Pour faciliter l’identification des épitopes immunodominants, des programmes algorithmiques ont été développés afin de prédire les liaisons potentielles d’épitopes sur une molécule MHC donnée [Sturniolo T. et coll. ; Nat Biotechno 1999]. Une autre approche développée par le groupe de W.
Kwok et coll. décrit un criblage d’épitope appelé TGEM (tetramer-guided epitope mapping) dans lequel à la fois la capacité de liaison des peptides sur le CMH et la détection des cellules spécifiques sont évaluées [Novak ; 2001] [Kwok ; 2001].
a) Limmuno-dominance des épitopes T
Suite à une immunisation avec une protéine, la réponse T CD4 ou CD8 est dirigée uniquement contre un nombre limité d’épitopes T de cette protéine. Ce phénomène, appelé immuno-dominance des épitopes T, est décrit pour de nombreux antigènes et est considéré aujourd’hui comme général. Elle résulte d’un processus de sélection parmi les épitopes T potentiellement immunogènes d’une protéine.
On définit comme épitope immunodominant, un peptide capable de se lier efficacement à une molécule MHC dans un certain contexte allélique et capable de générer une réponse T contre l’antigène natif. Ces peptides immunodominants sont alors capables d’induire, par restimulation in vitro, une réponse proliférative forte et systématique des lymphocytes T spécifiques sensibilisés avec la protéine entière [Gammon ; 1987]. Ils se distinguent des peptides cryptiques qui eux sont incapables de stimuler les cellules T spécifiques après immunisation avec l’antigène intact. Cette incapacité d’un peptide à être immunogène est en partie liée à un défaut d’apprêtement de celui-ci, ceci en liaison directe avec le contexte moléculaire dans lequel il se trouve au sein d’une protéine [Immonen ; 2007] [Immonen ; 2005] [Texier ; 2000]. Par ailleurs, l'incapacité d'un peptide à former un complexe de longue durée de vie avec les molécules du CMH, apparaît également comme un facteur critique dans l'immunogénicité de celui-ci, en liaison cette fois avec la séquence même de l’épitope T.
L’identification des épitopes T immunodominants d’un allergène doit prendre en considération plusieurs caractéristiques :
L’épitope T doit posséder un site de liaison pour le TCR (l’épitope) et un site de liaison pour la molécule CMH (l’agrétope)
La liaison de l’épitope à la molécule CMH est sélective mais n’a pas du tout la spécificité fine de la liaison de l’épitope sur le TCR
Une même molécule du CMH peut fixer un grand nombre d’épitopes différents
Tous les acides aminés du peptide participent à la constitution de l’épitope, par contre seule une partie de ceux-ci contribuent à la liaison à la molécule CMH, à l’agrétope
Une même protéine comporte de multiples épitopes T potentiels
Seuls les peptides capables de se lier aux molécules CMH de l’individu ou de l’animal considéré pourront provoquer une réponse immunitaire T
b) Détermination des épitopes T immunodominants dun allergène
Depuis une vingtaine d’année, de nombreux épitopes T immunodominants ont été proposés pour de nombreux allergènes (acariens, pollens, graminées, chat, venin d’abeilles) [Van Neerven ; 1996]
[Ebner ; 1995] [Macaubas ; 2006] [Jahn-Schmid ; 2005]. Les nombreuses études effectuées à ce sujet font apparaître une grande variabilité dans la reconnaissance épitopique inter et intra-sujets. Par exemple, les différents isoformes d’un même allergène expriment des épitopes T différents, tous les sujets allergiques ne reconnaissent pas les mêmes épitopes T au sein d’un même allergène et différents récepteurs peuvent reconnaître un même épitope. On comprendra ainsi que l’utilisation des épitopes des allergènes pour le diagnostic, le traitement des maladies allergiques ou le développement de tétramères classe II reste singulièrement difficile. Il faut en particulier tenir compte du polymorphisme des molécules MHC de classe II qui explique la diversité et la variabilité des épitopes T d’allergènes décrits.
En effet, chaque individu exprime un jeu de plusieurs (4 à 8) molécules MHC de classe II qui possèdent des spécificités de liaisons différentes (d’où une variabilité intra-individuelle des épitopes), et qui lui sont propres, ce qui explique la variabilité inter-individuelle des épitopes. De ce fait, les peptides qui présentent un intérêt en vaccination et pour l’analyse des réponses T spécifiques sont ceux que reconnaissent dans la plus grande majorité des cas les lymphocytes T d’individus différents.
c) Spécificité de liaison des épitopes T
Le polymorphisme important des allèles MHC de classe II se traduit au niveau fonctionnel par des molécules ayant chacune leurs propriétés de liaison : les épitopes T. Des différences de spécificités de liaison sont observées aussi bien entre séries alléliques (DR et DQ principalement) [Raddrizzani ; 1997], qu’entre molécules d’une même série, ce qui implique que les répertoires de peptides liés diffèrent d’une molécule à l’autre. On distingue ainsi dans les molécules MHC classe II des résidus d’ancrage qui sont accommodés par les cinq poches de spécificité des molécules MHC II localisées en P1, P4, P6, P7 et P9 (Figure ).
Figure XXVII. Modèle de fixation d’un épitope T CD4+ sur la molecule HLA-DR1. Il existe chez l’homme trois types de molecules MHC classe II : HLA-DR, -DQ et –DP. Ces trois molécules partagent une structure tridimensionnelle tres conservée et de nombreuses caractéristiques communes. Leur site de liaison est ouvert aux deux extremités et comporte 5 poches de spécificité (P1, P4, P6, P7 et P9) dans lesquelles sont regroupés les résidus polymorphes. Le peptide est systématiquement dans une configuration étendue. Da liaison est assurée par des interactions indépendantes ou dépendantes de sa séquence. Les interactions indépendantes résultent des liaisons hydrogène avec le squelette du peptide alors que les interactions dépendantes de la séquence sont controlées par les poches de spécificité. L’ensemble de ces contacts moléculaires fait que chaque molécule possède une large spécificté de liaison. (D’après CEA / B. Maillière)
Chaque molécule de MHC classe II possède ses propres propriétés de liaison en fonction des résidus polymorphes présents dans le site de liaison des peptides. Elle lie donc un répertoire de peptides qui lui est propre et qui diffère de celui d’une autre molécule (Tableau XI). La spécificité large des molécules MHC classe II, l’existence de plusieurs isoformes et d’un polymorphisme important font que de nombreux fragments différents d’une même protéine peuvent être chargés sur les molécules MHC classe II et donc être présentés aux lymphocytes T.
Positions
Tableau XI. Motifs de liaison proposés pour quelques molécules HLA-DR (en gras : les préférences fortes).
(D’après Maillière B. Sur le site du CEA)