L’allo-immunisation HLA

L’apparition d’une allo-immunisation contre les molécules HLA résulte :

 Des greffes d'organes allogéniques (Halloran et al. 1992) : les antigènes HLA portés par le greffon sont susceptibles de provoquer une immunisation chez le receveur lorsqu'il y a une incompatibilité dans le système HLA. Le patient receveur développe des anticorps

anti-HLA spécifiques contre le greffon du donneur ; on parle alors de DSA (« Donor Specific

Antibody »).

 Des transfusions (Saw et al. 2013): l'allo-immunisation anti-HLA transfusionnelle concerne tous les composants cellulaires présentant à leur surface des molécules HLA notamment les plaquettes (à l’exception des globules rouges qui n’expriment aucune molécule

HLA). Ces types de transfusion sont susceptibles d’entraîner chez le patient transfusé une

immunisation et le développement d’anticorps contre les molécules HLA.

 Des grossesses : les femmes enceintes multipares développent des anticorps anti-HLA contre les antigènes anti-HLA de classe I ou classe II d'origine paternelle portés par le fœtus. Ces anticorps ne jouent pas de rôle néfaste connu vis-à-vis du fœtus.

L’évaluation de l’incidence de l’allo-immunisation après un accouchement a fait l’objet de nombreux travaux. Les premiers travaux de Payne (Payne 1962) montrent que des anticorps étaient présents chez environ 18% des femmes en fin de grossesse et que le pourcentage augmentait avec le nombre de grossesses (pouvant atteindre 60% pour 5 grossesses). Ce même auteur montre que cette allo-immunisation était encore détectable trois ans après la fin de la grossesse, et dans certains cas, jusqu’à huit ans après la dernière grossesse.

Plus récemment en 2008, les travaux de Powers et al (Powers et al. 2008) montrent une

prévalence d’anticorps anti-HLA de 25% chez les donneuses quels que soient leurs antécédents et de 12% chez les donneurs masculins ayant des antécédents transfusionnels. Une étude LAPS (Leukocyte Antibody Prevalence Study) publiée par l’équipe de Triulzi (Triulzi

et al. 2009) basée sur l’analyse de 5 834 femmes qui avaient eu de 0 à plus de quatre

grossesses montrait que le taux d’immunisation aux anticorps était proportionnel au nombre de grossesses avec des chiffres de 1,7% chez les femmes nullipares, 11,2% pour 1 grossesse, 22,3% pour 2 grossesses, 27,5% pour 3 grossesses et ce taux atteignait 32,2% pour les femmes ayant au moins 4 grossesses (dépistage LabScreen, One Lambda).

Une autre étude récente publiée en 2013 (Masson et al. 2013) analysait le taux d’allo-immunisation, évalué chez 294 femmes ayant eu au moins une grossesse était de 54,4%.

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Structure, propriétés et fonction des immunoglobulines

I.5.1.1 Généralités

Les anticorps représentent les effecteurs solubles de l’immunité humorale spécifique. Ils sont sécrétés par les plasmocytes, après la différenciation des lymphocytes B à la suite d’une stimulation antigénique. Au départ, le nom générique d’anticorps fut donné par Paul Erlich en 1897 après avoir découvert dans le sang de sujets immunisés contre la diphtérie ou le tétanos, la présence de substance capable de neutraliser la toxine. En 1958, le terme d’immunoglobuline fut ensuite donné aux anticorps pour leur structure particulière dont l’organisation de base fut découverte grâce aux travaux de Porter et d’Edelman (prix Nobel de médecine en 1972) (Porter 1972). Les immunoglobulines ont initialement été isolées à partir de sérums de malades atteints de myélome multiple pour qui la séparation des protéines sériques par électrophorèse a révélé que les immunoglobulines migrent au niveau de la

fraction des γ-globulines. Porter et Edelman ont montré que la digestion par 2 enzymes

hydrolytiques, la pepsine et la papaïne pouvait couper l’immunoglobuline en plusieurs parties au niveau de ponts disulfures. Elles sont présentes sous trois formes : une forme circulante ou soluble dans le sérum, une forme membranaire à la surface des lymphocytes B et une forme sécrétée au niveau des muqueuses (digestives, respiratoires, bronchiques, salives…).

I.5.1.2 Structure des immunoglobulines

La structure de base des immunoglobulines (Ig) est représentée par la présence de 4 quatre chaînes polypeptidiques : 2 chaines lourdes (H pour heavy) et 2 chaînes légères (L pour light) reliées entre elles par des ponts disulfures (Figure 9).

La chaîne lourde a une masse moléculaire d’environ 50 kDa. Il en existe cinq types, désignés

par la lettre grecque γ pour IgG (gamma), α pour IgA (alpha), μ pour IgM (mu), δ pour IgD

(delta), ε pour IgE (epsilon) qui définissent les cinq classes ou l’isotype des immunoglobulines. Certains isotypes d’Ig peuvent être divisés en sous-classes telles que les IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4) et les IgA (IgA1, IgA2). La chaîne légère a une masse moléculaire d’environ 25KDa. Il en existe deux types: les chaînes légères κ (kappa) ou λ (lambda).

La masse moléculaire totale d’une immunoglobuline est donc de 150kDa ; l’association d’une chaîne lourde avec une chaîne légère est organisée de manière symétrique.

53 Figure 9. Structure d’une immunoglobuline G. En rouge, est représentée la région variable qui est le site de liaison à l’antigène. En bleu, est représentée la région constante qui contient les fonctions effectrices de l’immunoglobuline.

Chaque chaîne est organisée en domaine d’environ 110 acides aminés: la chaîne lourde contient quatre (IgG, IgA, IgD) ou cinq (IgM, IgE) domaines globulaires alors que la chaîne légère en contient deux. Le premier domaine des chaines H et L au niveau N-terminal représente la région variable alors que les autres domaines en C-terminal définissent la région constante. La région variable d’une immunoglobuline est donc constituée du domaine VH de la chaîne H et du domaine VL de la chaîne L alors que la région constante comprend les domaines CH1 à CH3 (ou CH3) de la chaine H et du domaine CL de la chaîne L. Le clivage enzymatique par digestion avec la papaïne ou bien la pepsine à des endroits particuliers des

chaînes permet d’identifier deux fragments : le fragment F’ab (Fragment antigen binding) du

côté amino-terminal et 1 fragment Fc (Fragment cristalizable) appelé ainsi pour sa capacité à

cristalliser facilement. C’est au niveau de la région variable que l’on retrouve les fragments F’ab qui permettent la reconnaissance de l’antigène alors que les fragments Fc, retrouvés au niveau de la région constante possèdent les fonctions effectrices de l’immunoglobuline.

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I.5.1.3 Fonction des immunoglobulines

Fonctions effectrices des immunoglobulines :

- Neutralisation des toxines bactériennes : de nombreuses bactéries exercent leur pouvoir

pathogène en sécrétant des toxines, par exemple. Normalement, la toxine interagit avec un récepteur spécifique à la surface de la cellule cible pour exercer son pouvoir pathogène. Dans le cas de la neutralisation de la toxine, les immunoglobulines qui reconnaissent la toxine via leur fragment F’ab empêchent l’adhésion bactérienne.

- Opsonisation du pathogène par phagocytose : ce mécanisme conduit à la dégradation des

particules opsonisées ou internalisées. De nombreuses bactéries sont ingérées puis détruites par les cellules phagocytaires. Cependant, certaines bactéries pathogènes possèdent des capsules polysaccharidiques qui empêchent leur phagocytose directe. Or, ces bactéries deviennent sensibles à la phagocytose lorsqu’elles sont recouvertes d’anticorps spécifiques. Le recouvrement du pathogène par des IgG va l’orienter vers la cellule cible en formant une liaison entre les fragments Fc des IgG et les récepteurs Fc de la cellule phagocytaire. Nous développerons les récepteurs Fc des cellules phagocytaires ainsi que leur processus de phagocytose ultérieurement.

- Cytotoxicité dépendante du complément (CDC) : la fixation d’une immunoglobuline à un

antigène peut entraîner l’activation de la voie classique du complément et l’hydrolyse en cascade des protéines du complément. Cette activation en cascade aboutit à la formation du complexe d’attaque membranaire et conduit à la lyse de la cellule sur laquelle se sont initialement fixés les anticorps.

- Cytotoxicité dépendante des anticorps (ADCC) : des cellules telles que les cellules NK peuvent

interagir avec un pathogène recouvert d’IgG via leur récepteur Fc sans l’intervention du mécanisme de phagocytose. Celles-ci vont directement entraîner l’apoptose de la cellule par la voie perforine/granzyme.

Liaison antigène-anticorps :

Dans la région variable des chaînes lourdes et légères, il existe une très grande variabilité de séquences d’acides aminés d’une immunoglobuline à l’autre. Elles contiennent des régions hypervariables que l’on appelle «régions déterminant la complémentarité» ou CDR (pour

« Complementary Determining Region ») ainsi que des régions charpentes FR (pour

« Framework Regions) qui contrairement aux régions CDR, sont invariantes. Au niveau des fragments F’ab, ce sont les régions CDR qui déterminent la spécificité à un antigène. Le

55 repliement de ces régions permettant la formation de boucles et le rapprochement des différents CDR constituent le site de liaison de l’antigène.

De nombreuses liaisons non covalentes participent à l’interaction entre l’antigène avec leurs sites de liaison CDR de l’immunoglobuline : il peut s’agir de liaisons hydrogène ou hydrophobes, des forces de Van der Waals et électrostatiques qui sont faibles mais dont leur grand nombre permet une énergie de liaison élevée entre le déterminant antigénique, appelé l’épitope et le site de l’anticorps, appelé le paratope. La force de liaison du complexe antigène-anticorps représente l’affinité de l'antigène-anticorps. L'avidité désigne la force avec laquelle un anticorps multivalent se fixe à un antigène plurivalent.