Cours Immunologie Génétique et Immuno-analyse S3 - 2023-2024 PDF

Filière : Technique de Santé Option : Laboratoire Cours : Immunologie générale & Immuno-analyse Semestre S3 Pr EL HOUATE Brahim Année 2023-2024 OBJECTIFS DU MODULE – Connai...

Filière : Technique de Santé Option : Laboratoire Cours : Immunologie générale & Immuno-analyse Semestre S3 Pr EL HOUATE Brahim Année 2023-2024 OBJECTIFS DU MODULE – Connaitre les mécanismes de la réponse immunitaire, – Comprendre les dérèglements de l’immunité, – Maitriser les principes des principales techniques d’immunoanalyse. Descriptions I. Les mécanismes de la réponse immunitaire 1. La réponse immunitaire innée La phagocytose, Le complément, Les cellules NK. 2. La réponse immunitaire adaptative La réaction à médiation humorale, La réaction à médiation cellulaire. II. Les dérèglements de l’immunité 1. Les réactions d’hypersensibilité, 2. Les maladies auto-immunes, 3. Les déficits immunitaires. Travaux pratique Les techniques d’immuno-analyse 1. Réaction de précipitation, 2. Réaction d'agglutination, 3. Réaction de neutralisation, 4. Réaction d'Immunofluorescence, 5. Réaction de fixation du complément, 6. Réaction immuno-enzymatique. 1 1 Introduction.................................................................................................................3 2 Immunité innée et la réaction inflammatoire................................................................3 2.1 Inflammation............................................................................................................4 2.2 Les cellules phagocytaires........................................................................................4 2.3 Mécanisme de la Phagocytose..................................................................................5 2.4 Le complément.........................................................................................................6 2.5 Les cellules NK........................................................................................................9 3 L’immunité adaptative............................................................................................... 11 3.1 Mécanisme de l'Immunité Acquise.........................................................................11 3.2 Réaction à médiation humorale............................................................................... 14 3.3 Réaction à médiation cellulaire............................................................................... 21 4 Les dérèglements de l’immunité................................................................................. 25 4.1 Maladie auto-immune............................................................................................. 26 4.2 Réaction allergique................................................................................................. 29 4.3 Déficit immunitaire................................................................................................ 30 2 1 Introduction Les réponses immunitaires innée (inflammation) et adaptative font partie des mécanismes de défense de l'organisme contre l'agression de nature infectieuse ou non infectieuse. Lorsque l'agent agresseur est éliminé, les réponses immunitaires doivent être régulées négativement, et l'organisme revient à son état physiologique. 2 Immunité innée et la réaction inflammatoire L’immunité innée (naturelle) porte ce nom car elle est présente dès la naissance et n’a pas besoin d’être apprise par exposition à un pathogène. Elle apporte ainsi une réponse immédiate aux envahisseurs étrangers. Les globules blancs impliqués dans l’immunité innée sont  Les monocytes (qui se développent en macrophages)  Neutrophiles  Éosinophiles  Basophiles  Lymphocytes Natural Killer  Mastocytes Chaque type de cellule a une fonction différente. Les autres acteurs de l’immunité innée sont les suivants :  Système du complément  Cytokines L'immunité innée (naturelle) ne nécessite pas une exposition au préalable à un antigène (c'est-à-dire, mémoire immunologique) pour être complètement efficace. Ainsi, elle peut répondre immédiatement à un envahisseur. L'immunité innée reconnaît essentiellement les schémas moléculaires qui sont largement distribuées, plutôt qu'un antigène spécifique d'un microorganisme ou d'une cellule. Figure 1: Récepteurs de reconnaissance PRR : Pattern Recognition Receptors RAMP : Pathogen Associated Molecular Patterns 3 2.1 Inflammation Une inflammation se produit parce que des molécules attirent des cellules du système immunitaire vers le tissu affecté. Afin de transporter plus de sang vers le tissu, les vaisseaux sanguins s’élargissent et deviennent plus poreux afin de permettre à une plus grande quantité de liquide et de cellules de les quitter pour pénétrer dans le tissu. L’inflammation tend ainsi à induire une rougeur, de la chaleur et un gonflement. Elle a pour objectif de contenir l’infection pour qu’elle ne s’étende pas. Ensuite, d’autres substances produites par le système immunitaire contribuent à l’arrêt de l’inflammation et à la guérison des tissus lésés. Bien qu’une inflammation puisse être gênante, elle indique que le système immunitaire fait son travail. Toutefois, une inflammation excessive ou de longue durée (chronique) peut être nuisible. Figure 2 : inflammation 2.2 Les cellules phagocytaires Les cellules phagocytaires (Neutrophiles du sang et des tissus, monocytes du sang, macrophages des tissus) sont capables d’ingérer et de digérer des antigènes exogènes, tels que des micro-organismes entiers ou des particules insolubles, ainsi que des produits endogènes, tels que des cellules hôtes lésées ou mortes, des débris cellulaires ou des facteurs de la coagulation activés. Ces cellules ingèrent et détruisent les antigènes invasifs. L'attaque par les cellules phagocytaires peut être facilitée lorsque les antigènes sont attachés à des anticorps, ou quand les protéines du complément opsonisent les antigènes. 4 2.3 Mécanisme de la Phagocytose La phagocytose est un mécanisme permettant aux cellules d'internaliser et de digérer des particules et des micro-organismes.  La reconnaissance et l'adhérence à la cible sont le plus souvent suivies par l'ingestion de la particule lorsque sa taille le permet (phagocytose).  L'ingestion du pathogène se fait grâce à la formation du phagosome, vacuole contenant la particule ingérée. Un phagolysosome est ensuite constitué lorsque les diverses granulations contenues dans le phagocyte ont fusionné avec le phagosome.  Une fois que le phagosome est dans le cytoplasme, sa désintégration commence, un processus qui est effectué par des mécanismes dépendants de l'oxygène ou indépendants. o La première survient après l'activation des voies métaboliques qui consomment de l'oxygène, ce qui produit la libération de radicaux libres d'oxygène, qui sont toxiques pour les micro-organismes. o Dans le second cas, interviennent les lysosomes, qui se lient au phagosome formant un phagolysosome, et libèrent des enzymes hydrolytiques qui vont détruire l'antigène.  Tous ces événements permettent une destruction optimale de l'agent pathogène dans l'espace protégé du phagolysosome. Les débris du micro-organisme digéré sont ensuite éjectés à l'extérieur. Figure 3 : Phagocytose d’une bactérie par un leucocyte (phagocyte). Des pseudopes se forment au niveau de la mem-brane de la cellule phagocytaire puis entourent le microorganisme. Celui- ci se retrouve emprisonné dans un pha-go-some qui fusionnent ensuite avec les lysosomes conte-nants des enzymes. Après la dégradation du microorganisme, le phagosome fusionne avec la membrane cellulaire pour libé-rer les déchets produits durant la phagocytose. https://souslemicroscope.com/phagocytose/. 5 2.4 Le complément Le système du complément est un ensemble de protéines plasmatiques essentielles à l'immunité innée, jouant un rôle crucial dans la défense de l'organisme contre les infections. Ces protéines sont principalement produites par : Les cellules hépatiques (foie)  Les monocytes et macrophages  Les neutrophiles  Les adipocytes  Le complément circule dans le sérum sous forme inactive (proenzymes ou zymogènes) et représente environ 5 % de l'ensemble des protéines plasmatiques. Lorsqu'il est activé, le complément joue un rôle clé dans la lyse des micro-organismes infectieux par le biais de la formation d'un complexe d'attaque membranaire. De plus, de nombreux produits de clivage des protéines du complément, tels que l'opsonine C3b et les anaphylatoxines C3a et C5a, participent également à l'immunité innée. 2.4.1 Les Voies d’Activation et les Molécules du Complément Le complément peut être activé par trois voies distinctes, chacune ayant ses propres mécanismes et points de déclenchement, mais toutes convergent vers la formation de la C3 convertase, qui est essentielle pour l'activation ultérieure du complément. 1. La Voie Classique La voie classique du complément est initiée par la liaison des IgM ou IgG à l'antigène, ce qui entraîne un changement conformationnel de la partie Fc de l’anticorps révélant le site de liaison du complément. C1q lie le complexe Ag-Ac, ce qui déclenche l'activation séquentielle de C1r et C1. Les C1 activés cascadent en outre le clivage des composants en aval C2 et C4, formant C4b2a, la convertase de la voie classique du C3, qui catalyse la réaction centrale de la voie du complément (Fig.). La prochaine étape implique la formation de C4b2a3b, la convertase C5. Le C5b résultant déclenche le complexe terminal lytique du complément connu sous le nom de complexe d’attaque membranaire (MAC). 2. La Voie du Mannose (MBP) Activée par la fixation de la protéine MBP (Mannose-Binding Protein) sur les résidus mannose présents à la surface de certains agents infectieux, tels que les bactéries. Cette voie fait le lien entre l'immunité innée et la reconnaissance des pathogènes. 3. La Voie Alternative o Activée par la fixation de la protéine C3b à la surface de l’agent pathogène. o Elle constitue une réponse immédiate à l’infection, se déclenchant en l'absence d'anticorps. 6 Figure 4 : modifiée d’après Collège des Enseignants d'Immunologie, 2018. Le système du complément, avec ses trois voies d'activation, est essentiel à l'immunité innée, permettant une réponse rapide et efficace contre les infections. Chaque voie d'activation se déroule par des mécanismes spécifiques, mais toutes ont pour objectif commun l'activation de la C3 convertase et la génération de produits du complément qui participent à l'élimination des agents pathogènes. 7 2.4.2 Activités Biologiques du Complément (Fonctions) Le système du complément joue un rôle crucial dans l'immunité innée en permettant la destruction des pathogènes, en facilitant leur phagocytose, en induisant l'inflammation, et en éliminant les complexes immunitaires. 2.4.2.1 Lyse Cellulaire Les protéines C5b, C6, C7, C8, et C9 s'associent pour former le complexe d’attaque membranaire (MAC). Ce complexe s'insère dans la membrane des cellules pathogènes, entraînant une lyse osmotique qui détruit ces agents infectieux. 2.4.2.2 Opsonines La protéine C3b fonctionne comme une opsonine, c'est-à-dire qu'elle recouvre les microorganismes pour faciliter leur phagocytose par les cellules immunitaires. Cela se fait à travers des récepteurs présents sur les leucocytes, tels que : CR1 (CD35) : Aide à la phagocytose et à l'élimination des complexes immuns. 2.4.2.3 Induction de l'Inflammation Les molécules C3a, C4a, et C5a sont appelées anaphylatoxines. Elles déclenchent une réponse inflammatoire en activant des cellules immunitaires et en provoquant la dégranulation des mastocytes, ce qui contribue à augmenter la circulation sanguine et à attirer d'autres cellules immunitaires vers le site de l'infection. 2.4.2.4 Élimination du Complexe Immun (Ac-Ag) Les globules rouges possèdent des récepteurs pour la protéine C3b, ce qui leur permet de lier et de transporter les complexes immunitaires (anticorps liés à des antigènes) vers des cellules comme les macrophages et les neutrophiles. Cela aide à éliminer ces complexes, participant ainsi à la résolution des réponses immunitaires. Figure 5 : fonctions du complément 8 2.5 Les cellules NK Les cellules tueuses naturelles (NK) font partie des cellules lymphoïdes innées et jouent un rôle essentiel dans la défense de l'organisme contre les infections virales et certaines cellules tumorales. 2.5.1 Caractéristiques des Cellules NK  Proportions : Les cellules NK représentent environ 5 à 15 % des cellules mononucléées dans le sang périphérique.  Morphologie : Elles ont un noyau rond et un cytoplasme granulaire.  Spécificité : Contrairement à d'autres lymphocytes, les cellules NK n'ont pas de récepteurs spécifiques aux antigènes.  Marqueurs : Les cellules NK sont identifiées par les marqueurs CD56 et CD16, et elles ne portent pas les marqueurs CD3 (associés aux lymphocytes T) ni CD19 (associés aux lymphocytes B). Figure 6 : cellules NK 9 2.5.2 Mécanisme d'Action Les cellules NK reconnaissent et détruisent les cellules anormales, notamment celles infectées par des virus ou cancéreuses, par le biais de plusieurs mécanismes : 1. Reconnaissance des Cibles : Les récepteurs des cellules NK peuvent reconnaître divers ligands sur les cellules cibles, notamment les molécules de MHC de classe I. La présence de ces molécules sur les cellules nucléées protège ces dernières de la destruction. En revanche, leur absence peut indiquer que la cellule est infectée ou a subi des modifications cancéreuses. 2. Lyse Médiée par les Cellules NK : o Les cellules NK peuvent détruire les cellules cancéreuses par la libération de granules contenant des enzymes cytotoxiques, comme les granzymes. o Lorsqu'une cellule NK se lie à une cellule cible, des granules cytotoxiques sont sécrétés dans l'espace intercellulaire. Ces granules contiennent des protéines, notamment la perforine, qui provoquent des lésions à la membrane de la cellule cancéreuse, entraînant sa lyse. 3. Les cellules NK jouent également un rôle dans la régulation de la réponse immunitaire acquise en sécrétant diverses cytokines, telles que :  IFN-gamma : C'est une cytokine clé produite par les cellules NK qui influence la différenciation des lymphocytes T, favorisant le développement des lymphocytes T helper de type 1 (Th1) et inhibant celui des lymphocytes T helper de type 2 (Th2).  Autres cytokines comme IL-1 et TNF-alpha, qui contribuent également à la réponse immunitaire. Les patients présentant des déficits en cellules NK (p. ex., certains types de déficit immunitaire combiné sévère) sont particulièrement sensibles à l'herpès et aux infections à papillomavirus humain, alors qu'un excès de cellules NK peut contribuer au développement d'une maladie auto- immune. 10 3 L’immunité adaptative L’immunité acquise, également appelée immunité adaptative, nécessite une exposition préalable à un antigène pour être pleinement efficace. Ce type d'immunité prend du temps à se développer après la rencontre initiale d'un nouvel envahisseur, mais par la suite, la réponse immunitaire est rapide. Le système immunitaire mémorise les expositions passées et reconnaît les antigènes spécifiques. Les principaux acteurs de l'immunité acquise sont :  Lymphocytes B et T : responsables de la réponse immunitaire.  Cellules dendritiques : présentent les antigènes aux lymphocytes T.  Cytokines : régulent la communication entre les cellules immunitaires.  Anticorps : opsonisation /neutralisation /activation Figure 6 : 3.1 Mécanisme de l'Immunité Acquise L'immunité acquise n’est pas présente à la naissance ; elle est "apprise". Ce processus commence lorsque le système immunitaire rencontre des envahisseurs étrangers et reconnaît des substances exogènes (antigènes). Les composants de l’immunité acquise apprennent comment attaquer efficacement chaque antigène et développent une mémoire pour celui-ci. L'immunité acquise est spécifique, car elle s'adapte à un antigène particulier déjà rencontré, se caractérisant par sa capacité d’apprentissage, d’adaptation et de mémorisation. 1. Immunité Humorale :  Dérivée des réponses des lymphocytes B.  Les lymphocytes B se développent en plasmocytes, qui sécrètent des anticorps spécifiques contre des antigènes solubles. 2. Immunité à Médiation Cellulaire : 11  Impliquant des réponses des lymphocytes T, qui peuvent directement attaquer les cellules infectées. Durée de réponse Immunitaire L'immunité acquise met du temps à se développer après l’exposition initiale à un nouvel antigène. Cependant, après cette exposition, les acteurs de l’immunité acquise se souviennent de l’antigène, et les réponses ultérieures sont plus rapides et plus efficaces. La chronologie des réponses immunitaires se divise en trois phases :  Réponse précoce : de 0 à 4 heures, principalement par l'immunité innée.  Réponse intermédiaire : de 4 à 96 heures, impliquant également des éléments de l'immunité innée.  Réponse tardive : après 96 heures, où l'immunité adaptative prend le relais, entraînant l'expansion clonale de lymphocytes B et T spécifiques aux antigènes de l’agent pathogène. Cette capacité d'adaptation et de mémorisation permet une réponse immunitaire plus efficace lors des expositions ultérieures à des antigènes spécifiques. 12 13 3.2 Réaction à médiation humorale 3.2.1 Lymphocytes B Lorsqu’un lymphocyte B rencontre un antigène, elle est stimulée afin de mûrir en cellule plasmatique ou en lymphocyte B mémoire. Les cellules plasmatiques libèrent alors des anticorps (également appelés immunoglobulines ou Ig). Il existe cinq classes d’anticorps : IgM, IgG, IgA, IgE et IgD. Les anticorps sont essentiels pour combattre tous types d’infections bactériennes, virales ou parasitaires. Les anticorps protègent l’organisme des façons suivantes :  En aidant les cellules à ingérer les antigènes (les cellules qui ingèrent les antigènes sont dénommées phagocytes)  En inactivant les substances toxiques produites par les bactéries  En attaquant directement les bactéries et les virus  En empêchant les bactéries et les virus de se fixer aux cellules et de les envahir  En activant le système du complément, qui a de nombreuses fonctions immunitaires  En aidant certaines cellules, telles que les lymphocytes Natural Killer, à tuer des cellules infectées ou cancéreuses Les anticorps se fixent à l’antigène qu’ils ont appris à reconnaître et forment un complexe immunitaire (complexe anticorps-antigène). L’anticorps et l’antigène s’adaptent parfaitement l’un à l’autre, comme les pièces d’un puzzle. Il arrive qu’un anticorps puisse se fixer à d’autres antigènes si ces derniers ressemblent étroitement à celui que l’anticorps a été formé à reconnaître en vue de se lier à lui. 14 3.2.2 Les anticorps Une molécule d’anticorps a fondamentalement la forme d’un Y. Elle est constituée de deux parties : Partie variable : cette partie varie. Elle est spécialisée en vue de se lier à un antigène spécifique. Partie constante : cette partie est l’une des cinq structures qui déterminent la classe de l’anticorps : IgM, IgG, IgA, IgE ou IgD. Celle-ci est identique au sein de chaque classe et détermine la fonction de l’anticorps. 15 Les anticorps chimériques et humanisés sont modifiés pour ressembler davantage aux anticorps humains. Cette image résume plusieurs formes de modifications d'anticorps, adaptées à des fonctions thérapeutiques, en combinant des fragments avec des cytokines ou des médicaments pour des traitements ciblés, comme les thérapies anticancéreuses ou auto-immunes. 16 3.2.2.1 Classe des anticorps Un anticorps peut modifier sa partie constante et changer alors de classe, mais sa partie variable reste la même. Par conséquent, il peut toujours reconnaître l’antigène spécifique, pour lequel il a été produit. IgM Anticorps métamérique. C’est la première classe produite par le lymphocyte B. La réponse ainsi générée est appelée la réponse immunitaire primaire. L’IgM se lie ensuite à l’antigène, activant le système du complément, ce qui facilite l’ingestion du micro-organisme. IgA - IgA sériques sont pour la plupart monomériques - Les IgA sécrétoires sont sous forme dimérique ou polymérique et comportent un composant sécrétoire - IgA sont présentes dans : - La circulation sanguine - Les sécrétions produites par les muqueuses (telles que les larmes et la salive) - Le colostrum (lait sécrété pendant les premiers jours qui suivent l’accouchement) 17  IgG - L’immunoglobuline Majoritaire du sérum normal, Elles représentent 75% des Ig totales. - C’est la seule classe d’anticorps qui traverse le placenta de la mère vers le fœtus. - sont réparties en 4 sous-classes IgG IgE Les IgE sont produites en réponse à des antigènes spécifiques, souvent des allergènes, tels que le pollen, les acariens, les poils d'animaux, ou certains aliments. Les IgE contribuent à protéger contre certaines infections parasitaires. IgD L’IgD est principalement présente à la surface des lymphocytes B immatures. Elle aide ces cellules à mûrir. Ces anticorps sont présents en petit nombre dans la circulation. Leur fonction dans la circulation, si elle existe, n’est pas bien connue. 3.2.2.2 La génération de la diversité des immunoglobulines Le réarrangement aléatoire des gènes codant pour la partie variable des chaînes lourdes et légères des immunoglobulines s'effectue dans la moelle osseuse et aboutit à la constitution d'un récepteur B pour l'antigène (BCR) spécifique pour chaque lymphocyte B. Les étapes de recombinaisons somatiques des gènes des immunoglobulines sont indépendantes de l'antigène. 18 Dans la moelle osseuse, les lymphocytes B se différencient à partir de cellules précurseurs. Au cours de cette différenciation, les segments de gêne V, D et J se recombinent de façon aléatoire. Parmi les différents segments codés par l'ADN, un seul segment de chaque gène sera conservé. Lors de la jonction des segments, quelques nucléotides peuvent être supprimés ou ajoutés de manière aléatoire ce qui augmente la diversité de l'ADN réarrangé. La diversité des anticorps est ainsi quasi infinie. Parmi eux, se trouvent des anticorps qui reconnaissent des antigènes du soi. Ils sont éliminés par des mécanismes variés et complexes. 3.2.2.3 Fonction des anticorps Opsonisation C’est Le recouvrement par des anticorps d'un micro- organisme pour permettre sa phagocytose Mécanisme : En se liant aux antigènes, les anticorps servent de "marqueurs" qui signalent aux cellules phagocytaires qu'un agent pathogène doit être éliminé. Cela se produit par l'interaction des régions Fc des anticorps avec des récepteurs spécifiques sur les phagocytes. Neutralisation Les anticorps peuvent se lier spécifiquement à des antigènes, tels que les virus ou les toxines, neutralisant leur capacité à infecter les cellules ou à causer des dommages. Mécanisme : En occupant le site de liaison de l'antigène, les anticorps empêchent leur interaction avec les cellules hôtes, réduisant ainsi l'infection ou l'effet toxique. 19 Activation du Complément Certains anticorps, en particulier les IgM et les IgG, peuvent activer le système du complément. Mécanisme : L’activation du complément entraîne la formation de complexes d'attaque membranaire qui lyse les cellules infectées ou opsonise les agents pathogènes, facilitant leur élimination par phagocytose. Propriétés et activités IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA1 IgA2 IgM IgE IgD Poids moléculaire 150 0 150 0 150 0 150 0 150 00 150 00 900 190 15000 00 00 00 00 0- 600 0- 600 000 000 0 000 000 Composant de la 1 2 3 4 1 2    chaîne lourde Taux sérique normal 9 9 1 0.5 3 0.5 1.5 0.003 0.03 (mg/ml) 20  Demi vie dans le 23 23 8 23 6 6 5 2.5 3 sérum (jours) Active la voie - - + + classique du C Passe à travers le + +- + + placenta Présent sur la + + + membrane des B lie aux récepteurs Fc ++ ++ ++ ++ +/- +/- +- +/- des phagocytes Transport à travers la ++ ++ + muqueuse Dégranulation n des + mastocytes 3.3 Réaction à médiation cellulaire La réponse à médiation cellulaire commence par la stimulation antigénique, entraînant la transformation et la multiplication des lymphocytes T porteurs de récepteurs spécifiques (TCR) en cellules effectrices et cellules mémoire. Les lymphocytes T naïfs, qui sont très rares (environ 1 pour 1 000 000), migrent vers les organes lymphoïdes secondaires, où ils cherchent des peptides antigéniques spécifiques présentés par des cellules présentatrices d'antigènes (CPA). La reconnaissance d'un complexe CMH-peptide est le premier signal d'activation, suivie de signaux de costimulation pour une activation complète. 21 3.3.1 Présentation de l’Antigène Cellules Présentatrices de l'Antigène Les antigènes extracellulaires, comme ceux des bactéries, doivent être transformés en peptides et associés à des molécules de CMH de classe II par des cellules présentatrices professionnelles, notamment :  Cellules dendritiques  Monocytes  Macrophages  Lymphocytes B Les cellules dendritiques sont des acteurs essentiels de l'immunité. Présentes dans la peau, les ganglions lymphatiques et d'autres tissus, elles jouent un rôle clé dans la capture et la présentation des antigènes. Une fois qu'elles ont capturé un antigène, elles migrent vers les ganglions lymphatiques où elles présentent cet antigène aux lymphocytes T, les activant ainsi pour initier une réponse immunitaire spécifique. Les monocytes circulants se différencient en macrophages dans les tissus, où ils sont activés par des cytokines. 3.3.2 Complexe Majeur d'Histocompatibilité (CMH) Le CMH, ou HLA, est essentiel pour la présentation des antigènes aux lymphocytes T. CMH de classe I : Présent sur toutes les cellules nucléées, il présente des peptides aux lymphocytes T CD8, qui tuent les cellules infectées. CMH de classe II : Principalement sur les CPA, il présente des peptides aux lymphocytes T CD4, qui aident à coordonner la réponse immunitaire. 22 Les molécules du CMH, notamment les antigènes des loci HLA-A, HLA-B et surtout HLA- DR, sont cruciales pour la compatibilité entre donneurs et receveurs lors des greffes d'organes, car ce sont elles qui provoquent le plus souvent un rejet allogénique. 3.3.3 Mécanisme de Réaction à Médiation Cellulaire Bien que certains antigènes puissent induire une réponse directe, la plupart des réponses immunitaires nécessitent la présentation d'antigènes par des CPA. Les cellules nucléées peuvent présenter des antigènes intracellulaires (comme les virus) via CMH de classe I aux lymphocytes T cytotoxiques (CD8). Lorsque le lymphocyte T helper (TH) est activé, il peut déclencher deux types de réponses : 1. Réponse Inflammatoire : Elle cible les parasites intracellulaires, avec activation des macrophages par INF-γ et autres molécules de costimulation. 2. Réponse Cytotoxique : Elle cible les cellules infectées par des virus. Un lymphocyte T cytotoxique (Tc) est activé par des cytokines (comme IL-2 et INF-γ) et reconnaît l’antigène soit directement, soit par l’intermédiaire d’une cellule dendritique. Les Tc libèrent de la perforine, créant des pores dans les cellules cibles, entraînant leur destruction (cytolyse). 23 La stimulation antigénique provoque la transformation des lymphocytes T porteurs de TCR spécifique et leur multiplication en cellules effectrices et cellules "mémoire". Les lymphocytes naïfs spécifiques d'un antigène donné sont très peu fréquents, de l'ordre de 1 pour 1 000 000. Les lymphocytes T naïfs entrent dans les organes lymphoïdes secondaires et balayent la surface des CPA à la recherche de peptides antigéniques spécifiques qu'ils peuvent reconnaître. La reconnaissance du complexe CMH peptide antigénique constitue le premier signal d'activation. Des signaux de costimulation sont nécessaires pour que l'activation du lymphocyte T se poursuive. Un troisième signal est nécessaire pour induire la différentiation fonctionnelle des lymphocytes T CD4+. Les profils cytokiniques des lymphocytes T CD4+ dits « auxiliaires » ou helpers définissent les populations cellulaires dites Th1, Th2, Th17, Tfh… Les cytokines Les cytokines sont des médiateurs essentiels qui facilitent la communication entre les cellules du système immunitaire, que ce soit sous forme soluble ou membranaire. Elles jouent un rôle clé dans la régulation de la réponse immunitaire et l'inflammation. 24 4 Les dérèglements de l’immunité Afin de défendre l’organisme contre ces envahisseurs, le système immunitaire doit être capable de distinguer ce qui appartient au corps (soi) et ce qui n’en fait pas partie (non soi)(exogène ou étranger) Une réponse immunitaire normale implique les éléments suivants :  Reconnaissance d’un antigène étranger potentiellement dangereux  Activation et mobilisation des forces pour se défendre contre cet antigène  Attaque de cet antigène  Contrôle et fin de l’attaque Un trouble du système immunitaire se produit lorsque : 1. maladie auto-immune L’organisme génère une réponse immunitaire contre lui-même 2. déficit immunitaire L’organisme ne parvient pas à générer de réponse immunitaire appropriée contre des micro-organismes envahisseurs Déficit immunitaire fréquent : 1/30 000. 25  3. réaction allergique L’organisme génère une réponse immunitaire excessive à des antigènes étrangers, souvent inoffensifs, et endommage les tissus normaux. Le système immunitaire a pour rôle fondamental de défendre l'organisme en distinguant le soi (les cellules et molécules propres à l'organisme) du non-soi (les agents étrangers ou exogènes comme les microbes). La réponse immunitaire se déroule en plusieurs étapes :  Reconnaissance de l'antigène : Le système immunitaire détecte un antigène étranger, qui peut provenir de bactéries, virus, champignons, ou toxines. Les molécules du Complexe Majeur d'Histocompatibilité (CMH) sont cruciales dans la présentation de ces antigènes aux cellules immunitaires.  Activation : Une fois l'antigène reconnu, les cellules du système immunitaire (comme les lymphocytes T et B) sont activées. Cela inclut la prolifération des cellules et la production de molécules effectrices comme les anticorps ou les cytokines pour coordonner la réponse.  Mobilisation des défenses : Les différentes branches du système immunitaire, y compris l'immunité innée (macrophages, neutrophiles) et adaptative (lymphocytes), sont mobilisées pour attaquer l'envahisseur.  Attaque : Les cellules immunitaires attaquent et détruisent les pathogènes ou les cellules infectées via différents mécanismes, comme la phagocytose, la destruction directe par les lymphocytes cytotoxiques ou la neutralisation des agents pathogènes par les anticorps.  Contrôle et fin de l’attaque : La réponse immunitaire doit être régulée pour éviter des dommages aux tissus sains. Les cellules T régulatrices, entre autres, aident à arrêter la réponse une fois l'infection éliminée. Les dysfonctionnements du système immunitaire peuvent prendre plusieurs formes : 4.1 Maladie auto-immune Dans ce cas, l'organisme ne parvient plus à distinguer le soi du non-soi, et génère une réponse immunitaire contre ses propres cellules. Cela peut conduire à des maladies comme le lupus, la polyarthrite rhumatoïde ou le diabète de type 1, où des tissus sains sont attaqués par erreur par le système immunitaire. Les maladies auto-immunes sont des affections dans lesquelles le système immunitaire perd la capacité de distinguer entre le soi (les cellules normales de l'organisme) et le non-soi (les agents étrangers). Cela entraîne une attaque du système immunitaire contre les propres cellules 26 et tissus de l'organisme, ce qui provoque des inflammations, des lésions tissulaires, et parfois des dysfonctionnements organiques. 4.1.1.1 Mécanisme des Maladies Auto-immunes Normalement, le système immunitaire possède des mécanismes de tolérance immunitaire qui lui permettent de ne pas réagir contre les cellules et les molécules propres à l’organisme. Dans les maladies auto-immunes, cette tolérance est rompue, et les lymphocytes T ou B réagissent contre des antigènes du soi, les considérant comme étrangers. 4.1.1.2 Exemples de Maladies Auto-immunes  Lupus érythémateux disséminé (LED) : Une maladie systémique dans laquelle le système immunitaire attaque plusieurs organes et tissus, notamment la peau, les reins, les articulations, et le cœur. Des anticorps dirigés contre des composants du noyau cellulaire (comme les anticorps antinucléaires) sont souvent présents.  Polyarthrite rhumatoïde : Une maladie auto-immune qui affecte principalement les articulations, entraînant une inflammation chronique et des destructions articulaires. Les auto-anticorps comme le facteur rhumatoïde (FR) et les anticorps anti-CCP sont souvent détectés chez les patients.  Diabète de type 1 : Ici, le système immunitaire attaque et détruit les cellules bêta des îlots de Langerhans du pancréas, qui produisent de l'insuline. L'absence d'insuline entraîne un défaut de régulation du glucose dans le sang. 4.1.1.3 Facteurs Contributifs Les maladies auto-immunes sont souvent influencées par une combinaison de facteurs :  Génétiques : Certains gènes, notamment les gènes du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH), sont associés à un risque accru de développer une maladie auto-immune.  Environnementaux : Les infections, le stress, et certains médicaments peuvent déclencher ou aggraver des maladies auto-immunes chez des personnes génétiquement prédisposées.  Hormonaux : Les maladies auto-immunes sont plus fréquentes chez les femmes, ce qui suggère un rôle des hormones dans leur développement. 4.1.1.4 Traitement Les traitements visent à réduire l'inflammation et à supprimer la réponse immunitaire pour éviter les dommages aux organes. Ces traitements incluent :  Immunosuppresseurs (par exemple, corticostéroïdes, méthotrexate). 27   Anticorps monoclonaux : Utilisés pour cibler des molécules spécifiques impliquées dans la réponse immunitaire (ex. : anti-TNF dans la polyarthrite rhumatoïde).  Thérapies biologiques : Conçues pour moduler certaines voies immunitaires afin de réduire l'auto-agression du système immunitaire. Les maladies auto-immunes sont chroniques, mais avec des traitements adaptés, leur progression peut être ralentie et les symptômes contrôlés. 4.1.1.5 Le diagnostic des maladies auto-immunes Le diagnostic est souvent complexe et nécessite une combinaison d'éléments cliniques, biologiques et parfois d'examens d'imagerie. Puisque les maladies auto-immunes peuvent affecter différents systèmes et organes, le diagnostic doit être adapté à chaque cas particulier. Voici les principales étapes et outils utilisés dans le diagnostic des maladies auto-immunes. Tests sanguins Les analyses sanguines sont essentielles pour détecter la présence d'auto-anticorps et évaluer les marqueurs de l'inflammation. a. Auto-anticorps Anticorps antinucléaires (ANA) : Fréquemment présents dans le lupus érythémateux disséminé (LED) et d'autres maladies auto-immunes. Ils sont dirigés contre des composants du noyau cellulaire. Facteur rhumatoïde (FR) : Souvent trouvé dans la polyarthrite rhumatoïde, bien que d'autres maladies auto-immunes puissent aussi l'induire. Anticorps anti-peptides citrullinés cycliques (anti-CCP) : Très spécifiques pour la polyarthrite rhumatoïde. Anticorps anti-ADN double brin (anti-dsDNA) : Spécifiques du lupus, utilisés pour confirmer le diagnostic. Anticorps anti-phospholipides : Impliqués dans le syndrome des antiphospholipides, caractérisé par des thromboses et des fausses couches récurrentes. b. Marqueurs inflammatoires Protéine C-réactive (CRP) et vitesse de sédimentation des érythrocytes (VS) : Ces marqueurs permettent d'évaluer le niveau d'inflammation systémique, qui est souvent élevé dans les maladies auto-immunes inflammatoires. c. Tests spécifiques Certaines maladies auto-immunes nécessitent des tests sanguins spécifiques pour confirmer le diagnostic : 28 TSH et anticorps anti-thyroperoxydase (anti-TPO) ou anti-thyroglobuline : Indiquent des maladies auto-immunes thyroïdiennes comme la thyroïdite de Hashimoto ou la maladie de Basedow. 4.2 Réaction allergique Les réactions allergiques sont des réponses exagérées du système immunitaire à des substances étrangères normalement inoffensives, appelées allergènes. Ces allergènes peuvent inclure des pollens, des poils d'animaux, des aliments, des médicaments, ou des piqûres d’insectes. Une réaction allergique implique une dérégulation de la réponse immunitaire, où le corps considère à tort ces substances comme dangereuses. 4.2.1.1 Mécanisme des Réactions Allergiques Les réactions allergiques, en particulier celles de type I (hypersensibilité immédiate), sont principalement médiées par :  Les immunoglobulines E (IgE) : Lors de la première exposition à un allergène, les lymphocytes B produisent des IgE spécifiques contre cet allergène. Ces IgE se fixent ensuite sur des mastocytes et des basophiles (cellules immunitaires spécialisées).  Les mastocytes : Lors d'une nouvelle exposition à l'allergène, celui-ci se lie aux IgE présentes sur la surface des mastocytes, provoquant la dégranulation de ces cellules et la libération de substances inflammatoires, comme l'histamine. 4.2.1.2 Symptomatologie Les symptômes dépendent du type d’allergène et de la sensibilité de l’individu, et varient en sévérité :  Réactions légères : Rhinites allergiques (nez qui coule, éternuements, congestion nasale). Conjonctivites allergiques (yeux rouges, larmoiement). Urticaire (éruptions cutanées). Dermatites de contact (éruption cutanée localisée après contact avec un allergène).  Réactions modérées à graves : Asthme allergique : Constriction des voies respiratoires, toux, difficultés à respirer. Œdème de Quincke : Gonflement sous-cutané (souvent au niveau du visage et de la gorge). Anaphylaxie : Réaction systémique potentiellement mortelle, impliquant une chute de la pression artérielle, des difficultés respiratoires graves, et une défaillance organique. L’anaphylaxie nécessite une intervention médicale immédiate avec de l'adrénaline. 29 4.2.1.3 Causes et Facteurs Prédisposants Les réactions allergiques sont souvent causées par :  Les allergènes environnementaux : Pollens, moisissures, poussières, acariens.  Les aliments : Arachides, noix, fruits de mer, œufs, lait.  Les médicaments : Antibiotiques, anti-inflammatoires, anesthésiques.  Les venins : Piqûres d’abeilles, de guêpes. Les facteurs de risque incluent une prédisposition génétique, c'est-à-dire une histoire familiale d'allergies, et des expositions répétées à des allergènes dès l'enfance. 4.2.1.4 Diagnostic Le diagnostic d’une réaction allergique repose sur :  Tests cutanés : Le test par piqûre (« prick test ») où de petites quantités d'allergènes sont appliquées sur la peau pour observer une réaction locale.  Dosage des IgE spécifiques : Par prise de sang, pour évaluer la sensibilité à des allergènes spécifiques.  Historique clinique : Identification des déclencheurs et des circonstances dans lesquelles se produisent les symptômes. 4.2.1.5 Traitement Le traitement des réactions allergiques comprend : 1. Évitement des allergènes : Limiter l'exposition aux substances déclencheuses lorsque possible. 2. Médicaments : Antihistaminiques : Pour bloquer les effets de l'histamine et réduire les symptômes. Corticostéroïdes : Pour réduire l'inflammation (utilisés en cas de symptômes modérés à sévères). Adrénaline (épinéphrine) : Traitement d'urgence de l'anaphylaxie, administrée par injection (ex. : stylo auto-injecteur d'adrénaline). Bronchodilatateurs : Pour soulager l’asthme allergique. 3. Immunothérapie allergénique : Aussi appelée désensibilisation, cette thérapie consiste à exposer progressivement le patient à de petites quantités d'allergène pour réduire la sensibilité au fil du temps. 4.3 Déficit immunitaire Un déficit immunitaire survient lorsque le système immunitaire est incapable de produire une réponse appropriée face à une infection. Ce déficit peut être congénital (présent dès la 30 naissance) ou acquis (comme dans le cas du VIH/SIDA). Les personnes atteintes de déficits immunitaires sont plus vulnérables aux infections et aux maladies, car leur système immunitaire n'est pas capable de répondre efficacement. 4.3.1.1 Déficits Immunitaires Primitifs (DIP) Les DIP peuvent toucher différentes branches du système immunitaire :  1. Déficits en lymphocytes B (immunité humorale) Les lymphocytes B produisent des anticorps (immunoglobulines), essentiels pour neutraliser les agents pathogènes. Un défaut dans ces cellules conduit à des infections récurrentes, surtout par des bactéries encapsulées (p. ex. pneumocoques, méningocoques). Exemples :  Agammaglobulinémie de Bruton : Absence de lymphocytes B matures due à une mutation de la tyrosine kinase de Bruton (BTK), ce qui empêche la production d'anticorps.  Déficit immunitaire commun variable (DICV) : Caractérisé par une faible production d'immunoglobulines malgré la présence de lymphocytes B, souvent découvert à l'âge adulte.  2. Déficits en lymphocytes T (immunité cellulaire) Les lymphocytes T sont essentiels pour contrôler les infections virales, fongiques et certains types de bactéries intracellulaires. Les déficits en lymphocytes T entraînent une vulnérabilité accrue à ces agents pathogènes. Exemples :  Syndrome de DiGeorge : Lié à une délétion du chromosome 22q11.2, ce syndrome se traduit par une absence ou un développement insuffisant du thymus, empêchant la maturation des lymphocytes T.  Déficit combiné sévère (SCID) : L’un des types les plus graves de DIP, affectant à la fois les lymphocytes T et B. Les nourrissons atteints de SCID souffrent d'infections sévères et mortelles s'ils ne sont pas traités rapidement.  3. Déficits combinés (T et B) Certains DIP affectent à la fois les lymphocytes T et B, compromettant ainsi l'ensemble de la réponse immunitaire adaptative. Exemples :  Syndrome d’immunodéficience combinée sévère (SCID) : Comme mentionné, ce déficit affecte gravement les deux types de lymphocytes, et les nourrissons atteints sont souvent appelés « enfants-bulles » car ils nécessitent une isolation stricte pour éviter les infections.  4. Déficits en phagocytes 31 Les phagocytes, tels que les neutrophiles et les macrophages, sont essentiels à l'immunité innée, responsables de la phagocytose des agents pathogènes. Les déficits phagocytaires entraînent une susceptibilité accrue aux infections bactériennes et fongiques. Exemples :  Maladie granulomateuse chronique (CGD) : Les phagocytes sont incapables de produire des espèces réactives de l'oxygène nécessaires pour tuer certains types de bactéries et champignons.  Neutropénie congénitale sévère : Diminution du nombre de neutrophiles, laissant l'individu vulnérable aux infections bactériennes graves.  5. Déficits du complément Le système du complément est une partie de l'immunité innée, et ses protéines sont essentielles pour la lyse des bactéries et l'opsonisation (marquage des agents pathogènes pour la phagocytose). Exemples :  Déficits en C1, C2, C4 : Ces déficits augmentent le risque d'infections par des bactéries encapsulées et sont souvent associés à des maladies auto-immunes comme le lupus.  Déficit en C5 à C9 : Ces protéines sont cruciales pour la formation du complexe d'attaque membranaire, et leur déficit conduit à une susceptibilité accrue aux infections à méningocoques. 4.3.1.2 Symptômes des DIP Les personnes atteintes de DIP présentent souvent des symptômes similaires, comme :  Infections récurrentes (respiratoires, digestives, cutanées) sévères et persistantes.  Retard de croissance chez les nourrissons.  Maladies auto-immunes, en raison d'un défaut dans la régulation immunitaire.  Diagnostic et traitement Le diagnostic repose sur des tests sanguins pour évaluer les taux d'anticorps, la fonction des lymphocytes T, et l'activité des phagocytes. Les tests génétiques permettent aussi d'identifier les mutations responsables des DIP. Les traitements varient selon la gravité du déficit, mais peuvent inclure :  Thérapie par immunoglobulines (Ig) pour les déficits en lymphocytes B.  Greffe de cellules souches hématopoïétiques (moelle osseuse) pour les déficits combinés ou sévères.  Antibioprophylaxie pour prévenir les infections.  Thérapie génique dans certains cas, pour corriger la mutation génétique sous-jacente. 32 4.3.2 Les déficits immunitaires secondaires ou acquis Les déficits immunitaires secondaires, aussi appelés déficits immunitaires acquis, se développent au cours de la vie d'une personne et ne sont pas dus à une mutation génétique présente dès la naissance. Ils surviennent souvent à la suite de maladies, de traitements médicaux, ou de facteurs environnementaux qui affaiblissent ou suppriment la fonction du système immunitaire. 4.3.2.1 Causes des Déficits Immunitaires Secondaires 1. Infections virales :  VIH/SIDA : Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est l'exemple le plus connu de déficit immunitaire acquis. Le VIH infecte et détruit les lymphocytes T CD4, des cellules clés de l'immunité. Lorsque leur nombre devient très bas, l’organisme devient vulnérable à des infections opportunistes et à certaines formes de cancer, marquant la phase de SIDA (syndrome d'immunodéficience acquise).  Infections chroniques : Certaines infections chroniques, comme l’hépatite C, peuvent affaiblir le système immunitaire au fil du temps. 2. Traitements médicaux :  Chimiothérapie et radiothérapie : Utilisées dans le traitement du cancer, ces thérapies détruisent les cellules cancéreuses, mais elles affectent aussi les cellules immunitaires, réduisant leur nombre et leur efficacité.  Immunosuppresseurs : Administrés lors de transplantations d'organes pour prévenir le rejet, ou dans les maladies auto-immunes pour contrôler l'inflammation, ces médicaments (comme les corticostéroïdes ou les inhibiteurs de calcineurine) suppriment la réponse immunitaire.  Greffes de moelle osseuse : Après une greffe, le patient traverse une période de déficience immunitaire due à l'ablation de la moelle osseuse d'origine et au temps nécessaire à l'engraftement des nouvelles cellules souches. 3. Malnutrition :  Carences nutritionnelles : Des carences graves en protéines, en zinc, en fer, ou en vitamines (comme la vitamine C et D) affaiblissent la réponse immunitaire. La malnutrition est une cause majeure de déficits immunitaires dans les pays en développement, rendant les individus plus vulnérables aux infections. 4. Maladies chroniques : 33  Cancers : Certains cancers, comme les lymphomes (ex. : lymphome de Hodgkin) et les leucémies, affectent directement le système immunitaire en perturbant la production et la fonction des cellules immunitaires.  Diabète : Le diabète, en particulier lorsqu'il est mal contrôlé, affaiblit la réponse immunitaire, ce qui accroît la susceptibilité aux infections, notamment des voies respiratoires et urinaires.  Insuffisance rénale chronique : Les patients souffrant de cette maladie présentent un risque accru d'infections en raison de la diminution de la fonction immunitaire. 5. Vieillissement : Avec l’âge, le système immunitaire devient naturellement moins efficace, un phénomène appelé immunosénescence. Cela inclut une diminution de la production de lymphocytes et une moindre capacité à réagir aux nouveaux antigènes, ce qui accroît le risque d’infections et de cancers chez les personnes âgées. 6. Stress physique et psychologique : Le stress chronique peut affaiblir la fonction immunitaire en affectant la production de cytokines et la mobilisation des cellules immunitaires. Des conditions de stress prolongé ou de traumatisme physique, comme des chirurgies majeures ou des blessures graves, peuvent aussi perturber la réponse immunitaire. 4.3.2.2 Le diagnostic des déficits immunitaires secondaires Analyses sanguines : Pour évaluer le nombre de cellules immunitaires (lymphocytes T, B, neutrophiles) et la production d’anticorps. Test VIH : Pour les personnes présentant des infections opportunistes. 34