Cours 4: Système du Complément et Cytokines

Organisation Générale du Système Immunitaire

• Le système immunitaire est composé de plusieurs protéines et cytokines.
• Un cours 4 couvre le système du complément et les cytokines.
• Les objectifs pédagogiques incluent la compréhension du système du complément, de son activation, de son rôle dans l'immunité, des pathologies associées et de ses applications médicales.

Introduction

• L'introduction au sujet est présentée.

Complément

• Le complément est constitué d'une série de protéines plasmatiques, environ 30 protéines différentes.
• Elles sont initialement inactives, sous forme soluble ou fixées à la surface cellulaire (récepteur).
• Elles s'activent séquentiellement formant une cascade.
• Des fragments d'activation possèdent des activités enzymatiques.
• Ce système est composé de protéines régulatrices et de récepteurs membranaires capables de lier les fragments d'activation.
• La synthèse du complément a lieu dans le foie.

Complément: Structure

• Le complément est un complexe macromoléculaire composé de trois protéines.
• La protéine de reconnaissance, C1q, est associée à deux sérines estérases, C1r et C1s.

Activation du complément

• Plusieurs points d'entrée entraînent l'activation du complément.

Complément : Nomenclature

• La nomenclature du complément est complexe.
• La voie classique utilise des numéros (C1 à C3).
• La voie alternative utilise des facteurs (B, D, P).
• Le complexe MAC (complexe d'attaque membranaire) englobe les composants de C5 à C9.
• D'autres protéines régulatrices ont des noms spécifiques (facteur H, I, DAF, MCP).
• Les récepteurs du complément sont notés CR1, CR2, CR3, CR4,...
• Les fragments d'activation, identifiés par leurs lettres, sont généralement petit (a) et grand (b).

Complément: Activation en cascade

• Chaque fraction activée génère une protéase qui dégrade la fraction suivante, activant le composant suivant de la cascade.

Complément: 3 voies d'activation

• Trois voies d'activation existent: la voie classique, la voie alternative et la voie des lectines.
• La voie classique est initiée par les complexes Ag-Ac.
• La voie alternative, activée par les bactéries, les virus et les cellules infectées ou transformées.
• La voie des lectines agit sur les bactéries avec des structures contenant des sucres.
• Le clivage de C3 constitue un point de convergence.
• Une voie commune se fait pour lyse.

Complément: Complexe d'attaque membranaire

• La voie classique conduit à la formation d'un complexe d'attaque membranaire sur la cellule cible, créant un canal ionique, souvent décrit comme un "trou" dans la membrane.

Rôle du système du complément

• Le système du complément joue des rôles dans la défense contre l’infection tels que :
• Lyse des agents infectieux (complexes C5 à C9).
• Opsonisation (complexes Ag-Ac, C3b).
• Activation cellulaire, réaction inflammatoire (anaphylatoxines C3a et C5a).
• Transport et élimination des complexes immuns et des débris cellulaires.
• Maintien des complexes Ag-Ac en solution

Complément : opsonisation-phagocytose

• Le C3b se fixe à des pathogènes.
• Le CR1 (récepteur endocytique) reconnaît le C3b et le C4b.
• Les cellules phagocytaires reconnaissent puis engloutissent et détruisent les pathogènes.

Complément : opsonisation-phagocytose (suite)

• L'Ac et C3b se fixent aux pathogènes.
• Les récepteurs CR1 se fixent dans les phagocytes.
• La phagocytose et la formation d'un phagosome sont décrites.

Complément : opsonisation (suite)

• Les phagocytes s'attachent à des cellules infectées par des virus.
• L'IgG ou le C3b/C4b se fixe aux épitopes viraux sur les cellules infectées.
• Les cellules phagocytaires se fixent à des facteurs (RFc) puis la phagocytose et la destruction cellulaire par des lysosomes sont initiés.

Complément et pathologies

• Les déficits en protéines du complément peuvent être associés à diverses pathologies.
• Les protéines du complément peuvent être des cibles d'auto-anticorps.
• Ces protéines jouent un rôle dans les lésions tissulaires (reins, choc septique).
• Les marqueurs diagnostiques incluent le C4d et le rejet de greffe.
• Le complément est une cible de nouvelles thérapies.

Complément et pathologies (détail)

• Le déficit en C2 et C4 est lié à l'auto-immunité.
• Le déficit en C1INH entraîne une augmentation de la synthèse de bradykinine, causant des angioedèmes.

Présentation de la Cytokine

• Definition et introduction des cytokines.
• Cytokines = cyto = cellule, kinos = mouvement "produit par les cellules"
• Les cytokines sont des médiateurs solubles utilisés par le système immunitaire
• Elles permettent la communication et les échanges entre les cellules, adaptées à l'environnement.

Cellules productrices de Cytokines

• Presque toutes les cellules (sauf les globules rouges) peuvent produire des cytokines.
• Les lymphocytes, monocytes/macrophages et d'autres types cellulaires sont impliqués.
• Les cytokines ont une faible masse moléculaire (10-25 kDa) et une glycosylation variable.
• Leur production spontanée est restreinte.
• Leurs actions se manifestent à très faible concentration (pg/ml).
• L'IL-6 est un exemple de cytokine.

Cytokines: Autres points

• Il existe environ 200 cytokines et molécules apparentées.
• Ces molécules jouent un rôle thérapeutique dans les maladies inflammatoires.

Cytokines: Familles

• Il existe d'importantes interactions entre les cytokines.
• Les cytokines sont regroupées en familles selon leur structure (ex : Cys-Cys, Cys-X-Cys).
• Les Interférons (INF) jouent un rôle particulier dans les processus inflammatoires et anti-viraux.
• Les cytokines varient selon leur mode d'action (paracrine, autocrine, endocrine, juxtacrine).

Cytokines: Propriétés

• Les cytokines présentent des propriétés de pléiotropie, redondance, synergie et antagonisme.
• Les cytokines induisent la cascade de réaction.

Cytokines: Pléiotropie

• Une cytokine peut avoir des effets variés sur différents types de cellules (ex: IL-6).
• C'est la capacité d'une seule cytokine à provoquer plusieurs actions sur différentes cellules.

Cytokines : Redondance

• Plusieurs cytokines peuvent produire des effets similaires.
• Plusieurs cytokines peuvent mener à une même réponse cellulaire (ex: prolifération des cellules B).

Cytokines: Synergie

• L'effet combiné de deux cytokines est supérieur à la somme des effets individuels.
• La synergie renforce l'action d'une cytokine avec une autre, conduisant à une meilleure réponse en association (effets plus forts).

Cytokines: Classification

• Les lymphocytes T, aux types Th1 et Th2 jouent un rôle fondamental.
• Des cytokines distinctes sont associées à ces sous-types cellulaires, guidant des réponses immunitaires spécifiques, pour les infections parasitaires, pathologies intra-cellulaires, ou plus générales.

Cytokines: Rôle dans l'Immunité Adaptative

• Les Cytokines jouent un rôle actif dans l'activation des macrophages, la sécrétion d'anticorps, et la différenciation des lymphocytes T cytotoxiques.

Cytokines: Rôle du TNF

• Le TNF, à faibles doses, permet une activation locale et inflammatoire.
• À fortes doses, le TNF induit une activation systémique et des dommages importants (choc septique).

Cytokines: Classification (inflammatoires/anti-inflammatoires)

• Les cytokines peuvent être pro-inflammatoires (IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, IL-12, IL-17, IL-18, IL-23, TNF-α, INF-γ, GM-CSF) ou anti-inflammatoires (IL-10, TGF-β, IL-35, sous-famille de l'IL-12).

Cytokines: Rôle dans l'immunité innée

• Les cytokines jouent un rôle spécifique pour l'activation des macrophages face à des micro-organismes.

Cytokines: classification des récepteurs

• Différentes classes de récepteurs pour les cytokines existent et sont regroupés en familles en fonction de leurs caractéristiques communes. Les récepteurs des cytokines, regroupés comme les récepteurs des hématopoïétines, interférons, TNF, superfamille des Ig et les chimiokines sont des protéines spécifiques aux cytokines. Ces protéines permettent des interactions entre cytokines et cellules.

Traitements par les cytokines

• Les cytokines sont utilisées comme outils thérapeutiques.

Cytokines: Rôle des interférons

• Les interférons alpha (INF α) sont produits par les polynucléaires et aident à traiter des hépatites, les lymphomes et d'autres cancers.
• Les interférons bêta (INF β) sont produits par les fibroblastes; et se révèle utile pour les sclérores en plaques.
• Les interférons gamma (INF γ) sont produits par les lymphocytes T et aident à traiter certaines maladies inflammatoires telles que l'ostéoporose et les granulomatoses.

Cytokine immunomodulation

• Les cytokines jouent un rôle important dans la réponse immunitaire à une maladie infectieuse.
• Ce rôle est aussi apparent avec les immunodéficiences primaires.

Propriétés des cytokines

• Les descriptions d'autocrine, endocrine, exocrine, juxtacrine, et paracrine sont présentées.

Interprétez la figure suivante

• Cette section est pour l'interprétation d'une figure. (pas d'interprétation de la figure sans le diagramme)

Cytokines: Antagonisme

• Un antagonisme peut apparaître pour la même fonction, avec des effets opposés. (ex: l'IFN-γ pourrait stimuler l'activation des macrophages, tandis que l'IL-10 pourrait inhiber cet effet).

Quels sont parmi ces cytokines celles qui ont un effet anti-inflammatoire?

• Le texte suggère que l'IL-10 et le TGF-β ont un effet anti-inflammatoire.

Ce quiz aborde le système immunitaire, en mettant l'accent sur le système du complément et les cytokines. Découvrez comment ces protéines plasmatiques s'activent, leur rôle dans l'immunité et leurs applications médicales. Testez vos connaissances sur la structure et les fonctions essentielles du complément.