en priorité),

-          La lignée myéloïde avec :

-          Les polynucléaires et les macrophages,

-          Les mégacaryocytes et les plaquettes,

-          Ainsi que les globules rouges.

 

Cf. poly : 2 grands types de réponses immunes

 

Immunité spécifique :

Elle est appelée aussi immunité humorale. Elle est due à la lignée lymphoïde.

 

                               BCR (B_Cell receptor)                     TCR (T_Cell receptor)

                               (= Immunoglobuline

                                    de membrane)

 

Les lymphocytes T sécrètent des cytokines (CK, anciennement lymphokines)

On parle d’immunité à médiation cellulaire.

 

On observe un phénomène mémoire : la réponse immunitaire augmente en rapidité (et donc en efficacité) lors d’une réinfection.

On parle d’immunité acquise ou immunité adaptative.

 

Immunité non spécifique :

Elle est appelée aussi immunité innée ou naturelle. Elle est due à la lignée myéloïde, notamment les polynucléaires et les macrophages (fonction de phagocytose)

La réponse immunitaire est basique : il n’y a pas de phénomène mémoire. Elle consiste en l’action :

-          Du lysosyme (au niveau des muqueuses) = substance protéique qui détruit l’antigène infectieux,

-          Du complément qui augmente le processus inflammatoire en stoppant la progression de l’antigène et en favorisant l’opsonisation (phase de phagocytose),

-          Les interférons a, b et g (mais surtout a et b) qui ont une action antivirale.

 

Cf. poly

 

Antigène

 


Lymphocyte

Cellule phagocytaire


 

 

 

 

Destruction de l’antigène piégé dans la cellule phagocytaire

 
      

Anticorps

Cytokines

 

D  Notion de clonalité pour les lymphocytes B et T.

 

Cf. poly : schéma de l’hématopoïèse

 

 

 

Phagocytes

 

La lignée lymphoïde :

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                                  Cytokine                          Cytokine

Anticorps

 

                                                                              Macrophages, polynucléaires (lignée myéloïde)


Lymphocyte B

 

 

Lymphocyte T


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 RFC.

 

-          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 IAIRES : les lysosomes,

-          Des granules IIAIRES : 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 IAIRES (ou centraux) : la moelle osseuse et le thymus,

-          Les organes lymphoïdes IIAIRES (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 IAIRE à un organe lymphoïde IIAIRES 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 7ème 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 9–10èmes 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.

 

 

 


Cortex : follicules lymphoides :

Paracortex : zone thymo-dépendante :

Région médullaire : zone mixte :

Cellules B et plasmocytes, cellules T, macrophages

Lymphocytes T et macrophages

Cellules B, quelques T, cellules dendritiques


 

 

Capillaires lymphatiques afférents

   Aorte              Veine                       Hile

                                                      Capillaire lymphatique efférent

 

v Mécanisme du Homing et circulation lymphocytaire :

 

La population des lymphocytes B et T est très diverse et doit reconnaître le « non–soi » uniquement. Il faut donc lui apprendre à aller vers celui–ci. Ceci nécessité une coopération entre les lymphocytes B et T, ainsi qu’une réponse fonctionnelle.

 

L’environnement du lymphocyte est capable de jouer un rôle sur l’homéostasie du système immun. Pour préserver cette homéostasie, il faut 2 mécanismes :

-          La circulation des lymphocytes,

-          Le homing (= reconnaissance)

Cf. poly : circulation des lymphocytes

 

Les cellules endothéliales et des molécules d’adhésion sont impliquées dans cette homéostasie en permettant la fixation lympho–endothélium (liaison ligand–récepteur)

 

Conclusion :

 

Les lymphocytes sont programmés :

-          Au départ, ils sont « naïfs » (cad : sans avoir rencontré d’antigène)

-          Ils font 2 ou 3 fois le tour de la circulation avant de rencontrer un antigène (probabilité de rencontre)

-          Une fois l’antigène rencontrer, il termine sa différenciation et développe soit un mécanisme effecteur, soit un mécanisme mémoire.

 

 

Rappels de chimie – génétique

 

Il faut comprendre les interactions cellule à cellule :

-          Ligand  +  Récepteur

-          Antigène  +  Anticorps

-          Cytokine  +  Récepteur

-          Substrat  +  Enzyme  Û  Complexe Enzyme–Substrat

 

Cf. poly

 

-          Liaison forte :       Liaison covalente

"  Nécessité d’enzymes, d’hydrolyse, d’énergie pour les casser

(Exemple : pont disulfure)

-          Liaison faible :      Liaison hydrogène (entre H et un atome plus électopositif comme O),

Liaison électrostastique (entre des particules chargées : force de Van der Waals),

Liaison hydrophobe (quand des molécules d’eau entourent des groupements non polaires)

 

 

En immunologie, on caractérise la liaison antigène–anticorps comme étant une liaison exothermique (2 à 40 Cal) Il s’agit d’une liaison spécifique réversible.

"  Antigène  +  Anticorps  Û  Antigène–Anticorps

 

La dissociation est possible par la chaleur, le pH ou avec un apport de cations.

 

L’affinité est l’intensité des forces qui vont participer à la liaison antigène–anticorps.

La pente k correspond au facteur d’association ou de dissociation.

 

 


                                                                  Pente k forte : grande affinité

 

104  <  k  <  1012

 

                                                                  Pente k faible : peu d’affinité

 

 

 

En immunologie, la constante k varie entre :       107 – 1010   "  Faible affinité

                                                                              1010 – 1013   "  Forte affinité

 

L’avidité d’un anticorps pour un antigène spécifique est caractérisée par la rapidité de la réponse immune. Elle dépend :

-          De la constante d’association,

-          De la balance de l’anticorps,

-          Du nombre d’épitopes.

 

 

Structure des immunoglobulines

 

v Structure des immunoglobulines :

 

Le plus souvent, on étudie l’immunoglobuline de classe G (IgG)

Mais il existe 5 classes : A, D, E, G et H. Ces différentes classes présentent des points communs :

-          Molécule symétrique,

-          Constituée de chaînes polypeptidiques de 2 catégories :

-          Des chaînes lourdes ou chaînes H (heavy),

-          Des chaînes légères ou chaînes L (light)

-          Stabilité par des ponts disulfure.

 

Spécificité :

Le nom de la chaîne lourde détermine le nom de l’immunoglobuline :

-          a, d, e, g ou m  " chaînes lourdes,

-          k ou l  " chaînes légères.

 

Exemple :  (H2 k2) ou (H2 l2) qui peut être répété n fois :

-          n =1 :  Ig monomérique qui existe dans toutes les classes,

-          n =2 :  pour les IgA et certaines IgM,

-          n =5 :  pour les IgM (= IgM pentamériques)

 

Il existe des sous–classes, essentiellement pour les IgG qui présentent 4 sous–classes dues à des variantes de la chaîne lourde (g1, g2, g3 et g4), mais aussi pour les IgA (a1 et a2)

 

Cf. poly

 

Rappels sur la nomenclature :

 

Elle a été établie à l’aide de 2 enzymes couramment utilisées : la papaïne et la pepsine.

 

Disparition de la région C_terminale par réduction

 

 


Fab = Fragment « antigen binding »

 

Fc = Fragment cristallisable

(C’est le site de fixation du complément)


 

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 :  VL et VH,

-         Régions constantes :  CL, CH1, CH2, CH3 et CH4 (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 ( 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 ),

-          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 d’un gène V et en 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 : CACAGTG ,

-          Nonamère : ACAAAAACC .

 

 

-          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.

 

-          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 IIAIRES.

 

§  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)

 

 

 


-          1ère recombinaison :  D " J

-          2ème recombinaison :  V " D

 

 

 

 

 

 

 


Bloc de gènes de C :

 

 

 


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

 

La 1ère 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 1ers 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

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 1er 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 IIAIRES.

+    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 :


-          La chaîne a :   Sur le chr 14 q11

"  Combinaison des gènes V, J et C

-          Va » 40

-          Ja » 50

-          Ca = 1

 

-          La chaîne d :   Sur le chr 14 q11

"  Combinaison des gènes V, D, J et C

-          Vd = 8

-          Dd = 3

-          Jd = 4

-          Cd = 1

 

-          La chaîne g :   Sur le chr 7 q15

"  Combinaison des gènes V, J et C

-          Vg = 8

-          Jg = 5

-          Cg = 1 (voire 2, maintenant)

 

-          La chaîne b :   Sur le chr 7 q35

"  Combinaison des gènes V, D, J et C

-          Vb » 50

-          Db = 2

-          Jb = 14

-          Cb = 2


Þ  1015 TCR différents dans le répertoire théorique.

 

La présence de 3 gènes permet une seule recombinaison, alors que la présente de 4 gènes permet 2 recombinaisons.

 

 

 

 


Les recombinaisons sont sous le contrôle :

-          Des séquences hepta–nonamères (= SSR),

-          De la recombinase,

-          Des protéines RAG1 et RAG2,

-          De la TdT,

+    La délétion ou l’inversion à la place de la mutation somatique pour les LB.

 

Délétion :

 

 

Gènes : même orientation

       Signaux de recombinaison : orientation inversée

 

 

 

 

 

Inversion :

 

 

Gènes : orientation inversée

       Signaux de recombinaison : même orientation

 

 

 

 

 

Les lymphocytes ont des propriétés plutôt hétérogènes :

-          Fonction régulatrice :

Lymphocyte T appelé TH (helper = auxiliaire)  "   CD4+

Lymphocyte T appelé TS (suppresseur)  "   CD8+

-          Fonction à médiation cellulaire :

Lymphocyte T sécréteur de cytokines  "   CD4+

Lymphocyte T appelé TC (cytotoxique)  "   CD8+

 

Mais on parle surtout des lymphocytes TH et des lymphocytes TC (en terme d’utilité)

La coopération entre les lymphocytes T et B se fait avec les lymphocytes TCD4.

 

La proportion en lymphocytes T est de 60% TCD4 et 40% TCD8.

 

v Fonction des lymphocytes CD4+ :

 

Les lymphocytes TH constituent la population majeure des TCD4 et sont subdivisés en 2 sous–populations TH1 et TH2.

En général, les travaux sur les clones TH posent plus de problèmes chez l’homme que chez la souris.

 

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

-          Les TH1 sont sensibles aux antigènes de grande taille et une forte irradiation des CPA.

-          Les TH2 sont sensibles aux antigènes de petite taille et une faible irradiation des CPA.

Cf. poly : Propriétés des clones de cellules T auxiliaires

 

L’interleukine 3 (IL–3) intervient dans l’endogénie des lymphocytes B.

 

-          Hypersensibilité de type I   "  Allergie (avec les IgE)

-          Hypersensibilité de type II

-          Hypersensibilité de type III

-          Hypersensibilité de type IV   "  Hypersensibilité retardée (avec les LTH1)

Les LTH2 ont un effet sur la lignée des LB.

 

Cf. poly : Différenciation des cellules T helper

Les LTHP = précurseurs ; l’INFg = interféron g

 

-          Le macrophage sécrète de l’interleukine 12 pour activer le LTH1.

-          Le macrophage sécrète de l’interleukine 10 pour inhiber le LTH1.

 

Cf. poly : Interactions entre les cellules TH1 et TH2

 

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

A connaître sur le bout des doigts…

Mise en évidence du rôle des LTH1 :

-          Injection de toxoplasme (= parasite) dans l’organisme :

"  Réponse non spécifique

Le parasite n’est pas détruit, mais stabilisé dans le macrophage (absence de réplication)

 

Si on élimine l’interféron g, la réplication reprend.

 

 

Mise en évidence du rôle des LTH2 :

-          Injection d’helminthe (Nippostrongylus brasiliensis) :

"  Cytotoxicité cellulaire dépendante de l’anticorps

           = Cyotoxicité à médiation cellulaire

 

 

 

 

 

La présence de LTH2 aide les lymphocytes B à synthétiser des anticorps.

 

 

v Les cytokines (LTCD4) :

 

La réponse immune nécessite des interactions cellule–cellule, soit en direct, soit par un message délivré par des médiateurs solubles (hormones et/ou cytokines)

 


Les cytokines (ou IL) sont sécrétées de façon transitoire (uniquement par des cellules préalablement activées)

Les hormones sont sécrétées de manière continue (influence uniquement par la concentration)


 

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 TH1 (immunité à médiation) : IL–2 et INFg,

-         Synthèse de TH2 (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 LTCD8 :

 

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 LTH.

 

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 LTCD8 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.

 

LTCD8

 

* : 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 TCD8+.

 

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 TCD4+.

 

 

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 LTCD8+, 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 TCD4+ :

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 TCD8+ :

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 LTCD4+. 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 1ère 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

= 1er 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 :




Pas d’affinité

" Mort par apoptose

 

 

Faible affinité

" Sélection positive (survie et différenciation)

 

ƒ

Forte affinité (pathologie auto–immune)

" Sélection négative (mort cellulaire)


 

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.