Présentation du système immunitaire

Le corps est continuellement exposé à des microorganismes extérieurs pouvant causer des maladies. Le système immunitaire est l’ensemble des cellules et des molécules assurant la protection du corps contre l’action de ces agents infectieux. Nous présentons dans cette partie les cellules prenant part au système immunitaire, puis les phases d’action du système immunitaire. Enfin, nous développons les mécanismes conduisant à l’activation des cellules B.

1) Présentation des cellules du système immunitaire

Les agents infectieux, ou encore pathogènes, sont nombreux : virus, bactéries. Une fois traversées les premières barrières du corps (peau, …), leurs actions peuvent être néfastes pour le corps. Les cellules du système immunitaire, présentées sur la Figure 12, vont alors jouer un rôle important dans la neutralisation et l’élimination des éléments extérieurs [19].

Les cellules du système immunitaire, appelées globules blancs ou encore leucocytes, sont issues de la moelle osseuse où elles se développent et maturent. Une fois matures, elles rejoignent le système lymphatique. Le système lymphatique échange du milieu extracellulaire et des cellules immunitaires en permanence.

Toutes les cellules constituant le sang, c’est-à-dire à la fois les mégacaryocytes producteurs des plaquettes sanguines, et à la fois les globules blancs du système immunitaire dérivent de cellules souches situées dans la moelle osseuse (Figure 12). Ces cellules souches donnent d’abord deux catégories de cellules : les cellules progénitrices des lymphocytes, et les cellules progénitrices de myéloïdes. Les cellules progénitrices de lymphocytes donnent naissance aux cellules du système immunitaire adaptatif, les cellules B et T qui rejoignent les ganglions lymphatiques. Les cellules progénitrices de myéloïdes donnent naissance aux cellules myéloïdes c’est-à-dire la plupart des cellules du système immunitaire inné (les macrophages, granulocytes, neutrophiles, cellules dendritiques, …). Ces dernières cellules, résidentes dans les tissus, sont capables de phagocytose des microorganismes extérieurs.

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Figure 12. Schéma montrant l’origine des cellules du système immunitaire. Les cellules souches produites dans la moelle osseuse donnent naissance à deux lignées : les cellules progénitrices de lymphocytes (fond bleu) et les cellules progénitrices de myéloïdes (fond orange). Les cellules progénitrices de lymphocytes donnent naissance aux cellules B (fond jaune) et T (fond bleu). Après circulation dans le sang, celles-ci rejoignent les ganglions lymphatiques. Les cellules progénitrices de myéloïdes donnent naissance aux cellules progénitrices de macrophage, aux mégacaryocytes dans la moelle osseuse, et aux cellules dendritiques immatures qui circulent dans le sang. Les cellules dendritiques terminent leur maturation dans les tissus. Les macrophages présents dans les tissus dérivent des neutrophiles circulant dans le sang. Enfin, les mégacaryocytes produisent des plaquettes sanguines circulant dans le sang. Schéma reproduit d’après [19].

Un antigène est un motif moléculaire ou macromoléculaire présent à la surface de pathogènes ou de cellules. Les cellules du système adaptatif sont activées suite à la reconnaissance spécifique des antigènes par leurs récepteurs membranaires. Les cellules B produisent alors des anticorps, molécules qui neutralisent les antigènes. Les cellules T sont capables de tuer les cellules infectées.

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2) Etapes de la réponse immunitaire

Alors que le système immunitaire inné intervient rapidement après l’entrée du pathogène dans l’organisme, le système immunitaire adaptatif se déclenche plus lentement mais présente la particularité d’être plus spécifique à tel ou tel pathogène. A long terme, le système immunitaire adaptatif s’avère plus efficace que le système immunitaire inné [19].

Les premières cellules à être recrutées dans la lutte contre le pathogène entrant dans l’organisme sont les cellules du système immunitaire inné, telles que les macrophages, les granulocytes ou encore les cellules dendritiques. Celles-ci ingèrent les microbes par phagocytose et produisent des molécules permettant la communication entre cellules, telles que les cytokines, de manière à provoquer une réponse inflammatoire. Cette action de la part du système immunitaire inné est rapide et peu spécifique (Tableau 4).

Réponse Temps avant le

déclenchement d’une réponse Durée de la réponse Réponse du système immunitaire inné Inflammation, phagocytose, destruction de pathogènes.

Quelques minutes Plusieurs jours Réponse du

système immunitaire

adaptatif

Interactions entre les cellules présentatrices d’antigènes et les cellules T et B.

Quelques heures Plusieurs jours

Activation des cellules B. Quelques heures Plusieurs jours Production d’anticorps. Plusieurs jours Plusieurs

semaines Migration des lymphocytes

activés vers les organes lymphoïdes.

Quelques jours Plusieurs semaines Elimination des pathogènes

par les cellules T et les anticorps.

Quelques jours Plusieurs semaines Mémoire

immunitaire

Maintenance des cellules B et T mémoires. Protection contre les réinfections.

Quelques jours à quelques semaines. Peut durer toute une vie

Tableau 4. Tableau résumant les différentes phases de la réponse du système immunitaire face à un pathogène. Une réponse rapide est faite par le système immunitaire inné par l’intermédiaire des macrophages. Le déclenchement du système immunitaire adaptatif prend plus de temps car il nécessite l’activation des cellules T et B. Tableau reproduit d’après [19].

46 Le système immunitaire adaptatif réagit notamment grâce à l’action du système immunitaire inné. En effet, les cellules du système immunitaire inné, après avoir ingéré les antigènes, les présentent à leur surface aux cellules B et T, induisant ainsi leur activation. Les cellules B et T prolifèrent alors et se différencient au bout de quelques jours. Les cellules B produisent des anticorps qui neutralisent les antigènes reconnus. Les cellules T tuent les cellules infectieuses. Des cellules B et T dites mémoires sont gardées dans le corps de manière à assurer la défense de l’organisme dans le temps.

3) Récepteurs membranaires des cellules B

Nous avons présenté les cellules B et T comme ayant la particularité de posséder des récepteurs membranaires pouvant se lier spécifiquement aux antigènes. Nous détaillons dans ce paragraphe la structure des récepteurs membranaires des cellules B qui font l’objet de notre étude.

3.1) Structure d’un anticorps

Nous rappelons ici la structure générale d’un anticorps, molécule constitutive du récepteur membranaire des cellules B [19]. Une représentation d’un anticorps est donnée sur la Figure 13A.

Figure 13. (A) Schéma de la structure d’un anticorps. Il s’agit d’une protéine composée de 4 chaînes polypeptidiques : deux chaînes lourdes (de 50 kDa chacune) et deux chaînes légères (de 25 kDa chacune) reliées entre elles par des ponts disulfure (en violet). La structure a une forme en Y. Les chaînes légères et lourdes possèdent une partie dite « constante » dont la séquence en acides aminés varie peu au sein de l’espèce, et une partie dite « variable » dont la séquence en acides aminés change au sein de l’espèce. (B) Représentation de l’action de la pepsine sur l’anticorps. La partie Fc de l’anticorps (partie basse des deux chaînes lourdes) est digérée. Il reste alors la partie F(ab’)2 constituée de la partie haute des deux chaînes lourdes et des deux chaînes légères. Schéma reproduit d’après [19].

47 Un anticorps est une protéine constituée de quatre chaînes polypeptidiques : deux chaînes lourdes (représentées en bleu) et deux chaînes légères (représentées en jaune). Ces chaînes sont reliées entre elles par des ponts disulfures (en violet). L’ensemble de la structure possède une forme en Y. La partie haute des chaînes lourdes et légères est dite « variable » car la séquence polypeptidique de cette partie possède une grande variabilité au sein d’une même espèce. La partie basse des chaînes lourdes est dite « constante » car la séquence polypeptidique de cette partie varie peu au sein d’une même espèce. Les extrémités hautes des chaînes lourdes et légères forment deux sites de liaisons spécifiques à l’antigène.

Une opération de clivage de la partie constante de l’anticorps peut être faite à l’aide d’une enzyme appelée pepsine (Figure 13B). La partie basse de l’anticorps, appelée partie Fc, est alors digérée par la pepsine, et il ne reste que la partie haute de l’anticorps, appelée partie F(ab’)2. Cette partie F(ab’)2, anticorps également, conserve la même spécificité vis-à-vis de l’antigène que l’anticorps de départ.

3.2) Récepteurs membranaires de la cellule B

Les récepteurs membranaires des cellules B sont des protéines qui assurent la reconnaissance des antigènes par ces cellules. Nous présentons ici leur structure [19].

Un de ces récepteurs est représenté sur la Figure 14. Il est constitué d’un anticorps, assurant la reconnaissance de l’antigène, et de deux protéines associées appelées Igα et Igβ, assurant la signalisation avec le reste de la cellule B. La chaine lourde de l’anticorps est liée à la membrane plasmique via une autre structure protéique. Il s’agit du même anticorps que celui qui est sécrété par la cellule B. L’antigène s’attache spécifiquement aux sites de liaison de l’anticorps. Puis des signaux sont émis par les protéines Igα et Igβ, induisant ainsi l’activation de la cellule.

Figure 14. Schématisation d’un récepteur membranaire de cellule B. Il s’agit d’un ensemble de deux structures protéiques : (i) une immunoglobuline (ou anticorps) transmembranaire qui se lie avec

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l’antigène, composée d’une chaîne lourde et d’une chaîne légère. Cet anticorps a la même spécificité vis-à-vis de l’antigène que ceux sécrétés par la cellule B après activation ; (ii) une chaîne Igα et une chaîne Igβ liées entre elles et qui assurent la signalisation dans la cellule après reconnaissance d’un antigène par l’immunoglobuline. Schéma reproduit d’après [19].