Immunologie PCEM2 2021-2022 PDF

UNIVERSITE TUNIS EL MANAR FACULTE DE MEDECINE DE TUNIS PCEM2 THÈME XVI L9ORGANISME HUMAIN FACE AUX AGRESSIONS TOME 1 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 www.fmt.rnu.tn ...

UNIVERSITE TUNIS EL MANAR FACULTE DE MEDECINE DE TUNIS PCEM2 THÈME XVI L9ORGANISME HUMAIN FACE AUX AGRESSIONS TOME 1 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 www.fmt.rnu.tn  PLAN IMMUNOLOGIE 3 I- Reconnaissance de l9an}gène Vue d9ensemble du système immunitaire 4 Les an}gènes 8 Les organes, les cellules et les médiateurs du système immunitaire 14 Les immunoglobulines 26 Développement des Lymphocytes T 36 Développement des Lymphocytes B 44 Le système HLA 49 II- Le système immunitaire chez l9homme sain et chez l9homme malade Le système complémentaire 56 La réponse immune adapta}ve 61 La tolérance 71 L9immunité an}-infec}euse 75 Les réac}ons d9hypersensibilité (HS) 85 La réac}on d9hypersensibilité de type 1 86 Les autres réac}ons d9hypersensibilité (HS) 95 III- Manipula}on de la réponse immunitaire La vaccina}on 101 Explora}on en immunologie 106 PHARMACOLOGIE 115 Introduc}on à la pharmacologie et vie d9un médicament. 116 Voies d9administra}on des médicaments. Formes médicamenteuses. 123 Devenir du médicament dans l9organisme (1). 131 Pharmacociné}que quan}ta}ve 148 No}ons de pharmacodynamie 158 Les interac}ons médicamenteuses 164 Les efets indésirables des médicaments 169 Modioca}ons liées au malade 176 Méthodologie des essais thérapeu}ques 183 Consomma}on des médicaments et causes de l9échec thérapeu}que 189 Ordonnance médicale 193 Médecines alterna}ves 198 2 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1  PCEM2 THEME XVI IMMUNOLOGIE TOME 1 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 3  CHAPITRE I : RECONNAISSANCE DE L9ANTIGÈNE VUE D9ENSEMBLE DU SYSTÈME IMMUNITAIRE INTRODUCTION Le système immunitaire a pour fonc}on d9assurer la protec}on de l9organisme contre les agressions exogènes (celles qui proviennent de l9environnement) ou endogènes (celles qui naissent au sein même de l9organisme). Ce système désigne un ensemble d9éléments qui interagissent entre eux de façon coordonnée pour assurer : - L9intégrité et la cohérence des cellules de l9organisme - L9élimina}on des substances infec}euses auxquels il est exposé L9une des clefs du bon fonc}onnement de ce système est la capacité de dis}nc}on ou à la fréquence de [HLA-A1] x [HLA-B8]). Dans certains cas, le déséquilibre peut exister entre les allèles des 3 loci diférents (exemple : HLA-A1, -B8,-DR3). 3.4. LES RÉACTIONS CROISÉES Une des caractéris}ques des an}gènes HLA est l9existence de réac}ons croisées entre plusieurs spéciocités par}culiè- rement pour les an}gènes de classe I. Les an}gènes à réac}vité croisée cons}tuent alors un groupe appelé «)groupe de réac}vité croisée ou CREG)» (exp. Les an}gènes HLA-A2 et HLA-A28). 3.5. LES VARIATIONS GÉOGRAPHIQUES 50 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 Le polymorphisme du système HLA et le déséquilibre de liaison de ses gènes cons}tuent des ou}ls précieux pour l9étude de la géné}que des popula}ons humaines, car il existe des variabilités d9un groupe ethnique à l9autre 4. LES GÈNES ET MOLÉCULES HLA CLASSE I 4.1. LES GÈNES DE CLASSE I (OU CLASSIQUES Ia) Les gènes HLA-A, -B, et -C codent pour les chaînes lourdes ³ des molécules de classe I présentes à la surface des cellules nucléées de l9organisme. Les gènes HLA de classe I se composent de 8 exons. Le premier exon correspond à la région 59 non traduite et au pep}de signal, les exons 2, 3, 4 codent respec}vement pour les domaines ³1, ³2, ³3 de la chaîne lourde ³ et l9exon 5 pour la par}e transmembranaire de la chaîne lourde. Les exons 6, 7 et 8 codent pour la par}e intracytoplasmique de la molécule. 4.2. LES MOLÉCULES HLA DE CLASSE I A. DISTRIBUTION Ces molécules, très polymorphes, sont largement distribuées sur la majorité des cellules nucléées de l9organisme. Elles sont faiblement détectées sur les cellules endocrines (thyroïde, parathyroïde, hypophyse, ilots de Langerhans), la mu- queuse gastrique, le myocarde, le muscle strié, les hépatocytes. Les érythrocytes (cellules anucléées) n9expriment pas de molécules HLA de classe I. Le nombre de molécules HLA de classe I exprimées par une cellule dépend du type cellulaire et de l9état de diférencia}on de la cellule. Les interférons et le TNF-³ augmentent l9expression des molécules HLA de classe I.Cete expression est variable selon les organes rate > rein > foie > cSur > cerveau. Elle est quan}ta}vement plus impor- tante sur les lymphocytes B (2.6 106/cellule) que sur les lymphocytes T (1.106/cellule). Ces molécules sont absentes sur l9os, le car}lage, la cornée, le trophoblaste et les spermatozoïdes. Elles sont présentes dans les liquides biologiques : sérum, urine, ascite, plasma, liquide séminal, etc. B. STRUCTURE (Fig.2) : La molécule HLA de classe I est un hétérodimère composé d9une chaîne lourde ³ très polymorphe (44 kd) associée d9une façon non covalente à une chaîne légère monomorphe, la ³2-microglobuline (15 kd) codée par un gène situé sur le chro- mosome 15. - La chaîne ³ La chaîne lourde ³ est une glycoprotéine formée de 3 domaines globulaires de 90 acides aminés notés ³1, ³2, ³3. Les domaines ³2 et ³ ³3 sont conforma}onnellement stabilisés par un pont disulfure (S-S). Le domaine ³3 se lie à la ³2 micro- globuline et se prolonge par une par}e transmembranaire hydrophobe et d9un court segment intracytoplasmique. - la ³2 -microglobuline La chaîne ³2 microglobuline est une protéine non glycosylée présentant des homologies avec le domaine ³3. Tout comme la chaîne ³, elle appar}ent à la superfamille des immunoglobulines, mais elle n9est pas polymorphe. La ³2 microglobuline est en}èrement extracellulaire); elle est secrétée en excès par rapport à la chaîne lourde ³ et peut se trouver sous une forme soluble. Cete chaîne est indispensable à l9expression et à la stabilité des molécules de classe I. Figure 2 La structure tridimensionnelle (Figure 3) de la molécule HLA de classe I a été déonie par cristallographie); dans sa par}e LA RÉGION HLA La molécule de classe I Sites allo-antigéniques ³1 NH2 ³2 NH2 Milieu extra cellulaire COOH ³2 m ³3 Membrane cellulaire COOH cytoplasme ­ ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 51 extracellulaire, la molécule HLA de classe I se présente comme une molécule à 2 étages : " Le premier étage est composé par les par}es non polymorphes formées par le domaine ³3 de la chaîne lourde ³ et la ³2 microglobuline, proches de la membrane cellulaire. " Le deuxième étage est formé par les domaines polymorphes ³1 et ³2 de la chaîne lourde. Les domaines ³1 et ³2 forment le site de liaison du pep}de qui se présente comme une fente unique et médiane délimitée par un plateau de huit feuillets an}parallèles sur lequel reposent 2 hélices ³. Cete poche n9est jamais vide. En efet, c9est dans cete rigole que vient se oxer le pep}de an}génique, essen}ellement endogène, qui sera présenté aux lymphocytes T cytotoxiques CD8+. Figure 3 LA RÉGION HLA LA RÉGION HLA Structure spatiale de la cavité peptidique de classe I Structure spatiale de la molécule de classe I C. SYNTHÈSE La chaîne ³, seule codée dans la région HLA, est synthé}sée dans le ré}culum endoplasmique où elle va s9associer d9une part avec la ³2 -microglobuline synthé}sée en excès et d9autre part avec l9un des pep}des présents dans le compar}ment cellulaire. Ces deux associa}ons s9accompagnent de modioca}ons conforma}onnelles et sont toutes les deux indispen- sables à la stabilité de l9ensemble et à son expression membranaire. Les molécules HLA de classe I présentent, aux cellules T CD8+ cytotoxiques, des pep}des an}géniques dérivés des proté- ines endogènes cytosoliques synthé}sées par la cellule, c9est à dire essen}ellement des protéines du soi, mais aussi des protéines provenant de microorganismes à développement intracellulaires (virus). La protéine intracytoplasmique va être dégradée en pep}des sous l9ac}on d9un complexe mul}protéoly}que); le protéa- some. Les pep}des générés vont être transférés, grâce aux molécules TAP, à l9intérieur du ré}culum endoplasmique (RE). Dans le RE, la chaîne lourde ³ et la ³2-microglobuline néo-synthé}sées vont s9associer successivement à des molécules chaperonnes, la calnexine, la calré}culine et la tapasine et forment un complexe qui interagit avec les molécules TAP pour oxer un pep}de qui vient d9être transloqué du cytosol. La molécule HLA de classe I ainsi chargée migre à travers l9appareil de Golgi vers la membrane plasmique où elle va être exprimée à la surface de la cellule permetant la présenta}on aux cellules T cytotoxiques de l9ensemble du complexe, molécule CMH classe I et pep}de. 5. LES GÈNES ET MOLÉCULES HLA DE CLASSE II 5.1. LES GÈNES HLA DE CLASSE II La région HLA de classe II comprend aussi de très nombreux gènes avec trois loci principaux DP, DQ, DR et 2 loci supplé- mentaires DN et DO dont l9expression n9est pas connue. Pour les 3 principaux loci, il existe des gènes A (DRA, DQA, DPA) qui codent pour une chaîne ³ et des gènes B (DRB, DQB, DPB) qui codent pour une chaîne ³. C9est l9associa}on des deux chaînes ³ et ³ qui va cons}tuer la molécule HLA de classe II. " Les loci DQ et DP possèdent chacun 2 gènes A (DQA1, DQA2, DPA1, DPA2) et 2 gènes B (DQB1, DQB2, DPB1, DPB2). Seuls les gènes A1 et B1 s9expriment. Les gènes A2 et B2 sont des pseudogènes. " Pour le locus DR, il existe un seul gène A (DRA) qui code pour une chaîne ³ et plusieurs gènes B (DRB1 à DRB9). Le gène DRB1 s9exprime dans tous les cas et code pour une chaîne ³ (allèles DR1 à DR18). Les gènes DRB2, DRB6, DRB7, DRB8 et DRB9 ne s9expriment pas (pseudogènes). Trois autres gènes DRB3, DRB4, et DRB5 sont présents chez certains individus selon l9haplotye HLA (Fig.4). Lorsqu9ils sont présents, ils expriment une chaîne ³ qui s9associe à la chaîne ³ pour former un deuxième dimère DR à la surface cellulaire. 52 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 La structure de ces gènes A et B de la classe II est très homologue entre les trois loci DR, DQ, DP. Les gènes A comportent 5 exons. Les gènes B comportent 7 exons. L9importance du polymorphisme est variable d9un gène à l9autre. Les gènes DRA et DPA sont peu ou pas polymorphes, alors que, les gènes DRB, DQA, DQB et DPB sont très polymorphes. Figure 4 LA RÉGION HLA Les gènes de classe II Les gènes de type A et B des sous régions DR, DQ et DP synthétisent les chaînes protéiques ³ et ³ dont l ’association en couple forme à la surface des cellules présentatrices d ’antigène les molécules de classe II : DR, DQ et DP. DP DN DM DO DQ DR B2 A2 B1 A1 A A B B B2 A2 B3 B1 A1 B1 B2 B A A A A B1 A B B B3, B4, B5 DP1 à DP6 DQ1 à DQ9 DR1 à DR18 DR52, DR53, DR51 5.2. LES MOLÉCULES HLA DE CLASSE II A. DISTRIBUTION Ce sont des molécules très polymorphes comme celles de classe I, d9expression restreinte aux cellules présentatrices d9an}gène (CPA) : lymphocytes B, monocytes/macrophages, cellules dendri}ques (cellules de Langerhans), les cellules souches de la moelle, ainsi que sur certaines cellules épithéliales (thymus, épididyme, amygdale) et les lymphocytes T ac}vés); ils sont absents sur les plaquetes, les obroblastes, les spermatozoïdes les héma}es, les hépatocytes, les lymphocytes T au repos. Les interférons augmentent l9expression des molécules HLA de classe II sur ces cellules. Parfois même, l9interféron gamma est capable d9induire l9expression de ces molécules par des cellules qui dans les condi}ons normales n9en expriment pas. Les molécules HLA de classe II (Fig.5) sont cons}tuées par 2 chaînes ³ et ³ de poids moléculaire d9environ 30 kd cha- cune. Elles sont associées d9une façon non covalente, pour former un complexe très stable. Les deux chaînes ³ et ³ sont des glycoprotéines appartenant à la superfamille des immunoglobulines comportant une par}e extracellulaire, un segment transmembranaire et un segment intracytoplasmique. Chaque chaîne comprend 2 domaines ³1 et ³2 pour la chaîne ³ et ³1 et ³2 pour la chaîne ³. L9organisa}on spa}ale des molécules HLA de classe II est très similaire à celle des molécules de classe I. Les par}es polymorphes cons}tuent la poche (rigole) dans laquelle vient se loger le pep}de an}génique. Celle-ci est formée (tou- jours selon la même structure en feuillets ³ et hélices ³) par l9associa}on des domaines ³1 et ³1. Figure 5 LA RÉGION HLA La molécule de classe II NH2 NH2 ³1 ³1 Milieu extra cellulaire ³2 ³2 Membrane plasmique Cytoplasme COOH COOH ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 53 B. SYNTHÈSE Les cellules exprimant les molécules de classe II sont essen}ellement les cellules présentatrices de l9an}gène. Toutes ces cellules ont la capacité de phagocytose et/ou d9endocytose. Le pep}de an}génique qui sera associé aux molécules de classe II est dit «)exogène)», car il provient de l9extérieur de la cellule et pénètre par phagocytose et/ou endocytose. Sous l9ac}on des enzymes protéoly}ques provenant de la fusion des lysozymes avec le phagosome, l9an}gène exogène sera dégradé en pe}ts pep}des. Entre temps, les chaînes ³ et ³ codées par les loci HLA classe II, sont synthé}sées dans le ré}culum endoplasmique où elles sont rapidement associées entre elles pour former un dimère ³³. Le dimère est stabilisé par la présence d9une chaîne invariante (Ii ou CD74). Cete dernière, non polymorphe, n9est pas codée par la même région génomique que les molécules du CMH. Son gène est localisé sur le chromosome 5. La chaîne invariante s9associe aux pep}des variables des chaînes ³ et ³ et empêche à ce stade la oxa}on du pep}de an}génique endogène et contrôle le transport du trimère ³³ Ii. Le trimère ainsi formé migre vers le Golgi et est dirigé vers un compar}ment endosomal appelé MIIC (MHC classe II compartment). Au cours de ce trajet, le site de oxa}on pep}dique de la molécule de classe II est constamment occupé par la séquence CLIP (pep}de dérivé de la chaîne Ii) qui main}ent la cavité dans sa bonne conforma}on tout en empêchant la oxa}on de pep}des libres. Dans le compar}ment endosomal acide, la chaîne Ii est dégradée et le pep}de CLIP est libéré et remplacé par un pep}de issu de la protéolyse endosomale. Après fusion avec la membrane cytoplasmique, le pep}de sera présenté à la surface de la cellule et pourra ainsi être reconnu par les cellules T CD4+. 6. LES RÔLES DU SYSTÈME HLA 6.1. PRÉSENTATION DU PEPTIDE ANTIGÉNIQUE Les molécules du CMH jouent un rôle fondamental au cours de la réponse immune par leur capacité à présenter le pep- }de an}génique aux cellules T. En efet, un lymphocyte T (CD4+ ou CD8+) ne peut reconnaître le pep}de an}génique que lorsque ce dernier est associé aux molécules du CMH de l9individu : c9est le phénomène de restric}on allogénique. De ce fait, cete propriété de présenta}on de l9an}gène est cruciale d9une part au cours de la matura}on lymphocytaire T, dans ce cas elle est à la base de la sélec}on clonale (posi}ve et néga}ve), et d9autre part, au cours de la réponse immune. 6.2. LE POLYMORPHISME ET L9ALLORÉACTIVITÉ : RÔLE EN HISTOCOMPATIBILITÉ La mul}plica}on des loci dans chacune des deux familles du CMH et l9appari}on d9un polyallélisme au niveau de chacun des loci a généré un grand polymorphisme. Celui-ci est surtout important au niveau du site de liaison des pep}des. En efet, une modioca}on, même minime, pourra donc modioer la présenta}on an}génique d9une façon importante. Cete variabilité pourrait se traduire alors par une suscep}bilité (ou une résistance) personnelle par}culière vis-à-vis de certaines afec}ons. Cete variabilité individuelle est aussi responsable des phénomènes d9alloréac}vité au cours des transplanta- }ons d9organes. 7. LES APPLICATIONS CLINIQUES DU SYSTÈME HLA Le CMH présente plusieurs applica}ons cliniques : " CMH et maladies L9analyse du système HLA au cours des diférentes pathologies a pu montrer une associa}on de certaines maladies (le plus souvent auto-immunes) avec certains haplotypes HLA (exp : HLA-B27 et spondylarthrite ankylosante, HLA-B51 et maladie de Behcet). L9explica}on de telles associa}ons est encore mal comprise. " CMH et transplanta}on d9organes Le devenir d9un transplant dépend essen}ellement de la réac}on immunologique (humorale et cellulaire) que développe le receveur vis-à-vis des an}gènes propres au donneur et portés par le grefon. Le degré de compa}bilité entre les an}- gènes du CMH du donneur et du receveur dans une transplanta}on est l9élément déterminant de son succès. " CMH et médecine légale Le CMH présente une valeur informa}ve importante dans l9exper}se médico-légale du fait de son polymorphisme et la rareté de certains allèles. " CMH et étude de la géné}que des popula}ons L9étude du polymorphisme HLA permet de suivre les migra}ons des popula}ons et a donc un grand intérêt en anthropo- logie. 54 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1  8. LES MÉTHODES DE TYPAGE DES ANTIGÈNES HLA Le typage HLA est fondamental pour la transplanta}on d9organes. En efet, pour qu9une grefe d9organe ne soit pas rejetée, il faut qu9il y ait une compa}bilité entre le donneur et le receveur dans le système HLA. Plusieurs techniques ont été développées et sont actuellement u}lisées pour le typage. Elles comprennent : " Des méthodes sérologiques ou réac}ons de microlymphocytotoxicité (Fig6) reposent sur l9ap}tude des an}corps cy- totoxiques (après ac}on du complément), spécioques des diférentes molécules HLA à reconnaître des déterminants allotypiques de ces molécules à la surface cellulaire. Elle repose donc sur l9étude de la lyse des lymphocytes du sujet à typer par des an}corps de spéciocité connue en présence de compléments. " Des méthodes cellulaires : basées sur la capacité qu9ont les lymphocytes à proliférer (in vitro) en présence de cellules non iden}ques pour le système HLA. La proliféra}on de ces cellules répondeuses (lymphocytes T du malade) au contact de cellules s}mulantes (lymphocytes B de phénotype connu bloqués par la mitomycine) est mesurée généra- lement par l9incorpora}on de thymidine radioac}ve. " Des méthodes biochimiques " Des méthodes de biologie moléculaire : basées sur la technique d9amplioca}on génique u}lisant des couples d9amorces spécioques d9allèle. Figure 6 : La réac}on de microlymphocytotoxicité + + Lymphocyte AC anti-Ag1 C ’ Complexes Ag1-AC Lymphocyte (Ag1) lysé + + Lymphocyte AC anti-Ag2 C’ Pas de complexes : Ag1, Lymphocyte (Ag1) AC et C ’ restent séparés indemne ­ 9. CONCLUSION La structure par}culière des molécules HLA leur permet d9exercer la fonc}on de présentoir pour des pep}des variés. Leur subdivision en 2 sous-familles (classe I et classe II) a doté le système immunitaire d9un double jeu de glycoprotéines fonc}onnant en parallèle, chaque classe retreint la présenta}on des pep}des à une sous popula}on par}culière des lym- phocytes T. L9intérêt du système HLA en pra}que courante réside dans son implica}on majeure en transplanta}on d9organes d9une part et d9autre part dans ses associa}ons à certaines maladies. La diversité de ses allèles en fait en outre un marqueur extrême- ment puissant dans les études familiales ou de popula}ons et dans le domaine médico-légal. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 55  CHAPITRE II : LE SYSTÈME IMMUNITAIRE CHEZ L9HOMME SAIN ET CHEZ L9HOMME MALADE LE SYSTÈME COMPLÉMENTAIRE Les objec}fs éduca}onnels Au terme de ce cours, l9étudiant pourra : 1- Décrire les voies d9ac}va}on du complément 2- Connaître les mécanismes de régula}on du complément 3- Citer les récepteurs cellulaires du complément 4- Préciser les fonc}ons biologiques du complément 5- Décrire les méthodes d9explora}on et les varia}ons pathologiques du complément INTRODUCTION Décrit il y a près d9un siècle comme un facteur labile à la chaleur complétant l9ac}on bactériologique des an}corps, le complément ou système complémentaire (SC) est en réalité un ensemble complexe cons}tué de plus d9une trentaine de protéines qui sont capables d9interagir entre elles et avec certaines membranes biologiques. L9ac}va}on en cascade de ces diférents composants est à l9origine des ac}vités biologiques dont la plupart dépendent d9interac}ons entre les protéines du SC et des récepteurs cellulaires spécioques. Le SC peut être opéra}onnellement divisé en 3 unités de reconnaissance conduisant au clivage d9une protéine dénommée C3 par des voies parallèles, mais dis}nctes et une unité efectrice terminale commune. - La voie classique (VC) est ac}vée par des an}corps combinés à l9an}gène. - La voie des lec}nes est ac}vée par la oxa}on de la protéine de liaison du mannose (MBP) sur des résidus glucidiques au niveau des parois des microorganismes. - La voie alterne est ac}vée directement au contact de certaines surfaces en l9absence d9an}corps. Finalement le complexe d9ataque membranaire (CAM) est mis en jeu par ces 3 voies d9ac}va}on. 1. LES PROTÉINES DU COMPLÉMENT : Elles sont soit solubles, soit membranaires. On peut dis}nguer 3 groupes de protéines sur des bases fonc}onnelles : - Les protéines par}cipant à l9ac}va}on du SC. - Les protéines par}cipant aux régula}ons. - Les récepteurs cellulaires du complément. Les protéines de la VC et du CAM sont désignées numériquement de C1 à C9. Le composé C1 est formé de 3 sous-uni- tés C1q, C1r, C1s. Les fragments de clivage enzyma}que sont désignés par des letres minuscules C3a, C3b, etc. La letre i indique une molécule inac}vée telle que C3bi. Les protéines de la VA sont représentées par des letres capitales : P (properdine), facteurs B et D. Les protéines du SC ont spontanément tendance à former des complexes mul}moléculaires réversibles. C9est le cas de C1q, C1r et C1s en présence d9ions Calcium, de C4 et C2 d9une part et de C3 et du facteur B d9autre part en présence d9ions Mg++. C9est le cas aussi des composés C5, C6, C7, C8 et C9 dont l9assemblage abou}t à la forma}on du CAM. 56 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 1.1. SITES LABILES DE LIAISON AUX MEMBRANES : Le complément a la propriété par}culière de se déposer à la surface de certaines par}cules biologiques ac}vatrices (com- plexes immuns, bactéries, parasites, etc.). Dans les protéines C3 et C4, la présence d9une liaison interne thio-ester (0-C=S) leur confère une réac}vité excep}onnelle : lors d9un clivage enzyma}que ou lors d9un changement conforma}onnel, cete liaison thioester devient accessible et ca- pable, après ouverture, de se oxer de façon covalente sur une par}cule biologique. Faute d9avoir rencontré cete par}cule ou site accepteur en temps u}le, la molécule reste libre dans la circula}on où elle subit une inac}va}on rapide. Les membranes pauvres en acide sialique cons}tuent de bons sites accepteurs. 1.2. SYNTHÈSE ET GÉNÉTIQUE DES PROTÉINES DU SC : Les protéines du SC sont pour la plupart d9origine hépa}que. Toutefois, d9autres sources cellulaires sont connues telles que les cellules épithéliales ou les monocytes et macrophages. La demi-vie de C3, C4 et B est de l9ordre de 24 h, ce qui implique une synthèse rapide, presque permanente. Les compo- sés C2, C4 et B sont codés par des gènes situés dans la région du CMH et sont caractérisés, comme les protéines C3, C6 et C7 par un polymorphisme allotypique. 2- FONCTIONNEMENT DU SC : L9ac}va}on du système complémentaire se déroule en cascade. Ainsi, un composant du complément acquiert par liaison à une autre protéine une ac}vité enzyma}que et clive un 2ème composant en 2 fragments dont l9un se dote lui-même d9une ac}vité protéoly}que pour le composant du complément suivant. 2.1 VOIE CLASSIQUE : Figure 1 : Clivage de C3 par la voie classique La voie classique (Figure 1) est ac}vée par l9interac}on du premier composant, C1, avec une molécule d9IgM liée à son an}- gène ou avec deux molécules d9IgG (IgG1, IgG3 ou IgG2 de façon moins eïcace). Le C1 peut être ac}vé aussi par d9autres molécules comme certaines structures libérées par des cellules endommagées, certains virus dont le HIV, certaines bac- téries, des glucides et la CRP (C-reac- }ve-protein) en liaison avec les phospholi- pides de certains microorganismes. 2.1.1 ACTIVATION DE C1 : Le C1 est calcium dépendant. Il est for- ­ mé de 3 sous-unités : C1q, C1r, C1s dans un rapport molaire (1/2/2). Il représente deux en}tés fonc}onnelles : l9unité de re- connaissance C1q et l9unité cataly}que, le tétramère C1s-C1r-C1r-C1s. La molécule de C1q a une structure évoquant un bouquet de 6 tulipes avec une por}on centrale obrillaire analogue au collagène et 6 sous-unités périphériques globulaires se liant aux régions Fc des IgG et IgM. La oxa}on de C1q aux ac}vateurs de la VC modioe l9état d9associa}on des sous-unités du C1q, en par}culier au niveau des }ges collagènes de cete protéine. Il en résulte une autoac}va}on de C1r (2) qui devient capable d9ac}ver les deux C1s par protéolyse limitée. Cete ac}va}on de C1s (2) représente le starter de la cascade enzyma}que qui abou}t à la forma}on d9une protéase, la C3 convertase. Le C1s ac}vé clive à la fois C4 et C2, ce qui abou}t à la produc}on des fragments C4b et C2a qui vont s9associer pour former un complexe bimoléculaire en présence d9ions Mg++ : C4b2a ou C3 convertase classique. La C3 convertase classique clive le C3 en 2 fragments C3a et C3b. Ce dernier se oxe par liaison covalente à proximité des sites de clivage. Le complexe ainsi formé, C4b2a3b a, quant à lui, la propriété de cliver C5 et s9appelle la C5 convertase classique. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 57 2.1.2. MÉCANISMES DE RÉGULATION : Plusieurs mécanismes de régula}on interviennent à diférentes étapes de la VC. - Le C1 inhibiteur (C1inh) inhibe l9ac}vité de C1r et C1s en les dissociant de C1q. - La C4bp (binding protein) est une protéine soluble qui se lie à C4b et dissocie la C3 convertase classique. Elle permet aussi au facteur I (inac}vateur de C3) d9inac}ver C4b en le clivant en fragments C4c et C4d. - D9autres facteurs (Figure 2), présents sur les membranes de la plupart des cellules, interviennent soit en dissociant la convertase (Decay accelera}ng factor ou DAF) soit en jouant le rôle de cofacteur de I (MCP et CR1). - Enon, les convertases sont par}culièrement labiles et ont tendance à se dissocier spontanément de façon rapide. 2.2. VOIE DES LECTINES Figure 2 : Voie des lec}nes Une variante de la VC (ogure 2), qui est indépendante du composant C1 et des an}corps, est mise en jeu lors de l9interac}on de lec}nes plasma}ques avec des glucides de certaines surfaces ac}vatrices. L9ac}va}on fait interve- nir un complexe qui est synthé}sé par les hépatocytes et qui ressemble à C1); la MBP (Mannose Binding Protein) ou protéine de liaison du mannose, membre de la famille des collec}nes. La MBP associée à deux protéines, MASP 1 et MASP2, après liaison à des résidus mannose présents sur de nom- breux pathogènes, se comporte comme le C1 et agit sur les C4 et C2 pour former une C3 convertase. 2.3. VOIE ALTERNE : 2.3.1. SÉQUENCES DE RÉACTIONS : En premier lieu, il se forme une C3 convertase ini}atrice soluble qui provient de l9hydrolyse con}nue de la liaison thio-ester d9une pe}te quan}té de C3, qui donne C3H2O (C3 Tick-over). C3H2O a la capacité de oxer une protéine, le facteur B en présence d9ions Mg++ (Figure 3). Le facteur B associé à C3H2O est clivé en deux fragments : Ba et Bb par une enzyme, le facteur D. Il se forme alors un com- plexe bimoléculaire C3H2OBb qui est la C3 convertase alterne ini}atrice, stabilisée par la properdine et qui possède une ac}vité de protéolyse grâce au fragment Bb, qui va cliver C3 en C3b et C3a. Cete ac}vité est, dans les condi}ons normales, contrôlée par des régulateurs comme les facteurs H et I. Ce contrôle ne peut plus avoir lieu lorsqu9il existe une surface ac}vatrice, pauvre en acide sialique, au niveau du site d9expression de la C3 convertase soluble. Cete surface ac}vatrice est généralement retrouvée sur de nombreux pathogènes : bactéries, parasites, virus. C3b se oxe de façon covalente à la surface du pathogène et s9associe en présence de Mg++ avec le facteur B pour former le C3bB); B subit ainsi un clivage par le D. Il s9ensuit la forma}on de C3bBb. C9est la C3 convertase alterne membranaire, présente à la surface ac}vatrice, qui agit sur C3 pour donner de nouvelles molécules de C3b capables à leur tour d9engen- drer de nouvelles convertases, après réac}on avec B et D. On parle de boucle d9amplioca}on : Cete C3 convertase est dite autoampliocatrice (Figure 4). Figure 3 : C3 Tick-over Figure 4 : Stabilisa}on de la C3 convertase alterne 58 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 2.3.2. MÉCANISMES DE RÉGULATION (Fig. 5): Figure 5 : Régula}on du C3 b Deux protéines contrôlent la boucle d9amplioca}on du C3b : - Le facteur H qui dissocie de façon rapide la C3 convertase alterne en se liant avec B. La liaison de H permet aussi au facteur I de cliver C3b en fragments inac}fs. - Des protéines de contrôle membranaire, le DAF et le CR1, interviennent aussi sur la C3 convertase alterne. 2.4 FORMATION D9UN COMPLEXE D9ATTAQUE MEMBRANAIRE : À par}r de C3b, une étape de liaison abou}t, par associa}on covalente d9une molécule de C3b aux C3 convertases, à des complexes trimoléculaires, C4b2a3b et C3bBb3b, respec}ve- ment les C5 convertases de la VC et de la VA. Ces C5 convertases sont capables de protéolyser une liaison Figure 6: Forma}on du CAM pep}dique dans la protéine C5 et entraînent la forma}on de C5a et C5b. La forma}on du CAM débute avec la oxa}on de C6 sur C5b et se poursuit par la oxa}on séquen}elle des composants C7, C8 et C9. Au cours de ce processus, des zones hydrophobes de ces molécules sont exposées et deviennent capables d9inte- ragir avec les bicouches lipidiques des membranes cellulaires. En on de forma}on, le CAM forme un canal transmembranaire grâce à la polymérisa}on du composant C9 (Figure 6). Ce ca- nal transmembranaire entraîne la lyse osmo}que de la cellule. L9ac}vité du CAM est inhibée par des mécanismes d9exocytose et d9endocytose, qui sont par}culièrement eïcaces dans les cellules nucléées. De nombreux systèmes de contrôle interviennent au cours de la forma}on du CAM : - Des protéines plasma}ques telles que la protéine S et la clustérine qui empêchent la oxa}on membranaire des molécules du CAM. - Des protéines membranaires : les protéines C8bp et HRF20 se oxent en empêchant la liaison de C9 et sa polymérisa}on. 3. RÉCEPTEURS CELLULAIRES ET PROTÉINES RÉGULATRICES MEMBRANAIRES : - Le DAF (CD55) est une protéine liée aux phospholipides membranaires qui existe sur un grand nombre de cellules : cellules sanguines, cellules endothéliales et épithéliales. Le DAF dissocie les C3 convertases et cons}tue un système de protec}on contre l9ac}va}on du SC par les cellules autologues. - Le MCP (CD46) est présent sur toutes les cellules sauf les héma}es. Cete protéine oxe C3b et C4b et favorise leur inac}- va}on. Le MCP est un cofacteur du facteur I, à l9instar du DAF. -Le récepteur CR1 lie les fragments C3b et C4b. Il a en outre la fonc}on de cofacteur du facteur I pour le clivage de C3b et de C4b. CR1 existe sur les héma}es, les polynucléaires neutrophiles et éosinophiles, les monocytes et les lymphocytes. - Le récepteur CR2 (CD21) est le récepteur de C3b et de C3d et se trouve sur les lymphocytes B et sur les cellules dendri- }ques folliculaires. - Les récepteurs CR3 et CR4 qui appar}ennent à la famille des intégrités lient les fragments C3bi. Ils sont exprimés surtout sur les monocytes, les polynucléaires et les NK. - Les récepteurs de C3a et C5a existent sur les mastocytes, les polynucléaires et les monocytes. 4. ACTIVITÉS BIOLOGIQUES DU SC : (FIGURE 7) 4.1. LYSE MEMBRANAIRE : La lyse des membranes est le principal efet dû à la forma}on du CAM, efet qui se manifeste surtout à l9égard de cellules non nucléées. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 59 4.2. OPSONISATION ET PHAGOCYTOSE : L9opsonisa}on des microorganismes ou des cellules étrangères par C3b, C3bi et C4b permet leur oxa}on aux récep- teurs CR1, CR3 présents sur les phagocytes (monocytes, neutrophiles) et en un deuxième temps, leur phagocytose. 4.3. SOLUBILISATION ET TRANSPORT DES COMPLEXES IMMUNS : Par la liaison aux récepteurs CR1 des héma}es, les complexes immuns ayant oxé le C3b sont transportés vers le foie et la rate où ils vont être clivés par les macrophages présents dans ces organes. Ce processus entraîne en même temps la perte des récepteurs CR1. 4.4. INDUCTION D9UNE RÉACTION INFLAMMATOIRE : Les fragments C4a, C3a et C5a libérés lors de l9ac}va}on du SC sont appelés anaphylatoxines, car capables d9entraîner une dégranula}on des mastocytes et des basophiles, une augmenta}on de la perméabilité capillaire et la contrac}on des obres musculaires lisses. De plus, C5a, C5b67 et C3a ont un rôle chimiotac}que à l9égard des cellules qui possèdent leurs récepteurs spécioques. C5a est un puissant ac}vateur des neutrophiles et des macrophages. Le fragment C2b généré lors de la VC est une prokinine qui devient biologiquement ac}ve après l9ac}on enzyma}que de la plasmine et entraîne une perméabilité accrue et un Sdème. Figure 7 : Ac}vités biologiques du complément ­ 5. EXPLORATION DU SYSTEME COMPLEMENTAIRE : L9étude du SC se fait soit sur du sérum soit sur plasma EDTA. L9échan}llon doit être acheminé rapidement vers le labora- toire. Si l9examen doit être fait dans un délai important, il faut conserver le sérum à - 70 °. - Le complément est habituellement mesuré en évaluant la capacité du sérum à lyser des héma}es de mouton recouvertes d9an}corps de lapin an}-GR de mouton. Ce dosage concerne l9ensemble des composants de la VC. Les valeurs sont expri- mées en unités par millilitre. L9unité CH50 correspond à la quan}té de sérum nécessaire à la lyse de 50% des héma}es de mouton. - On peut aussi réaliser par immunodifusion radiale ou par néphélométrie les dosages pondéraux de certains composants comme le C3, le C4, le facteur B et le C1inh. Une augmenta}on du taux sérique du SC peut s9observer au cours de certaines maladies infec}euses aiguës ou chro- niques ainsi que dans certaines afec}ons innammatoires. Une hypercomplémentémie s9observe aussi au cours de la gros- sesse. L9hypocomplémentémie se voit dans de nombreuses situa}ons : le plus souvent lors d9un excès de catabolisme, par exemple dans les cas d9ac}va}on de la VC où les composants C1, C2, C4 et C3 sont diminués (maladie sérique aiguë, lupus, cryoglobulinémies, etc.). Il existe aussi des situa}ons d9ac}va}on de la VA avec diminu}on de C3 et de facteur B sans di- minu}on des composants de la VC : C9est le cas de la glomérulonéphrite membrano-proliféra}ve avec facteur néphri}que circulant (autoan}corps an}-C3bBb inhibant l9ac}on de H), également des sep}cémies à Gram néga}fs. Plus rarement, l9hypocomplémentémie est due au défaut géné}que d9un composant. Plusieurs déocits ont été décrits. Le déocit en C2 est le plus fréquent et s9accompagne de glomérulonéphrite ou de lupus, à l9instar du déocit en C4. Le déocit en C1inh s9accompagne d9Sdème angioneuro}que. Les déocits en C5, C6, C7, C8 sont responsables d9infec}ons sévères et répétées par des bactéries du genre Neisseria. 60 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1  LA RÉPONSE IMMUNITAIRE ADAPTATIVE Les objec}fs éduca}onnels Au terme de ce cours, l9étudiant pourra : 1- Décrire les étapes d9ac}va}on du lymphocyte T naïf. 2- Préciser les mécanismes de diférencia}on fonc}onnelle des lymphocytes T auxiliaires. 3- Détailler les mécanismes de diférencia}on des lymphocytes T CD8 cytotoxique. 4- Décrire le mode d9ac}on des LT cytotoxiques. 5- Préciser les mécanismes d9ac}va}on macrophagique par le lymphocyte Th1. 6- Décrire les caractéris}ques de la réponse immune humorale vis-à-vis d9un an}gène thymo-indé- pendant. 7- Détailler les diférentes étapes de la réponse immune humorale vis-à-vis d9un an}gène thymo-dé- pendant. 8- Décrire les caractéris}ques de la réponse immune humorale primaire et secondaire. INTRODUCTION Le système immunitaire est capable de reconnaître et d9éliminer sélec}vement des microorganismes étrangers. En efet, l9organisme répond à l9agression en metant en place un système de défense spécioque de l9an}gène et adapté à la nature de ce dernier appelé immunité adapta}ve ou acquise. La réponse immunitaire adapta}ve est spécioque de l9an}gène du fait que ses acteurs cellulaires, les lymphocytes, portent un seul type de récepteur capable de reconnaître un déterminant an}génique (encore appelé épitope). La réponse adapta}ve est limitée dans le temps à l9éradica}on de l9agresseur dont elle garde la mémoire. La réponse immunitaire immunitaire se déroule dans les organes lymphoïdes secondaires et est le résultat de la pre- mière rencontre entre les lymphocytes naïfs et l9an}gène. La réponse secondaire se produit lors d9exposi}ons ultérieures avec le même an}gène. Cete réponse est plus rapide, plus ample et plus durable, donc plus importante et plus eïcace pour éliminer l9an}gène. La réponse secondaire résulte de l9ac}va}on des lymphocytes mémoires aussi bien T que B. La mémoire permet d9op}miser la capacité du système immunitaire à combatre les infec}ons persistantes et récurrentes. Au cours de la réponse immunitaire, il existe : - une interac}on étroite entre l9immunité innée et adapta}ve : c9est là qu9intervient notamment le rôle des cellules pré- sentatrices d9an}gène (CPA) qui permetent de présenter les pep}des an}géniques aux lymphocytes T. - de nombreuses coopéra}ons cellulaires entre les lymphocytes B et T pour abou}r à une réponse humorale eïcace. - des coopéra}ons cellulaires entre, d9une part, les lymphocytes T CD4 et d9autre part, les lymphocytes T CD8 ou les macrophages, pour abou}r une réponse cellulaire eïcace. À travers l9ac}va}on des lymphocytes B (an}corps), la réponse immunitaire peut assurer une protec}on contre les microor- ganismes à développement extracellulaire. Le rôle essen}el de la branche à média}on cellulaire, à travers l9ac}va}on des lymphocytes T CD8 cytotoxiques, est de détecter et d9éliminer les pathogènes intracellulaires (virus) ainsi que les cellules tumorales. Bien que l9immunité humorale et celle à média}on cellulaire aient des caractères propres, elles ne sont pas complètement indépendantes. En efet, face à certains micropathogènes, l9organisme doit développer les deux types de réponses immunitaires spécioques (avec bien entendu une prédominance de l9une par rapport à l9autre). 1. ACTIVATION ET DIFFÉRENCIATION DES LYMPHOCYTES T CD4 NAÏFS L9ac}va}on des lymphocytes T CD4 (appelées lymphocytes auxiliaires ou helpers) naïfs par la CPA est une première étape cruciale de l9immunité adapta}ve. Ce mécanisme se produit dans les organes lymphoïdes secondaires que les cellules T naïves traversent con}nuellement et où elles sont suscep}bles de rencontrer l9an}gène. L9ac}va}on spécioque des lymphocytes T (LT) est suivie d9une proliféra}on lymphocytaire (expansion clonale) et d9une diférencia}on fonc}onnelle (Th1 et Th2) déonie par la nature des cytokines produites. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 61 1.1 ACTIVATION DES LYMPHOCYTES T CD4 Les cellules présentatrices d9an}gène (CPA) sont des cellules capables de capturer l9an}gène, de l9apprêter et de le pré- senter aux LT sous forme de pe}ts fragments pep}diques associés à des molécules du CMH (voir cours HLA). Pour être ac}vée, une cellule T naïve doit non seulement reconnaître un pep}de étranger oxé à une molécule du CMH du soi, mais également recevoir un deuxième signal dit «)de cos}mula}on)» fourni par cete même CPA. En l9absence de ce deuxième signal, le lymphocyte T subit une ac}va}on incomplète qui entraîne un état réfractaire ou «)anergie)» (og.1) Fig.1 : Présenta}on de l9an}gène : importance du 2ème signal de cos}mula}on Les CPA professionnelles, que sont les cellules dendri}ques, les macrophages et les lymphocytes B, sont des cellules capables d9exposer à leur surface des pep}des associés à des molécules de CMH de classe II et de délivrer des signaux de cos}mula}on nécessaires à l9ac}va}on du lymphocyte T CD4.Parmi ces CPA professionnelles, seules les cellules dendri- }ques matures sont capables d9ac}ver les lymphocytes T CD4 naïfs. Les cellules dendri}ques, présentes dans les }ssus périphériques et par}culièrement dans la peau et les muqueuses (exp : les cellules de Langerhans de la peau), expriment à l9homéostasie un phénotype immature caractérisé par une capacité importante de capture de l9an}gène (micropinocytose, endocytose et phagocytose) et par l9absence d9expression des mo- lécules de cos}mula}on B7 : Elles ne sont donc pas encore équipées pour ac}ver les LT. Lorsqu9une infec}on se produit, ces cellules sont capables de reconnaître des mo}fs moléculaires associés aux pathogènes (Pathogen Associated Molecular Paterns ou PAMPs) qu9on appelle également «)signaux de danger)» à travers la liaison à des récepteurs par}culiers qu9on appelle PRRs (Patern recogni}on receptors) (voir cours immunité an}-infec}euse). Elles sont ainsi s}mulées et gagnent par les vaisseaux lympha}ques aférents l9organe lymphoïde drainant où elles perdent leur capacité de capturer les an}- gènes et achèvent leur matura}on en exprimant les molécules de cos}mula}on. Les lymphocytes T naïfs balayent alors la surface des cellules dendri}ques présentes. Ils peuvent établir des liaisons de faible aïnité via les molécules d9adhésion. Si aucune liaison de haute aïnité n9est établie entre le TCR et le complexe pep}de-CMH, le lymphocyte T naïf quite le ganglion par le vaisseau lympha}que eférent. À l9opposé, si le TCR reconnaît spécioquement le complexe pep}de-CMH, une forte liaison est établie et le processus d9ac}va}on et d9expansion clonale peut débuter. A. PREMIER SIGNAL : ENGAGEMENT DU TCR Cete étape de reconnaissance entre le LT et la cellule dendri}que est essen}elle et condi}onne les événements ultérieurs de la réponse immunitaire spécioque. L9interac}on entre la CPA et le LT se déroule en plusieurs phases : " La première phase de ce dialogue est indépendante de l9an}gène et elle met en jeu des couples de molécules d9adhésion qui vont établir des liaisons de faible aïnité entre la cellule dendri}que et le LT CD4 naïf (og.2). Ces interac}ons transi- toires sont primordiales pour laisser le temps aux cellules T de tester la présence des pep}des spécioques associés aux molécules CMH sur la CPA. 62 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 " La deuxième phase consiste en l9engagement, d9un pe}t Fig.2 : Les molécules d9adhésion entre la CPA et le LT nombre de TCR ayant reconnu leur pep}de an}génique spéci- oque présenté en associa}on aux molécules CMH de classe II. Cete liaison, de faibles aïnités, est stabilisée, d9une part, par l9interac}on de la molécule coréceptrice CD4 avec les molé- cules CMH de classe II et d9autre part, par l9augmenta}on de l9expression de molécules d9adhésion. Toutes ces interac}ons déonissent ce qu9on appelle une sy- napse immunologique avec une zone centrale composée de molécules TCR/pep}de-CMH entourée d9un anneau riche en intégrines et en molécules d9adhésion (og.3). L9associa}on peut se maintenir pendant plusieurs heures, durant lesquels la cel- lule T naïve va pouvoir s9ac}ver, proliférer et se diférencier. Fig.3 : la synapse immunologique B. DEUXIÈME SIGNAL : CO-STIMULATION L9ac}va}on complète conduisant à l9expansion clo- nale des lymphocytes T nécessite une interac}on prolongée avec la cellule dendri}que à travers la reconnaissance spécioque entre TCR et pep}de an- }génique, mais aussi un second signal dit «)de cos}- mula}on)» délivré par les CPA professionnelles. Les molécules de cos}mula}on les mieux caracté- risées sur les CPA sont des homodimères appelées molécules B7 (B7-1 : CD80 et B7-2 : CD86). Le ligand de ces molécules sur le lymphocyte T est appelé CD28. La transduc}on de ces 2 signaux d9ac}va}on (signal 1 : TCR/pep}de-CMH et signal 2 de cos}mula}on) permet la progres- sion du cycle cellulaire de la phase G0 à la phase G1 et l9ac}va}on du métabolisme nécessaire à la mul}plica}on cellulaire. Lors de la transduc}on de ces signaux, la transcrip}on de certains gènes va abou}r à la synthèse de nouvelles protéines par le lymphocyte T CD4 ac}vé : " des cytokines, en par}culier l9IL-2, facteur autocrine de proliféra}on lymphocytaire " des récepteurs de cytokines, notamment la chaîne ³ du récepteur à l9IL-2 ou CD25 " et de protéines membranaires telles que le CD40 ligand qui se lie à CD40 sur les CPA. Cete liaison entraîne une augmen- ta}on de l9expression de CD80/CD86, qui à son tour renforce le signal induit par CD28. Une boucle posi}ve d9ac}va}on s9établit et abou}t à une forte proliféra}on des lymphocytes T spécioques de l9an}gène ini}alement reconnu. C. EXPANSION CLONALE L9ac}va}on du lymphocyte TCD4 est suivie de divisions cellulaires à l9origine de l9expansion d9un clone de cellules olles de même spéciocité an}génique que la cellule ini}alement ac}vée. Cete proliféra}on est indispensable au développement d9une réponse immunitaire eïcace. Cete expansion est sous la dépendance de l9interleukine IL-2 et de l9expression d9un récepteur de haute aïnité à l9IL-2. En efet, les cellules T au repos expriment un récepteur composé des chaînes ³ et ³ qui oxe l9IL-2 avec une faible aïnité. Après ac}va}on, les lymphocytes T CD4 synthé}sent la chaîne ³ qui s9associe aux chaînes ³ et ³ formant un récepteur de plus haute aïnité. Il est important de noter que le signal de cos}mula}on est indispensable à la synthèse et à la sécré}on d9IL-2, elle-même déterminante dans le déclenchement de la réponse immune adapta}ve. Ainsi, la reconnaissance de l9an}gène en absence de cos}mula}on inac}ve les lymphocytes T naïfs, les plaçant dans un état d9anergie caractérisé par l9incapacité à produire et à répondre à l9IL-2. 1.2 DIFFÉRENCIATION LYMPHOCYTAIRE Les lymphocytes T CD4+ récemment ac}vés (appelés Th0) subissent une diférencia}on fonc}onnelle (Th1, Th2), déonie par le prool des cytokines produites et par conséquent par leur fonc}on dans l9ac}va}on des efecteurs de la réponse im- mune. Les lymphocytes Th1 produisent de l9IL-2 et de l9IFN-³ et jouent un rôle clef dans l9ac}va}on des précurseurs de la réponse immune cytotoxique (les lymphocytes T CD8), les cellules NK et les macrophages. Les lymphocytes Th2 produisent préféren}ellement de l9IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 et IL-13. Ces cytokines sont nécessaires à la proliféra}on des LB et à leur difé- rencia}on en plasmocytes producteurs d9an}corps et favorisent ainsi le développement de la réponse immune humorale. # ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 63 Les éléments qui déterminent si une cellule CD4+ Th0 va se dif- Fig.4 : Diférencia}on Th1 ou Th2 férencier en Th1 ou Th2 ne sont pas encore en}èrement connus. De façon générale, un troisième signal est impliqué dans cete diférencia}on. Ce troisième signal est majoritairement représen- té par les cytokines présentes dans le microenvironnement où a lieu l9interac}on physique entre les cellules présentatrices d9an}- gène et les lymphocytes T. L9IL-12 favorise ainsi le développement des Th1 alors que l9IL-4 celle des Th2 (Fig.4). Le microenvironne- ment cytokinique dépend lui-même de la nature de l9an}gène (pathogène) reconnu par les cellules présentatrices d9an}gène. Par exemple, les PAMPs des pathogènes intracellulaires induisent l9ac}va}on des cellules présentatrices d9an}gène et leur sécré}on des cytokines inductrices d9une réponse Th1 telles que l9IL-12. Une boucle de régula}on croisée existe entre les réponses Th1 et Th2); l9IL-4 inhibe la diféren}a}on Th1 et l9IFN-³inhibe la diféren}a- }on Th2. Plus récemment d9autres prools de lymphocytes T CD4 auxiliaires ont été décrits. Les cellules Th17 produisent surtout de l9IL-17 et de l9IL-22. Ces cellules sont importantes pour le contrôle des infec- }ons bactériennes extracellulaires et fongiques et jouent un rôle dans le recrutement et l9ac}va}on des cellules de l9immunité in- née comme les polynucléaires neutrophiles. Les lymphocytes Th17 sont impliqués dans plusieurs maladies auto-immunes et innam- matoires telles que la sclérose en plaques et la polyarthrite rhu- matoïde. Il est important de signaler qu9il existe une certaine plas}cité entre les diférents prools de lymphocytes T efecteurs CD4+ décrits ci-dessus leur permetant de mieux s9adapter au contexte immunologique dans lequel ils se trouvent. Il est aussi important de noter qu9à côté des cellules efectrices générées, un certain nombre de cellules olles va se trans- former en «)cellules mémoires)». Ce sont des lymphocytes à longue durée de vie capables d9assurer une protec}on rapide et eïcace lors de nouvelles exposi}ons de l9organisme au même an}gène qui a induit leur proliféra}on. 1.3 ARRÊT DE PROLIFÉRATION ET CONTRACTION CLONALE Au cours de la réponse immunitaire, l9expansion clonale des lymphocytes T se développe en quelques jours. Cete proliféra- }on massive est suivie d9une phase de contrac}on clonale qui cons}tue un rétrocontrôle nécessaire aon d9empêcher une proliféra}on incontrôlée des lymphocytes T. La contrac}on clonale met en jeu deux principaux mécanismes : " L9inhibi}on de la proliféra}on cellulaire : L9ac}va}on des lymphocytes T à travers le couple TCR/CD28 induit l9expres- sion diférée de plusieurs molécules qui sont capables de modioer le signal de cos}mula}on. L9une d9entre elles est la molécule CTLA-4 («)cytotoxic T lymphocyte an}gen)», CD152), une molécule qui possède des homologies avec la molé- cule CD28 et qui se lie comme elle aux molécules B7mais avec une aïnité supérieure. La liaison de CTLA-4 aux molé- cules B7 délivre un signal inhibiteur à la cellule T ac}vée limitant sa réponse proliféra}ve (og.5). Fig.5 : Expression de molécule CTLA-4 64 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 " La mort par ac}va}on : En cas Fig.6 : La mort cellulaire par ac}va}on de s}mula}on prolongée des lymphocytes T, la contrac}on clonale est assurée par un mé- canisme de mort cellulaire par ac}va}on (AICD : ac}va}on induced cell death). Celle-ci fait intervenir l9expression de la mo- lécule Fas Ligand ou CD95L par les lymphocytes T ac}vés. La liaison de ces molécules à leurs récepteurs Fas exprimés cons}- tu}vement sur les cellules (et qui possèdent un domaine de mort dans leur région intracel- lulaire) provoque l9apoptose du lymphocyte T (og.6). 2. LA RÉPONSE IMMUNE CELLULAIRE Le lymphocyte efecteur CD4 Th1 coopère aussi bien avec le lymphocyte T CD8 que le macrophage aon d9assurer la mise en place d9une réponse immune cellulaire eïcace contre les pathogènes à développement intracellulaire. 2.1. LA RÉPONSE IMMUNE CD8 CYTOTOXIQUE La réponse immune CD8 cytotoxique est caractérisée par l9ac}va}on et la diféren}a}on des LT CD8 en cellules CD8 cyto- toxiques (CTL). Ces dernières acquièrent la capacité de détruire spécioquement par contact direct les cellules exprimant à leur surface des an}gènes viraux ou des an}gènes tumoraux (endoan}gènes) associés aux molécules CMH de classe I. A. ACTIVATION ET DIFFÉRENCIATION DES LYMPHOCYTES Fig.7 : Ac}va}on Th CD4-dépendante CD8 CYTOTOXIQUES des LT CD8+ Lors d9une infec}on virale ou d9une transforma}on tumorale, la cellule al- térée est endocytée par la cellule dendri}que qui migre vers les ganglions drainants et se charge de présenter les pep}des viraux ou tumoraux non seulement aux lymphocytes T CD4+, mais aussi aux lymphocytes T CD8+. Ce phénomène, appelé cross-présenta}on, est une caractéris}que unique des cellules dendri}ques. Il permet à ces cellules de présenter des pep}des exo- gènes sur les molécules HLA de classe I et d9ac}ver ainsi les lymphocytes T CD8 spécioques. Cependant, les CDmatures ne présentent pas assez de molécules de cos}mu- la}on pour ac}ver de façon complète les cellules CD8+. En efet, les lympho- cytes T CD8+ naïfs ont besoin d9un taux très élevé d9ac}vité de cos}mula- }on pour devenir des cellules efectrices cytotoxiques (très probablement à cause de leur rôle très destructeur). Dans ce cas, l9ac}va}on des cellules CD8+ nécessite la coopéra}on des lymphocytes auxiliaires TCD4+ Th1 qui recon- naissent le même an}gène présenté par la CPA. Cete coopéra}on se fait à travers deux mécanismes diférents); - D9un côté, les LT CD4+ Th1 ac}vent la CPA à travers l9interac}on du couple CD40L/CD40 et induisent ainsi une augmenta}on plus importante de l9expression des molécules de cos}mula}on B7 (og. 7). - D9un autre côté, la contribu}on des lymphocytes T CD4 Th1 peut venir de leur produc}on d9IL-2 qui favorise la diférencia}on des lymphocytes T CD8 (og. 7). L9ac}va}on des lymphocytes T CD8+ est ainsi dépendante de l9interven}on des LT CD4+ qui permetent de compenser l9ac}vité cos}mulatrice inadé- quate de la CPA. Les LT CD8+ ac}vés vont ainsi proliférer pour générer un clone de LT CD8+ spécioque de l9an}gène. Certains vont cons}tuer les cel- lules mémoires, d9autres vont se diférencier en cellules efectrices (CTL) dotées de fonc}ons cytotoxiques grâce à la synthèse de molécules toxiques aussi bien solubles que membranaires. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 65 B. PHASE EFFECTRICE Fig.8 : Cytotoxicité des LT CD8+ Les CTL, revenus au site d9infec}on ou de transforma}on, détruisent leurs cibles (cellules infectées par un virus ou tumorales) en induisant le déclenchement d9un programme de mort cellulaire ou apoptose. Ce mécanisme est très intéressant, par}culièrement au cours des infec}ons virales puisque l9apoptose va dégrader l9ADN de la cellule hôte ainsi que l9ADN viral empêchant ainsi l9assemblage des virions qui peuvent infecter des cellules voisines. Les CTL agissent par l9intermédiaire de molécules toxiques solubles et membranaires. Les molécules solubles La reconnaissance des pep}des an}géniques associés aux molécules MHC de classe I exprimés à la surface des cellules infectées entraîne une mobilisa}on rapide des granules contenus dans les CTL vers leur membrane. Ces granules con}ennent des molécules (perforines et gran- zymes) qui sont ini}alement stockées à pH acide sous forme inac}ve. Après la fusion des granules avec la membrane plasmique, les molécules relarguées dans les espaces extracellulaires s9ac}vent à pH neutre. La perforine libérée crée des pores dans la membrane de la cellule cible. Les granzymes, qui sont des protéases à sérine, pénètrent dans la cible par ces pores et induisent l9ac}va}on des caspases abou}ssant à la frag- menta}on de l9ADN et la mort cellulaire par apoptose (og.8). Les molécules membranaires Une voie alterna}ve de lyse consiste en l9induc}on de l9expression de Fig.9 : Ac}va}on du macrophage Fas Ligand par les CTL. L9interac}on de Fas Ligand avec les molécules Fas par le lymphocyte Th1 exprimées sur les cellules infectées ou tumorales entraîne la mort de ces dernières également par ac}va}on de l9apoptose. Ainsi, les CTL adhèrent dans un premier temps, à la cellule cible par des interac}ons de faible aïnité entre les couples de molécules d9adhésion. Ayant reconnu spécioquement le pep}de an}génique (qui a induit sa proliféra}on et sa diférencia}on), le CTL va libérer les molécules cyto- toxiques qui induisent la mort cellulaire. Après avoir accompli son «)coup létal)», le CTL se sépare de la cellule cible pour aller ataquer de nouvelles cibles accomplissant «)un meurtre en série)». La majorité des cellules T CD8+ cytotoxiques peuvent aussi libérer des cytokines comme l9IFN-³ qui contribue à la défense de l9hôte par dif- férents mécanismes. L9IFN-³ inhibe directement la réplica}on virale et induit l9expression de molécules CMH de classe I par les cellules infectées (ce qui va augmenter la chance pour qu9elles soient reconnues comme cibles d9une ataque cytotoxique). 2.2. L9ACTIVATION DES MACROPHAGES Le lymphocyte T CD4 Th1 est capable de fournir des signaux ac}vateurs aux macrophages les rendant capables de détruire les pathogènes ingérés. Ceci est par}culièrement important dans le cas des pathogènes à dévelop- pement intracellulaire ayant résisté à la lyse après avoir été ingérés. Ce mécanisme implique une coopéra}on in situ entre le lymphocyte Th1 efecteur (préalablement ac}vé par la CD au niveau du ganglion) et le macrophage metant en jeu une reconnaissance spécioque des pep}des an}géniques de ces pathogènes présentés par les molécules CMH de classe II du macrophage. Le lymphocyte Th1 ayant reconnu spécioquement le macrophage infecté délivre alors deux signaux ac}vateurs); d9une part l9IFN-³, une puissante cytokine ac}vatrice des fonc}ons macrophagiques et d9autre part, le CD40L qui se liera au CD40 exprimé par le macrophage (Fig. 9). Ces deux signaux vont agir en synergie de manière à augmenter l9ac}vité microbicide du macrophage en induisant en par}culier la produc}on d9oxyde nitrique (NO) et du superoxyde (O2-). Le macrophage ac}vé produit alors plusieurs médiateurs tels que l9IL-12 et le TNF-³. L9IL-12 joue un rôle important dans le main}en de la produc}on d9IFN-³par le lymphocyte T CD4 Th1. Le TNF-³ agit sur le macrophage de manière autocrine et en synergie avec l9IFN-³en amplioant l9ac}on microbicide du macrophage. 66 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 L9importance de l9axe IL-12/IFN-³ dans l9immunité à média}on cellulaire vis-à-vis des pathogènes à développement intra- cellulaire (en par}culier les mycobactéries) est illustrée par le syndrome de suscep}bilité mendélienne aux mycobactéries. Ce syndrome, secondaire à des muta}ons géné}ques des gènes impliqués dans cet axe (récepteur à l9IL-12, récepteur à l9IFN-³, IL-12, etc.) est, en efet, caractérisé par des infec}ons récurrentes aux mycobactéries. 3. LA RÉPONSE IMMUNE HUMORALE Les an}corps jouent un rôle très important au cours de la réponse immune en entraînant la destruc}on des microorga- nismes à développement extracellulaire. L9ac}va}on des cellules B et leur diférencia}on en plasmocytes sécrétant les an}corps est induite par l9an}gène et nécessite généralement la présence de cellules T auxiliaires CD4+ le plus souvent de type Th2. Dans ce cas, on parle d9an}gène thymo-dépendants. Plus rarement, certains an}gènes, qu9on appelle thymo-in- dépendants, sont capables d9ac}ver directement les lymphocytes B sans l9aide des lymphocytes T auxiliaires. 3.1 LES ANTIGÈNES T INDÉPENDANTS Ces an}gènes sont capables d9induire directement la produc}on d9an}corps. Ils sont généralement cons}tués d9épitopes répé}}fs (tels que les lipopolysaccharides ou LPS bactériens) qui vont entraîner l9engagement simultané de plusieurs ré- cepteurs membranaires (BCR) avec ces mul}ples déterminants an}géniques. Ce phénomène de pontage induit la trans- mission d9un signal d9ac}va}on intracellulaire responsable de la synthèse des immunoglobulines (Ig). Cete produc}on est rapide et abou}t à la sécré}on d9IgM. Le LB ne conserve pas de mémoire suite à ce contact an}génique); une exposi}on ultérieure au même an}gène reproduira le même type de réponse avec les mêmes caractéris}ques qu9une réponse pri- maire sans commuta}on de classes des immunoglobulines. 3.2 LES ANTIGÈNES T DÉPENDANTS Ces an}gènes, de type pep}dique, sont les plus fréquents. La seule interac}on entre ces an}gènes et le BCR (considéré comme le 1er signal d9ac}va}on) n9est pas suïsante pour ac}ver le LB et déclencher la synthèse d9an}corps. Les LB ont be- soin d9une aide fournie par les LT (Th) (2ème signal dans le cadre d9une coopéra}on T- B déonissant la réponse T dépendante où le LB se comporte en cellule présentant l9an}gène au LT. À l9inverse des an}gènes thymo-dépendants, le LB conserve la mémoire de ce contact); une exposi}on ultérieure au même an}gène produira une réponse de type secondaire avec produc}on d9an}corps caractérisés par une meilleure aïnité (grâce au mécanisme de muta}ons soma}ques) et une pré- dominance des IgG (grâce au mécanisme de commuta}on isotypique). A. RECONNAISSANCE ET PRÉSENTATION DE L9ANTIGÈNE L9immunoglobuline de surface cons}tue le récepteur an}génique de la cellule B (BCR) qui joue deux rôles dans l9ac}va}on de la cellule B : - d9abord, il reconnaît l9an}gène spécioque sous sa forme na}ve et transmet un premier signal d9ac}va}on à l9intérieur de la cellule à la manière du TCR. - ensuite, il peut être internalisé (en associa}on avec l9an}gène) dans des vésicules d9endocytose dans lesquelles l9an}gène sera dégradé sous forme de pep}des Fig.10 : sites d9induc}on de la réponse humorale an}géniques. Ces pep}des sont pré- sentés à la surface du LB en associa}on aux molécules CMH de classe II. Les lymphocytes B spécioques qui ont internalisé l9an}gène migrent du cortex vers les zones T du ganglion lympha}que (og. 10). Le complexe pep}de-CMH, pré- senté par le LB va être reconnu par les cellules T CD4+ spécioques de l9an}gène préalablement ac}vé par la CD. Il y aura alors forma}on d9un conjugué B-T per- metant la coopéra}on entre ces deux cellules à la jonc}on entre le cortex et le paracortex (og. 10). Le lymphocyte B reçoit, en efet, du lymphocyte T deux signaux essen}els à sa proliféra}on et sa diféren}a}on (og. 11). L9interac}on CD40L/CD40 dé- livre un signal de cos}mula}on au LB, ce qui contribue au déclenchement du cy- ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 67 cle cellulaire de la cellule B ini}alement au repos. Les cytokines Th2, en par}culier l9IL-4, sont importantes pour l9expansion clonale des LB, la diférencia}on en plasmocytes et la produc}on d9an}corps. Ces deux signaux (cytokines Th2 et CD40L) agissent en synergie. Fig.11 : La coopéra}on B-T B. PROLIFÉRATION ET DIFFÉRENCIATION DES LB " Lorsque l9ac}va}on des LB se produit suite à la coopéra}on B-T, de pe}ts foyers de cellules B proliféra}ves se forment aux bords de la zone T générant un grand nombre de cellules olles de même spéciocité (Fig.12). Les cellules B de ces foyers extrafolliculaires se diférencient en plasmocytes sécréteurs d9isotype IgM. il s9agit d9une sécré}on rapide qui permet d9assurer une protec}on immédiate de l9individu infecté qu9on appelle réponse primaire. Un pe}t nombre de lympho- cytes B subissent néanmoins une commuta}on de classe générant un taux faible d9IgG. Un autre con}ngent se diféren}e en cellules B mémoires qui va peupler les organes lymphoïdes secondaires. " Lors d9une seconde immunisa}on, les lymphocytes B mémoires ac}vés migrent avec quelques LTh des foyers extrafollicu- laires vers les follicules lymphoïdes primaires où ces cellules con}nuent à proliférer jusqu9à former des follicules secon- daires (Fig.12). Ces derniers fournissent un microenvironnement spécialisé (centre germina}f) favorable aux interac}ons entrent les cellules B, les cellules Th ac}vées (qu9on appelle lymphocytes T folliculaires) et les cellules folliculaires dendri- }ques (CFD) (Fig.13). Ces dernières sont des cellules par}culières qui peuvent présenter le long de leurs prolongements l9an}gène na}f opsonisé par les an}corps et/ou le complément, et ce, grâce à l9expression des récepteurs du complément et de la région Fc des IgG. Fig.12 : Diférentes étapes du déroulement de la réponse humorale T-dépendante 68 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 " Dans le centre germina}f, on dis}ngue deux zones principales dites zone sombre et zone claire (og.13). Fig.13 : Proliféra}on et diférencia}on des LB dans les centres germina}fs 2La zone sombre est peuplée de centroblastes dont la forte densité cellulaire est à l9origine de ce nom. Ce sont des lymphocytes B en proliféra}on qui ne fabriquent plus d9immunoglobuline de surface, car leurs gènes subissent des hypermuta}ons soma}ques. Ces dernières sont des muta}ons ponctuelles dans les régions variables des gènes des immunoglobulines qui conduisent à une diversioca}on des régions hypervariables et dont le but ul}me est la matura- }on de l9aïnité de l9an}corps. 2Les centroblastes ayant subi le phénomène d9hypermuta}on soma}ques déplacent vers le bord du follicule et donnent une descendance appelée «)centrocytes)» qui peuple la zone claire du centre germina}f. Ces derniers sont de plus pe}te taille, ne prolifèrent plus et sont enchevêtrés dans un large réseau de CFD, car ils établissent un contact étroit avec l9an}gène présenté sur les longs prolongements de ces cellules. Ils expriment leur nouvelle immunoglobuline de surface qui suite au phénomène d9hypermuta}on soma}que a soit gagné ou perdu en aïnité par rapport à l9immu- noglobuline ini}ale. " La majorité des centrocytes formés portent une Ig membranaire de faible aïnité et ne peuvent pas oxer l9an}gène pré- senté par les CFD. Ils meurent ainsi par apoptose dans la zone claire basale des centres germina}fs puis sont phagocytés par un type par}culier de macrophage : le macrophage à corps }ngibles (og.13). 2Les centrocytes portant une Ig membranaire de forte aïnité et qui interagissent avec la CFD subissent une diférencia- }on au sein de la zone claire grâce à des signaux de survie et subissent le phénomène de commuta}on de classe qui consiste en un réarrangement géné}que de la région constante de la chaîne lourde des Ig conduisant à la produc}on des an}corps d9isotypes IgG, IgA ou IgE. Les cytokines induisent la commuta}on en s}mulant la forma}on et l9épissage des ARNm transcrits à par}r des gènes C de la chaîne lourde : L9IL-4 oriente la commuta}on vers IgG1 et IgE, L9IL-5 induit la sécré}on d9IgA, le TGF-³ dirige la commuta}on vers l9IgG2 et IgA. Bien que les cellules Th1 soient de faibles ac}vatrices des réponses an}corps, elles par}cipent à la commuta}on de classe en libérant de l9interféron (IFN-³) qui oriente la commuta}on vers IgG2 et IgG3 (og.14). 2Les centrocytes se diféren}ent ainsi en deux types de descendants : les pe}tes cellules B à mémoire et les gros plas- moblastes qui perdent l9expression des Ig de surface et migrent vers la médullaire du ganglion lympha}que où ils se ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 69  développent en plasmocytes et commencent à sécréter des immunoglobulines. Certaines cellules B à mémoire restent au voisinage du centre germina}f, tandis que d9autres quitent le ganglion lympha}que par un vaisseau lympha}que eférent et recirculent vers d9autres régions de l9organisme. " Il est important de noter que les trois phénomènes importants qui se produisent lors de la matura}on du LB dans le centre germina}f, à savoir les hypermuta}ons soma}ques, la commuta}on de classe et la généra}on de cellules B mé- moires, sont strictement dépendants des signaux délivrés par le lymphocyte T. Fig.14 : Importance des LT auxiliaires au cours de la commuta}on isotypique C. PROFIL DE LA RÉPONSE IMMUNE HUMORALE (FIG.15) La ciné}que et les caractéris}ques de la réponse humorale difèrent considérablement suivant qu9elles résultent de l9ac}- va}on des lymphocytes naïfs (réponse primaire) ou des lymphocytes à mémoire (réponse secondaire) - La réponse primaire : est caractérisée par un temps de latence prolongé entre l9introduc}on de l9an}gène et l9appari}on d9an}corps qui sont de type IgM. Ces an}corps sont de faible aïnité et des taux rela}vement assez bas. - La réponse secondaire : une deuxième introduc}on du même an}gène induit une réponse plus rapide, avec une courte phase de latence et plus intense conduisant à une importante éléva}on du taux des an}corps caractérisés par l9aug- menta}on de leur aïnité (grâce au mécanisme de muta}ons soma}ques) et la prédominance des IgG (commuta}ons isotypiques). Ces an}corps apportent ainsi une défense plus eïcace à l9hôte. Fig.15 : Prool de la réponse immune humorale 70 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1  LA TOLÉRANCE IMMUNITAIRE Les objec}fs éduca}onnels Au terme de ce cours, l9étudiant pourra : 1. Déonir la tolérance immunitaire 2. Décrire le mécanisme de la tolérance centrale des lymphocytes T 3. Préciser les mécanismes de la tolérance centrale des lymphocytes B 4. Décrire les mécanismes de la tolérance périphérique des lymphocytes T 5. Citer les mécanismes de la tolérance périphérique des lymphocytes B 6. Déonir les lymphocytes T régulateurs INTRODUCTION L9immunité adapta}ve est fondée sur la capacité du système immunitaire de générer dans les compar}ments B et T, des répertoires d9une extrême diversité, c9est-à-dire des récepteurs pour l9an}gène pouvant théoriquement reconnaître un nombre illimité d9an}gènes. L9acquisi}on de tels répertoires est un avantage sélec}f majeur assurant la protec}on de l9or- ganisme face à la diversité structurale des agents pathogènes de l9environnement. Cependant, elle expose l9organisme au risque de reconnaître les an}gènes du soi et de développer des réac}ons délétères contre ses propres cons}tuants. On conçoit donc la nécessité de mécanismes contrôlant l9émergence ou l9ac}va}on des clones lymphocytaires capables de reconnaître les an}gènes du soi. Ces mécanismes sont à la base de la tolérance immunitaire. La tolérance immunitaire peut être déonie comme «)un état physiolo- Figure 1 : Sélec}on thymique gique acquis où le système immunitaire ne réagit pas de façon agressive du répertoire des lymphocytes T. contre les cons}tuants de l9organisme dans lequel il s9est développé)» (R. Schwartz, 1993). On sait maintenant que les mécanismes à la base de l9induc}on et/ou du main}en de la tolérance immunitaire sont divers. On déonit sous le terme de «)tolérance centrale)», les mécanismes qui interviennent dans la sé- lec}on du répertoire des lymphocytes B et T au niveau des organes lym- phoïdes centraux (moelle osseuse et thymus) et qui abou}ssent essen}el- lement à l9élimina}on des clones autoréac}fs. Les lymphocytes autoréac}fs qui échappent à ce processus de sélec}on migrent à la périphérie et vont être la cible des mécanismes de «)tolérance périphérique)». Ces derniers mécanismes sont beaucoup plus divers allant de l9inac}va}on fonc}onnelle ou anergie à l9interven}on des cellules immunorégulatrices. La tolérance immunitaire concerne tout aussi bien les lymphocytes T que les lymphocytes B. Les mécanismes qui sous-tendent la tolérance T restent cependant mieux connus. 1. LA TOLÉRANCE CENTRALE : 1.1. DANS LE COMPARTIMENT T : Dans le thymus, deux événements majeurs contribuent à l9établissement du répertoire lymphocytaire T périphérique. Le premier est la sélec}on des cellules capables de reconnaître les pep}des restreints par les molécules du CMH de classe I et II. Ce processus dit de «)sélec}on posi}ve)» ou de «)restric- }on allogénique)» (voir cours CMH) abou}t à l9élimina}on des cellules T qui ne sont pas capables d9interagir avec les molécules du CMH. Le deuxième événement, appelé «)sélec}on néga}ve)» permet la délé}on, par un méca- nisme d9apoptose, des cellules T qui reconnaissent avec une forte aïnité les an}gènes du soi en associa}on avec les molécules du CMH I ou II (Figure 1). Plus de 90% des thymocytes meurent dans le thymus par ce mécanisme. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 71 1.2. DANS LE COMPARTIMENT B : Figure 2 : Tolérance centrale Les mécanismes de sélec}on du répertoire B dans la moelle osseuse sont du lymphocyte B. moins bien connus que ceux régissant le répertoire T dans le thymus. Plu- sieurs études expérimentales u}lisant des souris transgéniques montrent que ces mécanismes difèrent selon la nature et la concentra}on de l9autoan}gène exprimé dans la moelle osseuse ainsi que l9aïnité du BCR à cet an}gène (Fi- gure 2). Trois phénomènes diférents existent : la délé}on clonale, l9anergie clonale et le ré-édi}ng du récepteur. 1.2.1. DÉLÉTION CLONALE : Tout comme le lymphocyte T, le lymphocyte B qui présente un récepteur re- connaissant avec un forte aïnité un autoan}gène exprimé dans la moelle osseuse est supprimé par apoptose (Figure 2). Ce mécanisme est cependant restreint aux an}gènes mul}valents établissant des pontages entre plusieurs BCR (forte avidité). Il concerne par}culièrement les an}gènes membranaires. 1.2.2. Anergie clonale : Les lymphocytes B immatures qui reconnaissent spécioquement des an}gènes monovalents, le plus souvent solubles peuvent échapper au phénomène de délé}on clonale mais sont rendus inac}fs à toute s}mula}on par leur récepteur de surface (Figure 2). C9est le phénomène d9anergie des lymphocytes B qui repose, d9une part, sur la modula}on de l9expression du récepteur de surface et d9autre part, sur la désensibilisa}on de celui-ci. 1.2.3. RÉ-ÉDITING DU RÉCEPTEUR : Certains lymphocytes B capables de reconnaître des an}gènes du soi peuvent échapper à la délé}on clonale en changeant de spéciocité an}génique (Figure 3). Ce phénomène appelé ré-édi}ng ou traitement du récepteur repose sur l9ac}va}on, au niveau de la moelle osseuse, de nouveaux réarrangements des chaînes légères » ou », permetant l9expression d9un nouveau récepteur ne présentant plus d9aïnité avec ces autoan}gènes. 2. LA TOLÉRANCE PÉRIPHÉRIQUE : 2.2. DELETION PERIPHERIQUE, IGNORANCE ET ANERGIE DES LYMPHOCYTES T: 2.1.1. DÉLÉTION PÉRIPHÉRIQUE DES LYMPHOCYTES T : La délé}on clonale cons}tue un élément Figure 4 : L9apoptose induite après ac}va}on des lymphocytes T majeur de la tolérance centrale. Cepen- dant, une fois exportés à la périphérie, les lymphocytes matures peuvent aussi aller à l9encontre du phénomène de délé}on. L9apoptose induite après ac}va}on des lym- phocytes, appelée AICD (Ac}va}on-Induced Cell Death), est un mécanisme de rétro- contrôle de la réponse immune. L9ac}va}on répétée du lymphocyte T induit en efet la co-expression du récepteur de mort cellu- laire Fas (CD95) et de son ligand Fas Ligand (FasL). L9interac}on Fas-FasL sur la même cellule ou sur deux cellules adjacentes induit un signal de mort cellulaire (Figure 4). Le phénomène de délé}on périphérique des lymphocytes T est bien démontré grâce aux expériences u}lisant les superan}gènes. Ainsi, l9injec}on d9un superan}gène microbien entraîne une phase ini}ale d9ac}va}on et d9expansion des lymphocytes T périphériques portant une chaîne V³ donnée du TCR, suivie d9une phase secondaire dans laquelle la grande majorité de ces lymphocytes sont éliminés par apoptose. 2.1.2. IGNORANCE OU INDIFFÉRENCE IMMUNITAIRE DES LYMPHOCYTES T : Des an}gènes peuvent être «)ignorés)» par le système immunitaire. Certains peuvent être séquestrés dans un territoire anatomique inaccessible aux cellules immunitaires. C9est le cas, par exemple, des an}gènes du cristallin ou encore des an}gènes portés par les spermatozoïdes. D9autres an}gènes peuvent être présents, notamment dans les organes non lymphoïdes, sous une forme peu immunogène (peu de complexes CHM-pep}des, etc.). Ces an}gènes sont d9ailleurs, en l9absence d9innamma}on, inaccessibles aux cellules immunitaires. 72 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 2.1.3. L9ANERGIE DES LYMPHOCYTES T : L9induc}on d9une tolérance périphérique implique dans la grande majorité des cas le phénomène d9anergie ou d9inac}va- }on fonc}onnelle des lymphocytes. Il est bien établi désormais que l9ac}va}on eïcace d9un lymphocyte T naïf requiert la transduc}on de deux types de signaux faisant intervenir d9une part, le récepteur à l9an}gène et d9autre part, les récepteurs dits de cos}mula}on, en par}culier le CD28, dont le ligand, la molécule B7, est exprimé par les cellules présentatrices de l9an}gène. L9ac}va}on d9un lymphocyte par le TCR en l9absence de signaux de co-s}mula}on induit un état d9anergie déoni comme un état de non-réponse (absence d9ac}va}on, de proliféra}on et de produc}on de cytokines) des lymphocytes à une s}mula}on an}génique (Figure 5). L9anergie est un phénomène ac}f et spécioque de l9an}gène. Une fois rendu aner- gique, le lymphocyte demeure insensible à toute res}mula}on par le pep}de qui a induit l9anergie. L9anergie est un élément majeur de la tolérance périphérique. En efet, les lymphocytes autoréac}fs ayant échappé aux mé- canismes de tolérance centrale, migrent à la périphérie et sont confrontés aux au- Figure 5 : Mécanisme d9anergie des lymphocytes T en périphérie toan}gènes exprimés par les cellules des diférents }ssus de l9organisme qui ne sont pas, par déoni}on, des cellules pré- sentatrices professionnelles de l9an}gène, puisqu9elles n9expriment pas de molé- cules de cos}mula}on. Les lymphocytes se retrouvent ainsi dans la situa}on où le signal délivré par le TCR est transduit en l9absence de signal de cos}mula}on d9où anergie. L9anergie des lymphocytes T peut éga- lement résulter de l9interac}on entre la molécule CTLA-4, exprimée par le lym- phocyte T et la molécule B7, exprimée sur la cellule présentatrice d9an}gène. L9expression de CTLA-4 est induite après ac}va}on du lymphocyte T. Elle cons}- tue un mécanisme de rétrocontrôle de la réponse immune. CTLA-4, dont l9aïnité pour B7 est plus importante que celle de la molécule CD28, est une molécule qui délivre un signal inhibiteur au lymphocyte T (Figure 5). 2.2 DÉLÉTION PÉRIPHÉRIQUE ET IGNORANCE DES LYMPHOCYTES B : 2.2.1. LA DÉLÉTION PÉRIPHÉRIQUE : La délé}on périphérique des lymphocytes B se fait à un moment crucial de leur diféren}a}on, à savoir au cours de la ma- tura}on de l9aïnité dans le centre germina}f des follicules lymphoïdes. Les hypermuta}ons soma}ques qui surviennent à ce stade font apparaître des récepteurs de l9an}gène de plus forte aïnité. L9ac}va}on des lymphocytes B et leur diféren- }a}on en plasmocytes producteurs d9an}corps spécioques nécessitent des signaux de survie (second signal) délivrés par les cellules T reconnaissant ce même an}gène. Lorsque les hypermuta}ons soma}ques font apparaître des récepteurs de surface spécioques d9autoan}gènes, les lymphocytes B autoréac}fs meurent généralement par apoptose en l9absence de lymphocytes T CD4 auxiliaires autoréac}fs. Figure 6 : Lymphocytes T régulateurs naturels et induits 2.2.2. L9IGNORANCE : Tout comme le lymphocyte T, certains lymphocytes B peuvent ignorer certains an}gènes. C9est les cas par exemple des an}- gènes monovalents solubles. 2.3 LES LYMPHOCYTES T RÉGULATEURS Plusieurs modèles expérimentaux montrent l9existence de popula}ons de lymphocytes T capables de contrôler les capa- cités fonc}onnelles d9autres lymphocytes T. Ces lymphocytes sont appelés lymphocytes T régulateurs. Plusieurs popula}ons cellulaires régulatrices ont été iden- }oées (Figure 6). La plus étudiée est la popula}on de lym- phocytes T régulateurs naturels CD4+CD25+, générée dans le ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 73 thymus dans la période néonatale et dont le main}en et l9ac}va}on sont dépendantes de l9IL-2. Ces cellules sont capables, lorsqu9elles sont ac}vées par leur TCR, de supprimer les fonc}ons efectrices d9autres popula}ons lymphocytaires (pro- liféra}on, produc}on de cytokines, etc.). Leur mécanisme d9ac}on, encore très discuté est dépendant d9une interac}on cellulaire directe avec la cellule cible. Peu de marqueurs cellulaires sont spécioques des cellules T régulatrices CD4+CD25+. On citera le facteur de transcrip}on FOXP3 qui serait impliqué directement dans la fonc}on régulatrice de ces cellules. Un certain nombre de données suggèrent que les LT régulateurs peuvent également être générés de novo en périphérie à par}r de cellules naïves, dans un environnement par}culier (riche en IL-10 et/ou TGF-³). Les lymphocytes T régulateurs jouent un rôle important dans le main}en de la tolérance vis-à-vis des an}gènes du soi, mais aussi dans le contrôle de la réponse immune an}-infec}euse. Ces cellules sont actuellement largement étudiées dans diférents modèles murins de maladies auto-immunes, infec}euses et cancéreuses ainsi que dans diférentes pathologies humaines auto-immunes où l9hypothèse d9une anomalie quan}ta}ve ou qualita}ve de ces cellules est actuellement testée. 74 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1  IMMUNITÉ ANTI-INFECTIEUSE Les objec}fs éduca}onnels Au terme de son appren}ssage, l9étudiant doit être capable de : 1- Connaître les diférents composants de l9immunité innée ou non spécioque 2- Préciser les diférents mécanismes de défense an} bactérienne (bactéries intra et extracellulaires) et an} fongique 3- Détailler les mécanismes des réponses immunes an} virale et an} parasitaire 4- Préciser les diférents procédés d9évasion des agents infec}eux. L9évolu}on d9une infec}on est tributaire des trois événements majeurs suivants: la pénétra}on du microbe, l9invasion et la colonisa}on des }ssus de l9hôte. Face à cete agression, le système immunitaire met en place un ensemble de mécanismes immunitaires capables de contrôler la dissémina}on du microorganisme, abou}ssant dans la plupart des cas à son élimi- na}on. L9immunité an}-microbienne s9exprime par une réponse immunitaire innée puis adapta}ve. L9immunité innée cons}tue une première ligne de défense. Elle fait intervenir des barrières anatomiques, des facteurs cellulaires et des facteurs hu- moraux. Il est important de souligner que les mécanismes de défense innés cons}tuent un moyen rapide dans le contrôle et l9éli- mina}on de la plupart des germes. Cependant si cete réponse est ineïcace, le relais est pris par la réponse immune adapta}ve. Cete dernière fait intervenir des cellules efectrices responsables de l9élimina}on des pathogènes ainsi que de cellules mémoires qui protègeront l9individu en cas de réinfec}on. L9issue de l9interac}on entre le système immunitaire de l9hôte et l9agent infec}eux peut abou}r soit à l9éradica}on soit à la survie de cet agent dont la pathogénicité est liée à sa capacité d9échappement au système immunitaire. Dans bon nombre d9infec}ons, les lésions }ssulaires et la pathologie infec}euse peuvent être induites par la réponse im- mune de l9individu plutôt que par l9agent infec}eux lui-même. 1. IMMUNITE INNEE : L9immunité innée fait intervenir des barrières anatomiques, des efecteurs cellulaires (cellules phagocytaires, cellules cyto- toxiques, etc.) et des efecteurs solubles (complément, protéines de l9innamma}on, cytokines, etc.). Cete première ligne de défense contre l9infec}on est une réponse immédiate puisqu9elle fait intervenir des mécanismes cons}tu}fs immédia- tement mobilisables au niveau du site infec}eux. 1.1 BARRIÈRES ANATOMIQUES : Les barrières anatomiques sont cons}tuées d9épithéliums qui tapissent la peau et les muqueuses. La peau est quasiment infranchissable sauf en cas de blessure ou de piqûre. Les muqueuses sont plus vulnérables car cons}tuées d9une seule assise cellulaire. C9est ainsi que la plupart des pathogènes empruntent cete voie de pénétra}on. Les barrières anatomiques assurent une triple protec}on : mécanique, chimique et biologique. 1.1.1. PROTECTION MÉCANIQUE : ELLE PEUT ÊTRE STATIQUE ET/OU DYNAMIQUE : La protec}on sta}que est assurée par les jonc}ons serrées et la desquama}on permanente des couches superocielles de tous les épithéliums. La protec}on dynamique est assurée par le péristal}sme du tube diges}f, la turbulence des nux d9air dans les cornets du nez, l9écoulement des nuides (larmes, salive, urines) permetant un drainage permanent des germes ainsi que par les cellules ciliées (bordure en brosse des muqueuses respiratoires) associées au mucus qui s9opposent à l9atachement des agents infec}eux. ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1 75 1.1.2. PROTECTION CHIMIQUE : - Le pH acide de la sueur et la forte teneur en acides gras de la peau inhibent la croissance bactérienne et fongique, - L9acidité gastrique et les sels biliaires interviennent dans la destruc}on de la plupart des germes pathogènes du tube diges}f, - Le mucus, composé de polysaccharides et de protéines, se oxe sur les ligands présents sur les bactéries prévenant leur atachement aux entérocytes, - Les pep}des an}-microbiens (les défensines, les cathélicidines, etc.) produits par les cellules épithéliales intes}nales et pulmonaires jouent un rôle important dans la perméabilisa}on des membranes bactériennes par un efet détergent ou par la forma}on des pores, - Le lysozyme clive les pep}doglycanes de la paroi des bactéries gram posi}fs, - La lactoferrine est un chélateur du fer, oligoélément indispensable à la croissance et la mul}plica}on de nombreuses bactéries. 1.1.3. PROTECTION BIOLOGIQUE : Au niveau muqueux et cutané, il existe une nore microbienne résidente (microbiote) qui cons}tue une protec}on biolo- gique contre la colonisa}on par des souches pathogènes. Cete protec}on se fait par la satura}on des sites corporels de oxa}on, la compé}}on vis-à-vis des nutriments essen}els ainsi que la produc}on de substances an}microbiennes toxiques pour les souches pathogènes. L9intérêt de cete protec}on biologique est illustré par les désordres intes}naux consécu}fs à la destruc}on de la nore microbienne par une sur-u}lisa}on des agents an}-microbiens (ex: les an}bio}ques, les an}sep}ques). 1.2. EFFECTEURS CELLULAIRES : 1.2.1. CELLULES PHAGOCYTAIRES : Ces cellules, appelées encore phagocytes, se déonissent par leur propriété d9englober et de détruire un grand nombre de par}cules vivantes ou inertes: ce sont les monocytes, les macrophages et les polynucléaires neutrophiles (PNN). a) Récepteurs : Les cellules phagocytaires (mais aussi les cellules dendri}ques et les cellules épithéliales) expriment une variété de récep- teurs appelés PRR (Patern Recogni}on Receptor) reconnaissant des mo}fs moléculaires appelés PAMPS (Pathogen Asso- ciated Molecular Paterns) partagés par plusieurs classes de pathogènes. Les PAMPS, rela}vement conservés et invariants, sont exclusivement exprimés par les pathogènes (non exprimés chez l9hôte) et sont souvent indispensables à leur survie et/ou à leur pathogénicité. Parmi les PAMPS, on peut citer l9ARN double brin de certains virus, les lipolysaccharides des bactéries Gram néga}fs (LPS), etc. (Figure 1). Les PRR sont schéma}quement divisés en diférentes catégories sur la base de leurs propriétés fonc}onnelles: " Des récepteurs d9endocytose qui confèrent le pouvoir phagocytaire à ces cellules. Il s9agit par exemple des récepteurs éboueurs ou «sca- vengers» reconnaissant des PAMPS de type polymères anioniques ou des lipoprotéines et les récepteurs de la famille des lec}nes C reconnaissant des résidus glycosylés de type mannose (DC-SIGN, DEC-205, etc.). " Des récepteurs pour les pep}des fomylés à la surface des macrophages et des PNN qui reconnaissent directement des polypep}des bactériens exprimant des méthionines formy- lés. Ces pep}des ont essen}ellement un rôle chimiotac}que en facilitant la migra}on des phagocytes au niveau du site d9introduc}on du pathogène. " Des récepteurs de signalisa}on membra- naires ou cytosoliques dont la liaison au pa- thogène abou}t à une transduc}on de signaux conduisant à la libéra}on de molécules efec- trices. Parmi ces récepteurs, les TLR (Toll Like Receptors) cons}tuent le groupe le plus impor- Figure 1: Les Toll like receptors et leurs ligands. 76 ANNÉE UNIVERSITAIRE 2021-2022 / THÈME XVI - PCEM2/TOME 1  tant. Leur liaison aux PAMPS correspondants (ogure 1) induit la transloca}on de facteurs de transcrip}on dans le noyau abou}ssant ainsi à la synthèse de cytokines proinnammatoires, des interférons de type 1 et/ou de chimiokines. La nature des TLR engagés va condi}onner le type de cytokines synthé}sées et par conséquent le type de la réponse immune. b) Fonc}ons : " Phagocytose et bactéricidie sont les principales fonc}ons des macrophages et des PNN. La liaison d9un micro-organisme ou de toute par}cule à un PRR d9endocytose entraine une cascade d9événements allant de la forma}on d9un phagosome puis d9un phagolysosome à une diges}on du matériel ingéré. Ceci s9accompagne d9une éléva}on brutale de la consom- ma}on cellulaire en oxygène après ac}va}on de la NADPH oxydase. C9est « l9explosion respiratoire » ou « burst oxyda}f ». Les dérivés oxygénés produits (H2O2, radicaux OH, etc.) sont hautement toxiques pour les microorganismes phagocytés. L9importance de ce mécanisme est illustrée par le déocit géné}que de la NADPH oxydase qui est responsable d9un déocit immunitaire primi}f appelé granulomatose sep}que chronique. Les pa}ents ateints sont suscep}bles aux germes pyo- gènes (ex : staphylocoque) et aux champignons (ex : aspergillus). " La sécré}on de cytokines pro-innammatoires et de chimiokines Les cytokines pro-innammatoires sont produites par les macrophages et les PNN ac}vés. Ce sont principalement l9IL-1 et le TNF-a. Ces cytokines possèdent un large spectre d9ac}vités biologiques: 2ac}va}on des cellules monocytaires/macrophagiques (s}mula}on de la phagocytose, augmenta}on de l9ac}vité an- }-microbienne, augmenta}on de la sécré}on des cytokines pro-innammatoires et des enzymes protéoly}ques), 2ac}va}on des cellules endothéliales en augmentant leur capacité pro-coagulante, l9expression des molécules d9adhé- sion et la perméabilité cellulaire, 2produc}on des protéines de la phase aigüe de l9innamma}on en ac}vant les hépatocytes, 2induc}on de la oèvre, la somnolence et l9anorexie par l9ac}on sur le système nerveux central. Les phagocytes ac}vés sécrètent également des chimiokines comme l9IL-8 qui joue un rôle primordial dans le recrutement cellulaire des PNN et des monocytes vers le foyer infec}eux. 1.2.2. CELLULES NK : Ce sont des cellules lymphoïdes qui possèdent une capacité innée à détruire des cellules anormales (cellules infectées par des pathogènes intracellulaires ou cellules tumorales) tout en respectant les cellules saines par un mécanisme de cytotoxi- cité. a) Récepteurs : voir cours « organes et cellules » b) Fonc}ons : Cytotoxicité : cete fonc}on fait que les cellules NK sont par}culièrement impliquées dans l9immunité innée an}virale. En efet, certains virus sont capables de diminuer l9expression des molécules CMH I par les cellules infectées pour échapper à l9ac}on des Lc T CD8+ cytotoxiques. Dans ce cas, seuls les récepteur