Le Thymus: Anatomie et Fonction

• Le thymus est un organe médian situé dans la partie supérieure de la cage thoracique, derrière le sternum.
• C'est un organe lymphoïde central (primaire) qui a un rôle fondamental dans l'immunité.
• Le thymus produit les lymphocytes T pré-immuns et contrôle leur différenciation.
• Sa structure est différente de celle de tous les autres organes lymphoïdes.
• Le stroma du thymus est de nature épithéliale, et non conjonctive.
• Le thymus est constitué de deux lobes.
• Le thymus pèse 20 g à la naissance et 40 g à la puberté.
• Chez l'adulte, le thymus s'atrophie et se charge de graisse, mais son activité ne s'arrête jamais complètement.

Origine embryologique

• Le thymus est le premier organe lymphoïde à apparaître au cours du développement embryonnaire.
• Il a une double origine entodermique et mésenchymateuse.
• Il se forme par la réunion médiane de deux ébauches latérales.
• Les ébauches thymiques naissent à 5 semaines au niveau de la 3ème poche branchiale entoblastique.
• Les ébauches, paires, se réunissent sur la ligne médiane vers la 8ème semaine, formant les deux lobes thymiques.
• Les ébauches thymiques sont des cordons épithéliaux pleins qui se séparent rapidement pour former le réticulum thymique ou épithélium thymique.
• Les mailles de la trame épithéliale sont colonisées vers la 10ème semaine par des cellules mésenchymateuses, provenant du foie fœtal hématopoïétique, à l'origine des thymocytes.
• A la fin du 3ème mois, le thymus a sa structure définitive.
• Le thymus libère des lymphocytes T pré-immuns qui vont coloniser les différents tissus.

Structure histologique

• La structure histologique du thymus est bien apparente chez le jeune enfant.
• Les deux lobes thymiques ont une forme de pyramide à base inférieure, réunie par leur face interne.
• Chaque lobe est entouré par une capsule conjonctive qui émet en profondeur des travées incomplètes.
• Ces travées délimitent à l'intérieur du parenchyme thymique des lobules.
• Le lobule thymique représente l'unité morpho-fonctionnelle du thymus.
• La densité cellulaire permet de décrire sur coupe deux zones.
• La zone corticale est sombre et périphérique, partiellement cloisonnée par des expansions du conjonctif péri-lobulaire.
• La zone médullaire est plus claire et centrale, elle renferme les corpuscules de Hassal.
• Le parenchyme thymique est très pauvre en tissu conjonctif et comprends :
  • une trame d'aspect réticulaire, d'origine épithéliale (réticulum thymique).
  • des cellules accessoires de l'immunité, présentatrices d'antigènes.
  • des thymocytes, en perpétuel renouvellement, qui alimentent le pool des lymphocytes T circulants.

Le réticulum thymique

• Il est formé par les prolongements des cellules réticulo-épithéliales.
• Les cellules ont un noyau peu coloré avec une forme étoilée avec de nombreux prolongements cytoplasmiques qui entourent les thymocytes en cours de maturation.
• On distingue quatre types de cellules réticulo-épithéliales :
  • corticales sous-capsulaires qui forment des poches contenant des amas de cellules lymphocytaires et ont un noyau volumineux à chromatine fine avec des tonofilaments et des granules sécrétoires intracytoplasmiques.
  • corticales internes qui forment un large réseau de lymphocytes grands et immatures et sont des cellules avec un noyau pâle, un cytoplasme acidophile et des prolongements cellulaires reliés par des desmosomes.
  • médullaires qui forment un réseau plus dense avec des lymphocytes moins nombreux et plus petits et ont des cellules à noyau volumineux clair.
  • des corpuscules de Hassall qui peuvent s'organiser en structures lamellaires.

Les corpuscules de Hassall

• Ce sont des structures arrondies et volumineuses, de 30 à 100 µm de diamètre, acidophiles et disséminés dans la médullaire.
• Ils ont une organisation caractéristique en bulbe d'oignon.
• Ils sont formés de cellules épithéliales tassées autour d'une masse centrale partiellement nécrotique, de substance kératohyaline.
• Les corpuscules de Hassal seraient le lieu de dégénérescence des cellules épithéliales au sein de cet organe, ou des réserves d'antigènes autologues qui participent à la sélection des lymphocytes.

Les cellules accessoires de l’immunité

• Les macrophages sont peu nombreux, situés surtout à la jonction entre la corticale et la médullaire et phagocytent des débris cellulaires.
• Les cellules présentatrices d'antigènes (CPA) sont morphologiquement très proches des cellules de la trame épithéliale, mais sont mises en évidence par des méthodes immuno-histochimiques.
• Elles sont principalement retrouvées dans la médullaire et peuvent être comparées aux cellules dendritiques des ganglions et de la rate.

Les thymocytes

• Les thymocytes sont les précurseurs des lymphocytes T sanguins.
• Ils sont très nombreux et serrés à l'intérieur des mailles du réticulum thymique.
• Leur densité définit les deux zones du lobule thymique.
• Ils ont un aspect proche à celui des petits lymphocytes sanguins : environ 8µm de diamètre, avec un noyau rond, très chromophile.
• Ces éléments sont en perpétuel renouvellement : les mitoses sont localisées dans la partie externe de la corticale.
• Les thymocytes migrent ensuite vers la médullaire.
• Durant cette migration, il y a plusieurs étapes irréversibles de maturation.
• Les lymphocytes T formés quittent le thymus par voie sanguine au niveau de la partie externe de la médullaire.
• Il s'écoule environ 5 jours entre la multiplication d'une cellule souche et la sortie des lymphocytes T qui en dérivent.

Vascularisation et Innervation

• Le thymus subit une involution progressive, le parenchyme s'appauvrit et est remplacé par du tissu adipeux, ce qui désorganise la structure des lobules.
• L'involution n'est jamais totale et il reste quelques ilots cellulaires fonctionnels.
• L'involution thymique est favorisée par les hormones sexuelles, les glucocorticoïdes, le stress et la dénutrition.

Vascularisation sanguine

• Le thymus est vascularisé par de petites branches de l'artère thoracique interne et de l'artère thyroïdienne inférieure.
• Elles pénètrent dans le thymus en suivant les cloisons interlobulaires.
• Elles fournissent des branches artériolaires qui forment un réseau à la jonction cortico-médullaire et envoient des capillaires dans ces deux zones.
• Dans la corticale, les capillaires ont un très petit diamètre (4 à 6µm).
• L'endothélium est continu, dépourvu de pores, et sa membrane basale le sépare d'un mince feuillet conjonctif.
• Les thymocytes corticaux sont isolés de la circulation sanguine par une barrière hémato-thymique continue contenant :
• les cellules réticulo-épithéliales.
• la basale épithéliale.
• la gaine conjonctive périvasculaire.
• la basale sous-endothéliale.
• l'endothélium.
• Les capillaires débouchent dans des veinules formant deux cercles veineux, l'un péri-lobulaire et l'autre à la partie externe de la médullaire.
• Les veinules médullaires ont un endothélium haut et cubique.
• C'est à ce niveau que les lymphocytes T matures quittent le thymus et passent dans le sang.

Vascularisation lymphatique

• Les vaisseaux lymphatiques apparaissent à la périphérie des lobules et restent étroitement associés aux veines sans capillaires lymphatiques intra-lobulaires.
• Le thymus reçoit des fibres orthosympathiques destinées aux vaisseaux et des fibres parasympathiques dont la signification reste inconnue.

Histophysiologie

• Le thymus est l'organe central de différenciation et de la maturation des lymphocytes T.
• Les précurseurs des lymphocytes T naissent dans la moelle osseuse hématopoïétique et migrent dans la zone externe du cortex thymique.
• D'abord dépourvus de marqueurs membranaires CD, ils acquièrent dans la zone sous-capsulaire du cortex à la fois les marqueurs CD4 et CD8.
• Ces thymocytes corticaux migrent dans les zones les plus profondes du cortex en se multipliant activement.
• Ils permettent de reconnaître les antigènes propres à l'organisme qui appartiennent au complexe majeur d'histocompatibilité (CMH).
• Ensuite, le processus de sélection positive des cellules T peut commencer :
  • Les molécules du CMH2 permettent le développement des cellules T CD4.
  • Les molécules du CMH1 permettent le développement des cellules T CD8.
• Au niveau de la médullaire, le processus de sélection négative s'effectue : les cellules T qui reconnaissent les molécules CMH du soi mais pas les antigènes du soi sont autorisées à poursuivre leur maturation par sélection positive.
• Les cellules T incapables de reconnaître les molécules du CMH ne sont pas sélectionnées et sont éliminées par apoptose.
• Les cellules T qui reconnaissent à la fois les molécules du CMH et les antigènes du soi sont éliminées par sélection négative, une tache effectuée par les cellules dendritiques et les macrophages au niveau de la jonction cortico-médullaire.
• Environ 95 % des thymocytes meurent à l'intérieur du cortex thymique avant toute maturation.
• Les thymocytes fonctionnels ayant survécu au processus de sélection peuvent quitter le thymus à travers les veinules post-capillaires.

Rôle des cellules épithéliales

• La fonction de l'épithélium thymique est double.
• Elles ont un rôle de soutien car elles forment la charpente permanente de l'organe, entourent les lymphocytes et créent un microenvironnement.
• Elles ont un rôle dans la maturation des lymphocytes par la sécrétion de facteurs de croissance et interviennent dans la sélection positive et négative.
• Le mécanisme exact n'est pas clair, mais il y a une implication de l'action de cytokines sécrétées localement et d'hormones.
• Quatre facteurs d'origine thymique ont déjà été isolés : le facteur sérique, la thymosine, la thymopoïétine et le facteur thymique humoral.