Cours 04_Relation_hôte_pathogène_A. Guihot 2020-2021 PDF

Relation Hote-Pathogène IFSI Semestre 1 5 octobre 2020 Dr. Amélie Guihot Département d’Immunologie Service des Maladies Infectieuses et Tropicales Hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris Les cellules humaines- Les pathogènes...

Relation Hote-Pathogène IFSI Semestre 1 5 octobre 2020 Dr. Amélie Guihot Département d’Immunologie Service des Maladies Infectieuses et Tropicales Hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris Les cellules humaines- Les pathogènes Bactéries Cellules unicellulaires épithéliales procaryotes = pas de noyau Cellules endothéliales Virus Cellules acaryotes = dépourvus de musculaires noyau, d’organites, de métabolisme Cellules rénales Parasites Cellules eucarytotes uni ou osseuses pluricellulaires Cellules hématopoïétiques Champignons …./… eucaryotes multicellulaires Les infections microbiennes ont plusieurs voies d’entrée dans l’organisme PATHOGENES = MICRO- ORGANISMES P. BACTERIES VIRUS PARASITES CHAMPIGNONS PIQURE CONTACT PLAIE INGESTION INHALATION D’INSECTE SEXUEL Streptocoque Salmonelles Grippe Paludisme VIH Staphylocoque Listeria Tuberculose Chikungunya HPV Tétanos Poliomyélite Pneumocystose Dengue Syphilis … … … … … Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures - peau - muqueuses II. Introduction à l’immunité innée et spécifique La peau première barrière de défense contre les infections Epithélium : stratifié kératinisé, jonction serrées Film hydrolipidique : pH acide entre 4 et 5,5 sueur, sébum, lipides peptides antimicrobiens : défensines, dermcidines Flore commensale = saprophyte : 1012 bactéries/m2 staphylocoques, priopionibacterium, corynébactéries anguishedrepose.wordpress.com compétitivité avec les autres pathogènes Les muqueuses premières barrières de défense contre les infections Minces couches de tissus qui tapissent les cavités ouvertes vers le milieu extérieur – Narines, paupières – Appareil respiratoire bronches – Zones uro-génitales – Tube digestif (de la bouche à l'anus) Colonisées par la flore commensale Ensemble = 400 m2 Vagin, urètre L’épithélium respiratoire est spécialisé dans la défense contre les particules étrangères La cellule épithéliale ciliée Les cils vibratiles : sont mobiles dirigent le mouvement de Source: http://www.cipretfribourg.ch/ certaines particules ou fluides (mucus) dans l’épithélium respiratoire, transportent des poussières inhalées vers la gorge où elles seront avalées Tabac La muqueuse intestinale est une barrière efficace contre les pathogènes et la flore digestive Mucus intestinal Flore commensale : 1014 bactéries Poids total 1,5 kg Nombreuses espèces : Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, D’après Hooper, Nat Rev Microb 2009 Bifidobacterium… Acidité gastrique Antibiotiques Motricité intestinale  Premières barrières à l’infection : la peau et les muqueuses Lysozyme (larmes, VAS : Diminution des sécrétions) particules par passage de l’air dans les cornets VADS : Germes commensaux Arbre respiratoire : Peau : Mucus, cils Barrière physique Estomac : Acides gras Acidité gastrique Germes Changement commensaux rapide du pH Germes Acidité et flore commensaux commensale du Arbre urinaire : Vagin Flux urinaire Germes commensaux = saprophytes Les premières barrières à l’infection sont la peau et les muqueuses BARRIERES NATURELLES - Jonctions serrées des épithéliums - Flux liquide ou aérique longitudinal suivant l’épithélium MECANIQUES - Cellules épithéliales ciliées : mouvement du mucus - Acides gras (peau) : déstabilisent paroi B. - Enzymes : lysozymes (peau, salive), pepsine CHIMIQUES - Acidité gastrique, changt pH, acidité vaginale - Peptides antibactériens : pores / paroi B. - Concurrence les pathogènes : consom° MICROBIOLOGIQUES des nutriments & attachement à l’épithélium - Produit des substances microbicides : colicines Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures II. Introduction à l’immunité innée et adaptative Cellules de l’immunité Antigène/Anticorps Cytokines/chimiokines Système du Complément Organisation de la réponse immune Qu’est ce que l’immunité ? Mécanisme de défense qui cherche à éliminer : des agents infectieux : virus, bactéries, parasites, champignons des molécules ou particules du non-soi ou «étrangères» : médicaments, corps étrangers, greffes… des cellules cancéreuses Le système immunitaire tolère le soi et vise à éliminer le non-soi Le système immunitaire est constitué de cellules et de molécules solubles ou membranaires Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures II. Introduction à l’immunité innée et spécifique Cellules de l’immunité Antigène/Anticorps Cytokines/chimiokines Complément Organisation de la réponse immune Les leucocytes sont les cellules de l’immunité Leucocyte = globule blanc La moelle osseuse est l’organe de production des cellules sanguines Tissu hématopoiétique présent dans les os longs et le squelette axial Vaisseau central Myélogramme Os Globules rouges BOM Blastes Adipocytes © 2009 Nucleus Medical Media, Inc. Toutes les cellules sanguines sont dérivées des cellules souches de la moëlle Le thymus est l’organe de production des lymphocytes T Organe lymphoïde primaire Colonisé par les progéniteurs T Anatomie poumon coeur Bilobé - Cortex : thymocytes immatures - Medulla : cellules matures  Les cellules de l’immunité sont les leucocytes et ont un précurseur cellulaire commun Polynucléaires Progéniteur PN/PE/PB Granulocytes Monocyte Cellule monocytes (macrophage) souche Cellule myéloïde Dendritiques souche hématopoïétique Lymphocyte B Cellule souche Thymus Lymphocyte T lymphoïde Lymphocyte NK PN: polynucléaire neutrophile PE : polynucléaire éosinophile PB : polynucléaire basophile Polynucléaires Neutrophiles Morphologie : cytoplasme gris clair noyau multilobé (2 à 5 lobes) granulations marron déformable (diapédèse) 12 à 14 µm Propriétés : phagocytose (digestion intracellulaire de particules captées dans le milieu extérieur par les leucocytes) et bactéricidie production de médiateurs inflammatoires http://www.futura-sciences.com Macrophage Morphologie Variable selon l'organe et l'état d'activation Réside dans les tissus « Histiocyte » dans les tissus conjonctifs « Cellule de Kupffer » dans le foie http://www.vetmed.vt.edu « Cellule microgliale » dans le tissu nerveux « Ostéoclaste » dans le tissu osseux Propriétés : Phagocytose Présentation de l'antigène Production de cytokines pro- inflammatoires © Dr Dennis Kunkel Lymphocytes Morphologie haut rapport nucléo-cytoplasmique chromatine mottée cytoplasme petit quelques granulations azurophiles 7 à 12 µm Propriétés : variable selon le type de lymphocyte : T, B ou NK : Lymphocyte T : T4 ou CD4 : sécrétion de cytokines T8 ou CD8 ou CTL : cellules tueuses Lymphocyte B : production d'anticorps Cellule NK : cellules tueuses Le lymphocyte T CD4 sécrète des cytokines qui dirigent la réponse immunitaire T pour thymus Th pour T helper Th1 Mono/Mph Th1 NK CD4 Th17 Cytokines PN Th1 Th2 CD8 LB Anticorps Infection VIH Cytokines Le lymphocyte T CD8 devient une cellule T cytotoxique (CTL) T pour thymus CTL Cellule cible 2 Cellule cible 3 Cellule cible 1 granules cytotoxiques CTL Cytotoxicité = Propriété d'altérer voire de détruire les cellules qui rentrent en apoptose Mort cellulaire par apoptose Le lymphocyte NK est une cellule tueuse (ou cytotoxique) Récepteur NK Cellule cible Molécule de stress Cellule NK cellulaire Cytotoxicité = Propriété d'altérer voire granules cytotoxiques de détruire les cellules qui rentrent en apoptose Mort cellulaire par apoptose Le lymphocyte B devient une cellule qui produit des anticorps B pour Bourse de Fabricius (homme : moelle osseuse) BCR LyB Antigène Plasmocyte = lymphocyte B produisant BCR : B cell receptor des anticorps (Ig de surface) Maladies auto-immunes Rituximab Chaque leucocyte possède une ou plusieurs fonction(s) cellulaire(s) PN : Phagocytose Polynucléaires PE/PB/Mastocyte : Dégranulation PN/PE/PB Phagocytose/ Production de cytokines Monocyte (macrophage) Présentation de l’antigène Présentation de l’antigène Dendritiques Production d’anticorps Lymphocyte B Présentation de l’antigène CD4 : Production de cytokines Lymphocyte T CD8 : Cytotoxicité Cytotoxicité/ Production de cytokines Lymphocyte NK  Immunité innée / Immunité adaptative : Principes Immunité innée (ou immunité naturelle) : Taux d’anticorps Commun à plusieurs agents « agresseurs » : - 1°/ peau, muqueuses, acidité gastrique, larmes… - 2°/ cellules phagocytaires et cytotoxiques → pas de mémoire immunitaire Affinité des anticorps Immunité adaptative (ou spécifique) : Spécifique de l’agent « agresseur » : - 1°/ action dirigée de certains lymphocytes - 2°/ production d'anticorps → mémoire immunitaire  Immunité innée (ou immunité naturelle) : cellules et recepteurs PAMP PRR PAMP : pathogen-associated Mph molecular pattern Pathogène 1 PRR : pattern recognition receptor Pathogène 2 Inflammation NK : Natural killer Cytotoxicité = propriété d'altérer voire de détruire les cellules Molécule de stress cellulaire Récepteur Cellule cible 2 NK NK Virus 2 Cellule cible 1 Cytotoxicité Virus 1 Immunité adaptative (ou spécifique) : cellules et recepteur Récepteur spécifique d’antigène 1 antigène ↔ 1 lymphocyte CPA : cellule présentatrice d’antigène Notion de clone LyB 2 CMH = HLA : molécule du Antigène 2 complexe majeur d’histocompatibilité BCR BCR : B cell receptor (Ig de surface) LyB 1 TCR : T cell receptor Antigène 1 Activation, Prolifération (clone), Production d’anticorps LyT 2 Antigène 2 TCR LyT 1 CMH Antigène 1 Activation, Prolifération (clone) CPA Immunité innée / immunité adaptative : cellules Immunité innée Polynucléaires PN/PE/PB Monocyte (macrophage) Dendritiques Immunité adaptative Lymphocyte B Lymphocyte T Lymphocyte NK Immunité innée Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures II. Introduction à l’immunité innée et spécifique Cellules de l’immunité Points de contrôle immunitaires Antigène/Anticorps Cytokines/chimiokines Complément Organisation de la réponse immune Les points de contrôle immunitaires régulent négativement la réponse immune CMH TCR LyT - CPA Epitope linéaire CPA : cellule présentatrice d’antigène CMH = HLA : molécule du ICP complexe majeur Anti-PD1 LyT d’histocompatibilité Ig: Immunoglobuline Anti-CTLA-4 TCR : T cell receptor ICP : immune check point Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures II. Introduction à l’immunité innée et spécifique Cellules de l’immunité Points de contrôle immunitaires Antigène/Anticorps Cytokines/chimiokines Complément Organisation de la réponse immune Les antigènes sont des molécules capables d’induire une réponse immune adaptative Ig de surface Pathogène LyB Antigène Epitope conformationnel CMH CPA : cellule présentatrice TCR LyT d’antigène CMH = HLA : molécule du CPA Epitope complexe majeur d’histocompatibilité Ig: Immunoglobuline linéaire TCR : T cell receptor Les anticorps sont des molécules solubles reconnaissant un antigène Ig de surface Pathogène LyB Il existe 5 classes Antigène d’Immunoglobulines (Ig) : IgD IgG IgA IgM Ig soluble IgE Les anticorps possèdent plusieurs fonctions contre les pathogènes 1- Neutralisation 2- Opsonisation IgG1,3 Rc Fc 5- Antigène Phagocyte IgE 4- Activation du complément 3- ADCC Mastocyte Cellule cible IgG1,3, IgE IgG1,3, IgM Cellule NK ADCC : antibody-dependant cellular cytotoxicity Complément Rc Fc : récepteur du fragment Fc des (voie classique) immunoglobulines IgE : immunoglobuline E Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures II. Introduction à l’immunité innée et spécifique Cellules de l’immunité Points de contrôle immunitaire Antigène/Anticorps Cytokines/chimiokines Système du Complément Organisation de la réponse immune Les cytokines/chimiokines sont des molécules solubles de communication entre les cellules Cytokines Chimiokines Communication Pouvoir attractant entre les cellules : sur les leucocytes : - activation cellulaire - Forment un gradient, - multiplication cellulaire - dirigent la migration des populations - production de leucocytaires vers cytokines le tissu enflammé …/… http://www.questmachine.org Ex: IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-12, Ex: IL-8/CXCL8, MIG/CXCL9, MCP- TNF, IFNg, TGFb, IL-10, G-CSF… 1/CCL2, IP-10/CXCL10… Agissent par l’intermédiaire de récepteurs  La cascade du complément aboutit à la formation du complexe d’attaque membranaire Voie classique : - Lyse directe des Complexes immuns Microbes (CAM) - Opsonisation (C4b, C3b) - Inflammation :. perméabilité Voie alterne : vasculaire (C5a) Surfaces microbiennes. dégranulation des Cellules infectées mastocytes (C3a, par un virus C5a). contraction des muscles lisses Complexe (C5a, C3a) d’attaque - Elimination de membranaire complexes immuns C1q Wikimedia Commons Plan I. Premières barrières à l’infection : défenses extérieures II. Introduction à l’immunité innée et spécifique Cellules de l’immunité Points de contrôle immunitaires Antigène/Anticorps Cytokines/chimiokines Complément Organisation de la réponse immune  Les organes lymphoïdes secondaires sont les ganglions lymphatiques et le MALT Brenchley 2004 JEM Erysipèle MALT : Tissu lymphoïde associé aux muqueuses ( GALT Ly > reste organisme ) GALT : Tissu lymphoïde associé au tube digestif d’après http://www.corpscite.be Quelle immunité contre les pathogènes ? 1/ Immunité innée 2- Phagocytose 1- Pénétration Inflammation dans l’organisme Recrutement des Passage extra et intra leucocytes cellulaire NK Oedème IFN-I Polynucléaires Monocyte (macrophage) Dendritiques Lymphocyte Cytokines/ chimiokines Lymphocyte T Complément CD4 Naïf Pathogène 3- Présentation de l’antigène dans les ganglions A Guihot 2012  Quelle immunité contre les pathogènes ? 2/ Immunité adaptative Effecteurs 5- Migration des lymphocytes effecteurs au site de l’infection Polynucléaires Monocyte 4- Multiplication (macrophage) des lymphocytes Dendritiques spécifiques dans le Lymphocyte ganglion Cytokines/ chimiokines commutation isotypique, CD8 mutations somatiques Complément Ig de haute affinité B Pathogène CD4 6- Etablissement de la mémoire immunitaire Protection contre la réinfection Ganglions A Guihot 2012 L’affaiblissement du système immunitaire prédispose aux infections PATHOGENES = MICROBES = MICRO- ORGANISMES BACTERIES VIRUS PARASITES CHAMPIGNONS IMMUNODEPRESSION Traitements immunosuppresseurs (Greffes, Chimiothérapies…) Déficit immunitaire inné (génétique) ou acquis (SIDA…) Tuberculose CMV Pneumocystose Candidoses Mycob. Atypiques EBV Microsporidies Aspergillose Infections récurrentes HHV-8 Crytosporidies Cryptococcose … … … … = agents infectieux opportunistes Conclusion : il existe plusieurs lignes de défense contre les infections  Premières barrières à l’infection : - Mécaniques : épithélium, flux liquidiens - Chimiques : acidité muqueuse, enzymes, peptides - Microbiologiques : flore saprophyte  Immunité innée (immunité naturelle) et immunité adaptative (récepteur d’antigène, mémoire immunitaire) : - Inflammation - Lymphocytes T (CD4 - Système du complément et CD8) - Phagocytes - Anticorps - Lymphocytes NK