Immunologie : Les organes lymphoïdes (2022-2023)

FACULTE DE MEDECINE IBN EL JAZZAR SOUSSE Première Année MEDECINE IMMUNOLOGIE Les organes lymphoïdes Pr. Foued Ben Hadj Slama Année universitaire 2022 – 2023 1 Objectifs d’apprentissage : - Distinguer entre org...

FACULTE DE MEDECINE IBN EL JAZZAR SOUSSE Première Année MEDECINE IMMUNOLOGIE Les organes lymphoïdes Pr. Foued Ben Hadj Slama Année universitaire 2022 – 2023 1 Objectifs d’apprentissage : - Distinguer entre organes lymphoïdes primaires et secondaires - Décrire la structure et les fonctions du thymus - Reconnaitre les éléments constitutifs et le rôle des ganglions - Identifier l’architecture et les fonctions de la rate - Désigner la localisation et le fonctionnement du tissu lymphoïde associé aux muqueuses - Expliquer le rôle de la peau dans la défense immunitaire - Illustrer les particularités de la circulation lymphatique - Citer les principales étapes de la circulation des lymphocytes dans l’organisme 2  Les organes lymphoïdes Le système immunitaire est organisé en organes et tissus afin de remplir les fonctions de défense le plus efficacement possible. Il est disséminé dans tout l’organisme ce qui permet aux cellules de l’immunité de faire face à tout agresseur quelle que soit sa voie d’entrée. Certains organes lymphoïdes sont le lieu de maturation des lymphocytes et d’autres forment le siège de la réponse immunitaire. 1- Classification des organes lymphoïdes : Les principaux organes et tissus lymphoïdes sont classés en primaires et secondaires. 1-1- Organes lymphoïdes primaires ou centraux : Sont le site de la lymphopoïèse : production de lymphocytes à partir des cellules souches lymphoïdes, c’est le lieu de l’éducation et de la maturation des lymphocytes (équivalent de la faculté de médecine pour les médecins) Les lymphocytes T sont produits dans le thymus (d’où la dénomination lymphocytes T) et les lymphocytes B dans la moelle osseuse (B pour bone marrow) chez les mammifères et la bourse de Fabricius chez les oiseaux 1-2- Les organes lymphoïdes secondaires ou périphériques : Sont le siège de la réaction immunitaire : Ils coordonnent la rencontre entre l’antigène et les lymphocytes qui lui sont spécifiques et leur développement en cellules effectrices et mémoires (l’équivalent de l’hôpital pour les médecins) Ils présentent une importante circulation lymphatique (sauf pour la rate) qui apporte les antigènes et emporte les anticorps et les lymphocytes. Leur développement dépend des stimulations antigéniques Ils comprennent des organes structurés et encapsulés (rate, ganglions) et du tissu lymphoïde non encapsulé souvent associé aux muqueuses 3  Les organes lymphoïdes secondaires partagent des caractéristiques communes : ▪ Ils comprennent des régions distinctes pour les lymphocytes T et B ▪ Ils développent des follicules lymphoïdes qui sont responsables de la sélection des lymphocytes B produisant des anticorps de haute affinité ▪ Ils sont connectés entre eux et aux autres tissus par deux systèmes circulatoires différents : le sang et la lymphe 4 2- Le thymus 2-1- Macrostructure : Il est situé dans le thorax, au dessus du cœur C’est un organe bilobé et les lobes sont découpés en lobules Iles lobules comprennent un cortex et une médullaire 2-2- Microstructure : c’est un organe lympho-épithélial Le cortex : ▪ Il est périphérique ▪ Il est constitué de cellules épithéliales, de lymphocytes immatures (thymocytes), de macrophages et de cellules dendritiques ▪ Les cellules épithéliales forment la trame dans laquelle va se loger les thymocytes et sécrètent des facteurs nécessaires à la différenciation des thymocytes. La médullaire : ▪ Elle est moins riche en thymocytes (à cause des phénomènes de sélection) ▪ Comporte des corpuscules de Hassal formés de cellules épithéliales qui produisent la lymphopoïétine nécessaire à la différenciation des thymocytes 5 2-3- Fonctions du thymus : Le thymus est l’organe de maturation des lymphocytes T. Les cellules souches lymphoïdes deviennent des thymocytes dans le thymus puis quittent le thymus sous forme de lymphocytes murs. Les lymphocytes T murissent sous l’effet : ▪ d’interactions avec d’autres cellules (cellules épithéliales et dendritiques) ▪ des hormones thymiques sécrétées par les cellules épithéliales On distingue plusieurs étapes dans la maturation et la prolifération des lymphocytes : ▪ Entrée dans le thymus : Les précurseurs des cellules T entrent dans le thymus par les vaisseaux sanguins situés à la jonction cortico-médullaire. A ce stade, les thymocytes n’expriment ni CD4 ni CD8. Ils sont donc appelés ’’cellules doubles négatives’’ (DN) ▪ Prolifération des thymocytes dans la partie externe du cortex : plusieurs millions de lymphocytes produits par jour. ▪ Maturation et différenciation des thymocytes au fur et à mesure que les thymocytes migrent vers la profondeur (cortex profond) : ✓ Apparition de récepteurs membranaires notamment CD4 et CD8 : ’’ cellules doubles positives’’ (DP). 6  ✓ Acquisition de récepteurs servant à reconnaitre les antigènes : complexe CD3 et TCR ▪ Sélection des thymocytes : Elle est double : ✓ Sélection positive : permet la survie des thymocytes qui reconnaissent le CMH du soi au contact des cellules épithéliales corticales. Ces cellules seront donc fonctionnelles car elles peuvent reconnaitre les molécules du CMH du soi. À la suite de leur sélection, les lymphocytes n’expriment qu’une seule de ces deux molécules : une affinité pour le CMH I produira des T CD8+, tandis qu’une affinité pour le CMH II engendrera des T CD4+ 7 ✓ Sélection négative : élimination des lymphocytes T qui pourraient reconnaitre les molécules du soi (cellules dangereuses). Elle se passe au contact des cellules dendritiques de la médullaire et permet la tolérance au soi. Ces cellules sont capables d’exprimer les protéines habituellement exprimées dans d’autres organes. Les cellules T autoréactives et potentiellement dangereuses sont ainsi éliminées. ✓ Moins de 5% des lymphocytes T quittent le thymus vers la circulation générale sous forme de ’’cellules simples positives’’ (CD4 ou CD8) 8  Le thymus subit une involution ▪ Son poids commence à diminuer à partir de la puberté avec perte presque totale du tissu épithélial à 70 ans (remplacé par de la graisse) ▪ Cette involution est responsable d’une altération relative de l’immunité cellulaire chez le sujet âgé Involution du thymus 3- La moelle osseuse : Elle occupe les espaces libres à l’intérieur des os. Les sites les plus actifs de l’hématopoïèse sont le fémur, l’humérus, l’os iliaque et le sternum. Elle permet l’autorenouvellement et la différenciation des cellules souches hématopoïétiques en cellules précurseurs des lignées lymphoïdes et myéloïdes : C’est le lieu de différenciation des lymphocytes B chez les mammifères 9  chez les mammifères Moelle osseuse cellules souches hématopoïétiques progéniteur lymphoïde commun Lymphocyte B mature 4- La bourse de Fabricius : Elle est située à la partie terminale du cloaque Elle possède une structure lympho-épithéliale C’est le lieu de maturation des lymphocytes B chez les oiseaux chez les oiseaux Bursectomie absence de production d’anticorps 10 5- Les ganglions : 5-1- Macrostructure : Ont une forme arrondie ou réniforme (5 à 20 mm de diamètre) Sont entourés d’une capsule qui les partage en lobules se trouvent isolés ou plus souvent groupés aux sites de convergence des vaisseaux lymphatiques Ils sont abondants (de 500 à 1000) surtout dans les racines des membres, le cou, le médiastin et le mésentère 5-2- Microstructure : Vascularisation : ▪ La capsule : présence de plusieurs vaisseaux lymphatiques afférents qui traversent la capsule et déversent la lymphe dans le sinus sous- capsulaire ▪ Le hile : présence du lymphatique efférent, de l’artériole afférente et de la veinule Le parenchyme : il est constitué par ▪ le cortex externe ou sous-capsulaire : Il comporte des follicules lymphoïdes primaires (lymphocytes B au repos) ou des follicules secondaires avec centres germinatifs (lymphocytes B activés) ▪ le cortex profond ou para-cortex : Contient essentiellement des lymphocytes T avec la présence de cellules interdigitées dendritiques (Cellules Présentatrices d’Antigène) ▪ La médullaire 11  Elle est moins dense en cellules et comporte des lymphocytes T et B, des plasmocytes et des macrophages 5-3 Fonctions : - Les ganglions filtrent les liquides interstitiels collectés à travers la circulation lymphatique. Le filtre dépend de la charpente réticulaire dont les mailles arrêtent les éléments cellulaires : cellules cancéreuses, cellules présentatrices d’antigène - La lymphe amène les antigènes qui sont présentés aux lymphocytes spécifiques - Les ganglions sont ainsi le lieu de réactions immunitaires avec prolifération et différenciation des lymphocytes 12 5-4- Applications cliniques : - Les ganglions peuvent augmenter de volume et devenir palpables : ils sont nommés adénopathies - L’augmentation de volume du ganglion est en général due à une élévation importante du nombre de cellules dans le ganglion - On trouve des adénopathies en particulier : au cours d’infections (tuberculose, toxoplasmose, SIDA…) au cours de cancers : lymphomes (proliférations malignes de lymphocytes) ou métastases (cellules cancéreuses provenant d’un autre tissu) Adénopathie cervicale 13 6- La rate La rate joue un rôle majeur dans le développement de réponses immunitaires contre les agents pathogènes véhiculés par le sang. 6-1- Macrostructure : Elle est située dans la partie supérieure gauche de l’abdomen C’est organe lymphoïde volumineux, de forme ovoïde Elle est entourée d’une capsule conjonctive qui la partage en lobes et lobules Son organisation est basée sur la nature des vaisseaux : ▪ La pulpe blanche (zones grisâtres) entoure les artérioles ▪ la pulpe rouge est associée aux veinules 6-2- Microstructure : La pulpe blanche : elle comporte ▪ des cellules T autour de l’artériole ▪ des cellules B plus externes dans des follicules lymphoïdes ▪ la zone marginale qui entoure le manchon lymphoïde et comporte des macrophages et des cellules interdigitées dendritiques. Ils constituent la première ligne de défense contre les pathogènes du sang La pulpe rouge : Elle est constituée d’un réseau de sinus veineux peuplés de macrophages et de globules rouges 6-3- Fonctions immunitaires de la rate : La rate filtre la circulation sanguine et capte les antigènes amenés par le sang avec deux activités essentielles : Développer une réponse immune dirigée contre les antigènes du sang, c’est la fonction de la pulpe blanche riche en lymphocytes : Les antigènes transportés par le sang entrent dans la rate par l’artère splénique et sont captés par les cellules de la zone marginale. Les cellules dendritiques apprêtent l’antigène et migrent vers les lymphocytes T pour leur présenter l’antigène dont ils sont spécifiques Une fois activés, les lymphocytes Th CD4 fournissent l’aide aux lymphocytes T CD8 et aux lymphocytes B qui ont déjà rencontré l’antigène 14  reconnaissance et capture des antigènes, différenciation des cellules immunocompétentes. Eliminer les substances particulaires, les globules rouges âgés ou altérés et les plaquettes. C’est la fonction de la pulpe rouge riche en macrophages. Structure de la rate 6-4- Applications en clinique : ❖ L'augmentation du volume de la rate (splénomégalie) : est causée en particulier par des maladies infectieuses ou des cancers du système lymphatique (lymphomes) 15  ❖ La splénectomie (ablation chirurgicale de la rate) : surtout chez les enfants, expose à une fréquence accrue de certaines infections bactériennes 7- Le tissu lymphoïde associé aux muqueuses (MALT) Les zones lymphocytaires T et B, en plus de la rate et des ganglions, sont présentes également dans les différentes couches des systèmes digestif, respiratoire et urogénital. 7-1- Localisation : Le tissu lymphoïde associé aux muqueuses se présente sous forme de : structures non organisées : On trouve ▪ Des lymphocytes intraépithéliaux dans la couche épithéliale de la muqueuse en majorité des T ▪ Des amas de cellules lymphoïdes au niveau de la lamina propria (se trouve sous l’épithélium) ou dans la sous-muqueuse contenant un grand nombre de lymphocytes B, des plasmocytes, des cellules T et des macrophages. structures bien organisées : elles contiennent des follicules bien définis et des zones T : ▪ Amygdales et végétations adénoïdes ▪ Plaques de Peyer rencontrées dans la sous-muqueuse de l’intestin ▪ Appendice 7-2- Fonctions : Les muqueuses des systèmes digestif, respiratoire et urogénital représentent les principaux sites d’entrée pour la plupart des pathogènes (surface totale d’environ 400 m2). 16  Dans la muqueuse digestive, l’antigène est transporté à travers la couche épithéliale par les cellules M et est délivré aux lymphocytes sous-jacents qui sont activés. Les cellules M comportent une invagination remplie de lymphocytes B, de lymphocytes T et de macrophages. Dans les muqueuses, ce sont les lymphocytes B qui prédominent. Le MALT joue un rôle capital dans les défenses locales avec présence d’une grande population de plasmocytes producteurs d’IgA qui sont capables de traverser la muqueuse et d’en assurer la protection contre différents types d’infections. Les IgA passent dans les sécrétions et procurent une défense (salive, larmes, lait, sécrétions des voies génito-urinaires, gastro-intestinales et de l'épithélium respiratoire) Le malt présente un développement tardif lié à l’environnement et est capable de s’adapter en permanence Tissu lymphoïde associé aux muqueuses 8- Tissu lymphoïde associé à la peau La peau : est une barrière anatomique essentielle contre tous les agresseurs externes L’épiderme contient : ▪ des kératinocytes : capables de sécréter de nombreuses cytokines et d’induire une réaction inflammatoire 17  ▪ des cellules de Langerhans : ce sont des cellules d’origine dendritique disséminées dans la matrice des cellules épithéliales. Elles sont capables d’internaliser l’antigène et de migrer vers les ganglions lymphatiques régionaux où elles le présentent aux lymphocytes T naïfs (n’ayant pas encore rencontré l’antigène spécifique) La couche dermique contient : ▪ des cellules T CD4 et CD8 disséminées : sont en majorité des cellules à mémoire ▪ des macrophages Tissu lymphoïde associé à la peau 9- La vascularisation lymphatique ❖ Le système lymphatique est un réseau de vaisseaux à parois minces qui jouent un rôle majeur dans la circulation des cellules immunitaires. ❖ Les vaisseaux lymphatiques sont remplis d’un liquide riche en protéines : la lymphe qui prend sa source dans le plasma. Celui-ci s’infiltre à travers les parois minces des capillaires des tissus environnants. Ce liquide appelé liquide interstitiel imprègne tous les tissus et baigne l’ensemble des cellules. Une bonne partie de ce liquide retourne dans le sang à travers la 18  paroi des veinules. Le reste est récupéré par les petits vaisseaux lymphatiques. ❖ Le système lymphatique comporte : des vaisseaux lymphatiques primaires : ▪ constitués d’une paroi fine avec une simple couche de cellules endothéliales ▪ La paroi poreuse de ces vaisseaux permet au liquide interstitiel (qui n’a pas rejoint le sang à travers les veinules) et aux cellules (lymphocytes, cellules dendritiques, macrophages) d’entrer dans le réseau lymphatique des vaisseaux lymphatiques collecteurs : ▪ deviennent de plus en plus larges et collectent la lymphe ▪ une série de valves à sens unique situées le long de ces vaisseaux assure l’écoulement de la lymphe dans une seule direction le canal thoracique : ▪ Collecte la lymphe de tout le corps à l’exception du bras droit et de la partie droite de la tête (dont la lymphe est collectée par le canal thoracique droit) ▪ se déverse dans la veine sous-clavière gauche 19  Les vaisseaux lymphatiques ❖ La plupart des tissus lymphoïdes secondaires sont situés le long des vaisseaux du système lymphatique. La rate dessert uniquement les vaisseaux sanguins ❖ le système lymphatique sert ainsi de moyen de transport : des lymphocytes et des antigènes des tissus conjonctifs aux tissus lymphoïdes organisés où les lymphocytes rentrent en interaction avec l’antigène et sont activés ❖ La circulation lymphatique s’effectue dans un seul sens : tissus vers les ganglions vers le sang 20  La Circulation lymphatique 10- La circulation des lymphocytes 10-1- Voies majeures de circulation lymphocytaire Les lymphocytes sont les cellules les plus mobiles de l’organisme. Ils utilisent le système sanguin et le système lymphatique pour migrer à travers les tissus. 21  Ils sont capables de quitter le compartiment vasculaire, aller dans les organes lymphoïdes secondaires, et revenir ensuite dans le compartiment vasculaire via le canal thoracique. Toutes les cellules immunitaires qui migrent à travers les tissus, le sang et les ganglions lymphatiques sont guidées par des petites molécules appelées chimiokines. Ces protéines sont sécrétées par les cellules stromales, les cellules présentatrice d’antigènes et les lymphocytes présents dans les tissus. Les chimiokines forment des gradients de concentration qui attirent et guident les autres cellules immunitaires exprimant des récepteurs pour ces chimiokines. Les voies majeures de Rat circulation e lymphocytaire Vein Canal e thoracique Artèr Canal e Coeu lymphatique r efférent Tissus périphériqu Canal es lymphatique afférent Intestin grêle 30 (plaques de Peyer) 10-2- Mode de circulation des lymphocytes Les lymphocytes naissent dans les organes lymphoïdes primaires. Par la suite, via le sang, les lymphocytes naïfs vont passer dans les organes lymphoïdes secondaires (ganglions, rate, ou encore plaques de Peyer) où ils vont pouvoir rencontrer l'antigène, qui leur est présenté par les cellules dendritiques. Le passage au niveau des ganglions se réalise à partir des veinules post-capillaires. 22  Une fois rentrés dans un ganglion, les T naïfs parcourent les complexes CMH-peptide antigénique présents à la surface des cellules dendritiques. Ils mettent environ 16 à 24 heures pour parcourir toutes les combinaisons. Les T qui ne se fixent à aucune des combinaisons quittent le ganglion par le vaisseau lymphatique efférent et regagnent la circulation sanguine à travers le canal thoracique. Ils vont entretenir un aller-retour entre compartiment vasculaire et organes lymphoïdes secondaires, et ce, jusqu'à leur mort ou jusqu'à ce qu'ils rencontrent l'antigène spécifique. Les cellules T dont les TCR se lient à un complexe CMH-peptide arrêtent leur migration et restent dans le ganglion pendant plusieurs jours. Elles vont y proliférer et se différencier en fonction des signaux provenant de la cellule qui présente l’antigène. Une fois l'antigène rencontré, les lymphocytes sont activés, prolifèrent et se différencient en cellules effectrices et mémoires. Les lymphocytes effecteurs (ou mémoires effecteurs) vont quitter l'organe lymphoïde secondaire, repasser dans le sang et aller au niveau périphérique, où se trouvent les agents infectieux afin de les éliminer. Les lymphocytes mémoires (ou mémoires centraux) passent également dans le sang et vont coloniser les organes lymphoïdes secondaires dans l’attente d’une seconde rencontre avec le même antigène qui les a activés. 23 24