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Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:

Mascart, F. (1990). Contribution à l'étude de la réponse de type IgA chez l'homme: signification de la présence des anticorps IgA polymériques (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté de Médecine – Médecine, Bruxelles.

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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES FACULTE DE MEDECINE

-iNiVERSITÉ LIBRE DE BRUXELLES

WBUOTHÈQUE DE MÉDECINE - CAMPUS ERASME Route de Lennik S08 (Bftt. O-cp 607)

1070 BRUXELLES Tél.; 555 46 69

CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA REPONSE IMMUNE DE TYPE IgA

CHEZ L’HOMME:

SIGNIFICATION DE LA PRESENCE DES ANTICORPS IgA POLYMERIQUES.

par

Françoise MASCART-LEMONE '

Hôpitaux Universitaires Saint-Pierre et Brugmann Service d'immunologie et de Transfusion

ellensis

Travail présenté en vue de l'obtention du titre

d'Agrégé de l'Enseignement Supérieur

Université Libre de Bruxelles Faculté de Médecine

sKKjsœ _{Roüt. d. L.nn.k} 808 (B8t. D-cp 60^

1070 BRUXELLES Tél.: 555 46 89

Contribution à l'étude de Id réponse immune de type IgA chez l'homme :

signification de la présence des anticorps IgA polymériques.

par

Rr-ar-içoise MASCART - LEMONE Hôpitaux Universitaires Saint-Pierre et Brugmann

Service d'immunologie et de Transfusion

Travail présenté en vue de l'obtention du titre d'Agrégé de l'Enseignement Supérieur.

1990

A Olivier et Christophe

REMEPCIEMENTS

J'exprime ma profonde reaormaiBsanoe au Professeur J. DUCHATEAU, mon chef de service et promoteur de thèse, pour la confiance qu'il m'a témoignée tout au long de ce travail, sa patience à mon égard, ses conseils judicieux et ses encouragements.

Je remercie vivement le Professeur J.P. BUTZLER pour m'avoir incitée à entreprendre ce travail et m'avoir honorée de sa confiance tout au long de celui-ci.

J'exprime ma sincère gratitude au Professeur D.L. DELACROIX (Université Catholique de Louvain, International Institute of Cellular and Moleaular Patho- logy) qui m'a fait découvrir et apprécier le domaine passionnant de la recher­

che scientifique concernant l'immunoglobuline A. Par son enthousiasme et ses conseils, il a joué un rôle déterminant dans l'orientation de mes activités soientifigues.

Je tiens à exprimer mes plus vifs remerciements au Professeur J. P.

VAERMAN (Université Catholique de Louvain, International Institute of Cellular and Molecular Pathology) qui dès le début de ce travail m'a ouvert les portes de son laboratoire, m'accueillant toujours chaleureusement. Ses encourage­

ments permanents et ses avis d'expert scientifique m'ont aidé à mener à bien ce travail.

Je témoigne ma reconnaissance à Madame J. VAN DEN BROECK dont l'assis­

tance technique tout au long de ce travail a contribué de manière décisive au succès de celui-ci. Mes remerciements s'adressent aussi à Madame M.J.

DEBISSCHOP, Monsieur H. SCBREÏEN, Madame I. MELKEBEKE, et Monsieur J. P.

DEHENNIN pour leur aide technique occasionnelle mais précieuse.

Je tiens à remercier les pédiatres de l'Hôpital Universitaire des En­

fants Reine Fabiola et du service de pédiatrie de l'Hôpital Universitaire Saint-Pierre, en particulier le Docteur S. CADRANEL et le Professeur J. LEVY, sans leur collaboration, la réalisation de ce travail n 'aurait pas été pos­

sible.

I

Je remercie lee Profesaeura J. OOSTEROM (RTV - Bilthoven - Nederland), O

L.A. HANSON (Univeraité de Gôteborg - Suède), M, BLASER (Univeraité de Denver- USA) et le Docteur J.F. COLOMBES (C.B.V. de Lille - France) pour la confiance qu'ila m'ont témoignée au coure dee étudea que noua avone faites en collabora­

tion. J'ai par ailleurs été très touchée par l'aide généreuse de nombreux collègues qui ont participé aux étudea de x>accination. Je les en remercie vivement.

O

J'exprime ma recomaiaaance aux Profesaeura L.A. HANSON (Univeraité de Gôteborg - Suède), P. BRANDTZAEG (Univeraité d'Oalo - Norvège) et J. MESTECKY (Univeraité d'Alabama, Birmingham - USA) pour la sympathie et lee encourage­

ments qu'ila m'ont manifeatéa au coure de cea dernières années.

Je remercie Meadamea P. DE COSTER et A. BERTRAND pour leur précieuse aide respectivement pour la dactylographie du manuacript et pour la réalisa­

tion des figures.

Enfin, mes remerciements a 'adressent au Fonds National de la Recherche Scientifique qui a soutenu les recherches présentées dans ce travail, et à Monsieur STUKKENS de la firme Analia qui a soutenu financièrement la publica­

tion de cet ouvrage.

Xable des Ma't±&3res

Cbaoitire 1 : Introduction générale et buts du travail p 1

Cbara itrre 2 : Méthodologie p 53

Première partie : Réponse IgA sérique vis-à-vis des entérobactéries

ChsTP ± tire 3 : Les anticorps IgA sériques au cours des gastro-

entérites aiguës p 89

Cba-D±tire A : Les anticorps IgA sériques au cours de la fièvre typhoïde et après vaccination par

le vaccin oral Ty 21a p 125

Deuxième partie : Réponse IgA sérique vis-à-vis des protéines alimentaires

Cl-ia.To i tx-e 5 : Les IgA sériques dirigées contre les protéines du lait de bâche : bêta-lactoglobuline,

albumine bovine sérique, gamma-globuline p 151

Clxa-TS itxre 6 : Les IgA anti-gliadlne dans le sérum et dans

les liquides de perfusion jéjunale p 173

Troisième partie

ClTia.io±trre 7 : La réponse IgA sérique et secrétoire au cours d'une immunisation parentérale : vaccination anti-tétanos, anti-choléra, anti-poliomyélite p 217

Clxata ± tx-e 8 : Conclusions p 250

LISTE DES ABREVIATIONS

AAG anticorps anti-gliadine A.U. unité arbitraire BLG bêta-lactoglobuline BSA albumine bovine sérique BIgGl IgGl de vache

Camp.jej. Campvlobacter ieiuni

CER coefficient d'excrétion relative

GL gliadine

IgA immunoglobuline A Ig An IgA monomérique IgAp IgA polymérique IgAs IgA secrétoire IBF IgA binding factor IgD immunoglobuline D IgG immunoglobuline G IgM immunoglobuline M LPS lipopolysaccharide MC maladie coeliaque

PBS tampon phosphate 0,01 M et NaCl 9Z° - pH 7,2 PM poids moléculaire

PN polynucléaire neutrophile RIA essai radioimmunologique RSG régime sans gluten Sain. Salmonella

SC composante secrétoire

SDGU ultracentrifugation sur gradient de densité de sucrose Shig. Shieella

S. typhi Salmonella tvphi V. cholerae Vibrio cholerae

CHAPITRE I

I

II

III

INTRODUCTION GENERALE ET BUTS DU TRAVAIL

INTRODUCTION p 5

PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES ^ STRUCTURE DE L'IgA p 7 1 . Taille moléculaire

A. IgA monomérique B. IgA polymérique

a - Les IgA polymériques b - La chaîne J

C. IgA secrétoire

a - Les IgA secrétoires b - La composante secrétoire

2. Sous-classe

METABOLISME ET DISTRIBUTION DE L'IgA SECRETOIRE p 13 1 . Caractéristiques physlco-chlmlques et ontogénèse

2. Origine

A. Etudes Immunohistochimiques B. Etudes d'excrétion

1

3. Excrétion de 1'IgAe

i( . Induction et régulation de 1 a synthèse 6 ' Ig As A. Plaques de Peyer

B. Régulation

a - Stimulation antigènique b - Cellules T

5 . Le système Immunitaire commun des muqueuses

IV METABOLISME ET DISTRIBUTION DE L'IgA SERIQUE p 24 1 . Caractéristiques physlco-chlmlques et ontogénèse

2 . Origine

3. Clearance

4 . Induction et régulation de la synthèse d ' IgA sérique

V RECEPTEURS CELLULAIRES POUR LA PORTION Fc ^ L'IgA p 29 1. Cellules phagocytaires

2. Lymphocytes

3. Erythrocytes

4. Cellules épithéliales

2

VI FONCTIONS DE L’IgA P 32 1. IgA secrétoire

2. IgA sérique

VII BUTS DU TRAVAIL P 37

VIII REFERENCES P 39

3

I INTRODUCTION

L'Immunoglobuline A (IgA), identifiée dans le sérum humain au cours des années 50 sous forme d'une bande protéique distincte à l'immunoélectrophorèse, a rapidement été reconnue proche des autres immunoglobulines sériques par ses propriétés immunologiques (1-3). La mise en évidence d'une activité anticorps de cette protéine ( ) et de sa structure sous forme de quatre chaînes polypeptidiques comparable à celle de l'IgG (5) a permis d'établir l'identité de l'IgA en tant que classe d'immunoglobuline particulière. L'intérêt pour l'IgA devint ensuite fort important lorsqu'elle fut reconnue comme la principale immunoglobuline du lait maternel (6) puis des autres secrétions (7 ) .

Chez l'homme, l'IgA est incontestablement l'immunoglobuline dont la synthèse quotidienne est la plus importante : 66 mg d'IgA sont produits par kg de poids corporel et par jour, comportant 5 mg/g/J secrétés par les plasmocytes sous-épithéllaux dans les secrétions externes (8), et 21 mg/kg/J libérés dans la circulation (9). A titre de comparaison les synthèses quotidiennes d'IgG et d'IgM sont respectivement de 30 mg/kg/J et de 8 mg/kg/J (9 ) .

L'IgA se caractérise par son existence sous différentes formes moléculaires et deux sous-classes qui ont une distribution caractéristique différente dans le sérum et dans les secrétions.

5

TABLE I

CONCENTRATIONS EN IgA ET POURCENTAGES D'IgAp ET D'IgAl DANS LES DIFFERENTS LIQUIDES BIOLOGIQUES

Liquide Concentration en % IgAp % IgAl Référence nX IgA

Mg/ml

Sérum 1000 A 7. - 22 7. 77 % - 89 % 10-15-30-40 45-46-96 Liquide

jéjunal 14 95 % 63 % 40

Bile

hépatique 79 65 % 74 % 40

Lait maternel

colostrum 52 % 33

lait précoce 1631 96 % 65 % 40

Salive 229 96 % 63 % 40

Larmes 124 95 7. 59 % 40

Secrétions

bronchiques 18 82 Z 67 7. 40

6

II PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES ET STRUCTURE DE L'IgA

1 . TAILLE MOLECULAIRE

L'IgA existe sous forme de monomères (IgAm), sous forme d'une série de polymères (IgAp) et d'IgA secrétoire (IgAs).

A. IgA monomérique (IgAm)

Elle est constituée de chaînes polypeptidiques, 2 chaînes lourdes alpha et 2 chaînes légères (kappa et lambda); son poids moléculaire est de 160.000 daltons et son coefficient de sédimentation est voisin de 7s (10). L'IgA monomérique prédomine dans le sérum où elle représente 78 à 96% de l'IgA (10,15,96).

Dans les secrétions par contre, elle ne constitue que ^ à 35% de l'IgA (Table I).

B. IgA polymériques (IgAp)

a - Les IgAp sont au moins composées de deux unités monomériques liées par des points disulfures, et d'une chaîne J.

Dans le sérum, où elles représentent environ 12% de l'IgA, elles existent principalement sous forme de dimères d'IgA, constitués de deux unités IgA de base et d'une chaîne J (10). Leur poids moléculaire est voisin de 335.000 daltons, et leur coefficient de sédimentation est de 10,2s.

b - La chaîne £ est une glycoprotéine de petit poids moléculaire (15.000 daltons) (11,12). Elle est synthétisée par les plasmatocytes qui produisent des IgA et des IgM polymériques, mais aussi par ceux qui synthétisent des IgG, des IgD, ou des Immunoglobulines Incomplètes sous forme de chaînes lourdes ou de

7

chaînes légères (13-17). Elle n'est pourtant secrétée que si elle est liée de façon covalente à un polymère d'IgA ou d'IgM;

les chaînes J non secrétées sont dégradées à l'intérieur de la celIule (18).

La chaîne J a été décelée non seulement dans le cytoplasme des cellules B normales, mais aussi dans celui de cellules leucémiques de type pré-B- ou B-, et celui de cellules nulles (dépouvues d ' Ig de surface) DR- positives (19). Sa synthèse semble donc apparaître précocément au cours de la différentiation des lymphocytes B, comme ce fut confirmé in vitro sur des cultures de lignées cellulaires (20). Dans les cellules au repos, l'expression de la chaîne J est cependant faible; sa synthèse est initiée dans les cellules stimulées, par la transcription d'un gène précédemment silencieux (20). Elle est ensuite synthétisée pendant les différentes étapes de la différentiation cellulaire (19). Au stade de plasmatocyte , la plupart des cellules des tissus secrétoires expriment la chaîne J (87% - 97% des plasmatocytes à IgA et 50% - 70% des plasmatocytes à IgG) (17). Par contre au niveau des tissus extra-glandulaires, l'expression de la chaîne J dans les plasmatocytes à IgG est fortement réduite et elle est hétérogène dans les cellules productrices d'IgA (17). Selon Brandtzaeg, la répression de la synthèse de la chaîne J serait un signe de maturation clonale des cellules (17). Les IgAp et les IgAm sont donc probablement synthétisées par les mêmes cellules, à des stades différents de maturation (21).

8

La chaîne J ne semble pas Indispensable à la polymérisation des immunoglobulines, mais facilite la formation intra-cellulaire des polymères (18). Il est vraisemblable qu'elle initie le processus de polymérisation de l'IgA en s'incorporant dans la molécule (22). La chaîne J se lie de façon covalente à la région Fc de l'IgA : il n'est pas encore clairement établi si elle s'attache aux deux unités monomériques (23), ou si elle n'est liée seulement qu'à l'une d'entre elles (2*1). Une enzyme, une sulfhydryl oxldase, intervient également dans le processus de polymérisation (17,20), qui commence dans le réticulum endoplasmique rugueux (17).

C . IgA secrétoire ( IgAs)

a - Les IgAs existent essentiellement sous forme d'un dimère d'IgA lié de façon covalente à une molécule de composante secrétoire (sc), comme illustré schématiquement à la Fig.1. Le poids moléculaire de la forme dimérique d'IgAs est voisin de 1)20.000 daltons, et son coefficient de sédimentation est d'environ Ils (25). La présence d'une chaîne J (ou plus?) dans l'immunoglobuline semble nécessaire à la liaison initiale avec la SC (26), bien que cette opinion soit controversée (27). La chaîne J ne constitue pas seule le site de liaison pour la sc; il pourrait résulter de modifications structurelles des portions Fc de l'IgAp et de l'IgMp, induites par la liaison de la chaîne J (26). La composante secrétoire n'est cependant liée qu'à un seul monomère (28). Grâce à la présence de la chaîne J et de la pièce secrétoire, l'IgAs est particulièrement résistante aux digestions

9

Figure 1 - Modèle d'une molécule d'IgAs dimérique (repris de Mestecky - Immunology and allergy Clinics of North America - 1988; 8 : 349-369).

Chaque surface elliptique représente un domaine d'une chaîne lourde (H) ou d'une chaîne légère (L) de l'IgA, ou un domaine de la chaîne J ou de la composante secrétoire (SC). La chaîne J est liée de façon covalente à l'un des monomères d'IgA et forme un site d'interaction non covalente pour le premier domaine de la pièce secrétoire (SCI). Le 5è domaine de la pièce secrétoire (SCS) est lié par un pont disulfure au domaine C alpha 2 de l'autre monomère d'IgA.

10

protéolytiques (29), et conserve même son activité anticorps lors du passage dans le tube digestif de l'enfant (30).

b - ^ composante secrétoire (sc) est une glycoprotéine d'un poids moléculaire de 85.000 daltons et d'un coefficient de sédimentation d'environ , 8 s (31). Elle est synthétisée par les cellules épithéliales des tissus glandulaires (glandes mammaires, salivaires, lacrymales), des surfaces muqueuses (intestinales, bronchiques, nasales, cervicales), et les cellules de la vésicule et des canaux biliaires) (10,26). Elle confère aux IgAs leur antigénicité propre et permet leur transfert sélectif dans les secrétions.

La composante secrétoire existe sous trois formes moléculaires différentes : (a) une protéine membranaire de la surface des cellules épithéliales qui fonctionne comme un récepteur pour les immunoglobulines polymériques, (b) une chaîne polypeptidique qui Invervient dans la structure des IgAs et des IgMs, (c) une glycoprotéine libre dans différentes secrétions externes (10,26).

2 . SOUS-CLASSE

(revu par Mesteoky et Russel - ref.32) L'IgA humaine existe sous forme de deux sous-classes ou isotypes différents, l'IgAI et l'IgA2, qui sont encodés par des gènes differents. En outre l'IgA2 a deux variantes génétiques ou allotypes, A2m(1) et A2m(2) qui dépendent d'allèles alternatifs du gène de la chaîne lourde alpha2. Sur le plan structurel, les XgA2 de l'allotype A2m (1), contrairement aux

immunoglobulines de tous les autres isotypes, se caractérisent par la présence de liaisons disulfures entre les deux chaînes légères et non entre les chaînes légères et les chaînes lourdes (33). Les Caucasiens sont quasi toujours homozygotes A2m(l); les homozygotes A2m(2) se rencontrent plus souvent dans les races noires et mongoloïdes (3^).

Les différences principales de structure entre l'IgAI et l*IgA2 se trouvent au niveau de la région charnière. Une séquence de 13 acides aminés (nr 223-235) n'existe pas au niveau de la chaîne lourde alpha 2, qui a de plus 3 substitutions sérine ou thréonine en proline (32). Ces deux faits sont responsables de l'absence de clivage des IgA2 en fragments Fab et Fc par la majorité des IgA protéases (35). Ces enzymes sont secrétées par une série de bactéries pathogènes (Streptococcus sanguis, Streptococcus pneumoniae, Neisseria menlngitidis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus Influenzae...) et leur seul susbstrat est l'IgAI . Les IgAs sont cependant clivées moins vite que les IgA de myélome parce qu'elles contiennent souvent des anticorps anti-IgA protéase (36,37). Outre ces IgA 1-protéases, on a décrit une IgA protéase de Clostridium ramosum capable de cliver en Fab et Fc aussi bien les IgAI que les IgA2 d'allotype A2m (1) (38).

Quelques différences de structure mineure, ainsi qu'une composition légèrement différente en carbohydrates, ont en outre été notées entre les deux sous-classes. Ces différences permettent de comprendre que la jacallne, lectine Isolée des noyaux d'Artocarpus integrifol1 a, se lie à l'IgAI monomérique, polymérique ou secrétoire, et non à 1 ' IgA2, quel que soit

12

l'allotype (39). Cette liaison de l'IgAI à la Jacaline permet la purification de cette sous-classe d'IgA.

L'IgAI est la sous-classe la mieux représentée. Dans les secrétions externes, son pourcentage varie de 52% à 7^% selon les secrétions, et dans le sérum, l'IgAI constitue 77% é 89% de l'IgA totale selon diverses études (Table I, p.6) ( 33 i **0 , ^(4,1) 5 , ^ 6 ) . La prédominance d'IgAI dans le sérum semble due à l'expansion sélective de ces clones de cellules dans ce compartiment. Le même nombre de précurseurs de plasmatocytes à IgAI et à IgA2 existe en effet chez le nouveau-né (^7). Par ailleurs, lorsqu'on stimule in vitro des lymphocytes B du sang périphérique par le pokeweed mitogène, on obtient autant de plasmatocyte s à IgA1 qu'à IgA2 (^7), ce qui démontre l'existence de précurseurs des deux types en proportions très semblables. Le facteur responsable de l'expansion sélective en faveur des IgAI n'est pas encore identifié.

III METABOLISME ET DISTRIBUTION DE L'IgA SECRETOIRE

1. CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES ET ONTOGENESE

La forme dimérique (11s) d'IgAs prédomine dans les secrétions externes. On trouve cependant des IgAs de taille supérieure au dimère , dont on ne connaît pas la structure chez l'homme , et une certaine quantité d'IgAm variable selon les secrétions (Table I) Les taux d'IgA présents dans les

13

Figure 2 - Evolution en fonction de l'âge, des taux d'IgA salivaire et d'IgA sérique exprimés en pourcentage des valeurs obtenues chez les adultes. (Tomasi T.B. - The immune System of sécrétion - Englewood Cliffs, N.J. : Prentic-Hall, 1976 p.45 - eds Osler A.G., Weiss L.)

14

différentes secrétions, ainsi que les proportions relatives des deux sous-classes sont repris dans la table I (p.6).

La muqueuse intestinale du foetus humain ne contient pas de plasmatocyte à IgA. Les IgA n'apparaissent dans les secrétions externes que quelques semaines après la naissance, et leur taux augmente beaucoup plus vite que dans le sérum pour atteindre des valeurs adultes vers l'âge d'un an (Fig.2) (^8). Le développement de la flore microbienne normale de l'intestin est probablement en partie responsable de la prolifération des plasmatocytes à IgA au niveau des muqueuses (49). Selon Maffel et coll. (50), le nombre de plasmatocytes à IgA dans la muqueuse intestinale serait faible jusqu'à l'âge de 3 ans et augmenterait ensuite de façon significative. Cependant, dans des conditions pathologiques, même les enfants plus jeunes sont capables de développer une réponse anticorps de type IgA très importante (50) .

2. ORIGINE

Des études immunohistochimiques et des études d'excrétion ont permis de démontrer que les IgAs sont essentiellement produites localement par les plasmocytes distribués dans les tissus et les glandes secrétoires, à l'exception peut-être de l'IgA présente dans la bile.

A. Etudes immunohistochimiques (Table I p.6 et Table II p. 16).

Les proportions relatives d'IgAI et d'IgA2 dans les

15

TABLE II

POURCENTAGES DE PLASMATOCYTES CONTENANT LA CHAINE J ET DE L'IgAl DANS LES SUSPENSIONS CELLULAIRES PROVENANT DE DIFFERENTS TISSUS, ET POURCENTAGES D'IgAp DANS LES SURNAGEANTS DE CULTURE DE CES SUSPENSIONS

Tissu Suspensions cellulaires Z chaîne J+ Z IgAl

Muqueuse

intestinale 97 Z

j éj unura 56%-77%

iléon 55%-56%

colon 39%-41%

Glande

mammaire 63%

Glande

salivaire 52%-66%

Glande

lacrymale 52%-81%

Moelle osseuse 227. 88%

Rate 557. 79%-90%

Ganglions

médiastinaux 567. 89-95%

axillaires 64% 73%-95%

mésentériques 81%

Amygdales 32% 87-95%

Lymphocytes

circulants 77% 60%

Surnageants de culture Références quantité IgA 7, IgAp

ig/ral/10^ lympho

126 61 7. 41

42-43 42 42-43

42

42-43

42-43 1044 13 % 41-43-45

26 14 % 42-43

41 42 % 41-42-43

31 38 %

48 49 % 42-43

49 61 % 43

16

différentes secrétions reflètent la distribution des plasmatocytes des deux sous-classes dans les tissus correspondants (40,112,^13). Par ailleurs, les cellules de la lamina propria de l'intestin mises en culture secrétent des quantités importantes d'IgAp (50% à 69%) comparativement aux cellules de la moëlle, de la rate, des ganglions et des amygdales (4l). Des études par immunofluorescence ont en outre mis en évidence l'expression de la chaîne J dans 97% de ces cellules

(41) .

B . Etudes d ' excrétion

Elles ont exclu l'existence d'une contribution significative de 1'IgA sérique au pool d'IgA présent dans les secrétions. En effet, après injection intra-veineuse d'IgAs et d'IgAm radioactives, Butler et coll. (51) ne retrouvent pas dans les secrétions nasales 1'IgAs injectée, et seulement une très faible proportion de l'IgAm injectée. Ultérieurement, Delacroix et coll. (52) calculèrent après injection intra-veineuse d'IgAp radioactive, que 2% environ de l'IgA salivaire provient de la circulation. D'aussi faibles valeurs furent obtenues en ce qui concerne le transport de l'IgAp dans le liquide intestinal (8).

3. EXCRETION DE L'IgAs

D'importantes études immunohistochimiques revues par Brandtzaeg (26), ont permis de formuler le modèle accepté à l'heure actuelle en ce qui concerne l'origine et le transport de l'IgA dans les secrétions. L'IgAp, produite localement par les plasmatocytes, se lie à la partie extracytoplasmique de la

17

composante secrétoire présente comme un récepteur sur la membrane basolatérale des cellules épithéliales. Le complexe IgA-sc est internalisé dans les "coated plts" (53) et transporté sous forme d'une petite vésicule au travers de la cellule épithéliale.

Cette vésicule fusionne ensuite avec la surface apicale de la cellule épithéliale et la molécule d ' IgAs est libérée grâce à une protéolyse de la partie extra-cytoplasmique (5^).

It . INDUCTION £T REGULATION DE LA SYNTHESE D’IgAs A. Plaques de Peyer

La stimulation antigènique au niveau des surfaces muqueuses a essentiellement lieu dans les plaques de Peyer ou dans les structures lymphoïdes équivalentes au niveau respiratoire. Ces petits organes lymphoïdes contiennent des lymphocytes T et B sensibilisés aux antigènes (55) ainsi que des cellules accessoires, macrophages et cellules dendritiques (56,57). Ils sont recouverts d'un épithélium contenant des cellules à activité plnocytique, les cellules M, qui délivrent les antigènes de la lumière Intestinale aux cellules 1ymphorétieu 1 aires muqueuses sous-jacentes (58,59 ). Pendant ce transport, les protéines ne subissent pas de dégradation lysosomiale : elles restent intactes et probablement tout à fait immunogéniques (60). Les cellules M ont également une activité de phagocytose, permettant le transport d'antigènes particulaires tel que des virus (61) et même des bactéries entières (62). Les antigènes sont ensuite présentés par les cellules accessoires aux lymphocytes T "helper" qui prolifèrent et induisent la

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différentiation des précurseurs de cellules productrices d'anticorps (63). Il s'agit essentiellement de précurseurs de plasmatocytes à IgA, les plaques de Peyer représentant une source particulièrement riche de cellules capables de proliférer et de se différencier en plasmatocytes à IgA (6*)). Ces cellules ne subissent cependant pas leur différentiation terminale au niveau des plaques de Peyer.

A côté de ce mécanisme majeur d'entrée des antigènes muqueux, certains antigènes pourraient être absorbés au niveau des cellules épithéliales de l'intestin (65). Ces cellules expriment les antigènes classe II du complexe majeur d'histocompatibilité (66), et pourraient remplacer les macrophages ou cellules dendritiques comme cellules présentatrices d'antigènes (65).

B . Régulation

L'interaction d'un antigène avec le tissu lymphoïde Intestinal peut induire une immunisation locale et/ou systémique, une tolérance systémique, ou encore une immunisation au niveau muqueux et une tolérance systémique. L'induction d'une réponse anticorps de type IgA vis-à-vis de tous les antigènes qui traversent le tube digestif paraît peu probable, mais les facteurs qui déterminent quels sont les antigènes qui induisent une réponse IgA sont loin d'être élucidés.

a -Stimulation antigènique : la synthèse d'IgAs n'est possible qu'en présence d'une stimulation antigènique. En effet, la muqueuse intestinale de souris "germ-free" reste tout à fait dépourvue de plasmatocytes à IgA, tant que l'on n'introduit pas

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artificiellement des bactéries dans le tube digestif (*I9).

b - Cellules T : le rôle des cellules T dans l'élaboration d'une réponse IgA est suggéré par les taux très bas d'IgA chez des souris nudes athymiques (67). Il a été essentiellement étudié sur des cellules provenant des plaques de Peyer puisqu'elles représentent une source particulièrement riche de précurseurs de cellules B à IgA (6^1). L'intervention des cellules T a été démontrée chez la souris lors de deux étapes distinctes de la différentiation des cellules B des plaques de Peyer en plasmatocyte s à IgA (68) :

(a) Des lymphocytes T spécifiques des IgA induisent la commutation de classe des cellules B porteuses d'IgM de surface en cellules B porteuses d'IgA de surface (69).

(b) Des cellules T "helper" induisent ensuite la différentiation de ces cellules B en plasmatocytes à IgA, au cours de leur migration lorsqu'elles ont quitté les plaques de Peyer (70). L'existence d'autres lymphocytes T, ayant un effet suppresseur sur les réponses IgA, a été démontrée dans certains systèmes expérimentaux, mais leur rôle exact dans les réponses immunitaires au niveau des muqueuses n'est pas encore établi (71 ) .

La spécificité pour l'IgA de cette régulation par les lymphocytes T serait rattachée au fait qu'ils possèdent des récepteurs Fc alpha (pour la portion Fc des chaînes lourdes alpha (72). L'expression de ces récepteurs est augmentée en présence de concentrations élevées d'IgA, ce qui suggère une modulation des fonctions qui leur sont associées (72,73). Seuls les dimères

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d'IgA, et non les monomères, sont cependant capables d'induire l'apparition de ces récepteurs sur les lymphocytes (73). Des récepteurs pour la portion Fc de l'IgA ont également été mis en évidence sur les lymphocytes humains (voir paragraphe V2 page 31), ainsi que l'Intervention de ces lymphocytes T alpha dans la commutation de classe d'Ig des lymphocytes B (7M), et leur activité facilitante pour la synthèse des IgA (75).

La régulation de la synthèse des IgA pourrait être médlée par des facteurs de liaison de l'IgA (IBF = IgA blndlng factor), qui ont été produits par des hybridomes T dérivés de clones de cellules T "helper" provenant des plaques de Peyer de souris (76). Ils peuvent avoir un effet de potentialisation ou de suppression sur la synthèse de l'IgA par les cellules B. Ces facteurs de liaison reconnaissent spécifiquement la région Fc de l'IgA, et résultent peut-être de la libération des récepteurs Fc alpha par les cellules (77). Alternativement, ces IBF pourraient représenter une lymphokine. En effet, 1'1nterleukine-5, appelée précédemment "B cell growth factor II" ou "T cell replacing factor" (78) est présente dans ces surnageants de cellules T murines. Elle augmente trois à six fois la synthèse d'IgA par des cellules spléniques dépourvues de cellules T et stimulées par du lipopolysaccharide (T Indépendant), alors qu'elle augmente moins de deux fols la synthèse des autres Isotypes d'Ig (79-81).

5. ^ SYSTEME IMMUNITAIRE COMMUN DES MUQUEUSES

Lorsque les lymphocytes B et T des plaques de Peyer sont stimulés. Ils subissent une expansion clonale puis. Ils émigrent

par l'intermédiaire de la lymphe mésentérique, et atteignent les ganglions mésentériques. Ils circulent ensuite dans la lymphe du canal thoracique puis dans le sang périphérique, avant de se localiser dans la lamina propria des différents organes muco- glandulaires (82).

La preuve de l'existence d'un tel circuit est irréfutable chez l'animal, grâce aux expériences de transfert de cellules provenant de différents tissus lymphoïdes et marquées par un traceur radioactif, à des receveurs syngéniques irradiés (ce qui fait disparaître leurs propres lymphocytes) (83,8^). Chez l'homme, l'existence d'un tel circuit est basée sur une série de preuves indirectes. Différents exemples d'immunisation orale, repris par Mesteoky (82), ont permis d'induire l'apparition d'IgA secrétoire dirigée contre des antigènes microbiens et alimentaires dans des sécrétions de glandes qui n'étaient pas directement stimulées par les antigènes correspondants. Par ailleurs, lorsque des lymphocytes circulants sont stimulés in vitro par des mitogènes, ils secrétent essentiellement des IgAp, et la distribution intracellulaire des sous-classes d'IgA ressemble à celle des tissus secrétoires (32,85,86). Il semble donc qu'une partie des lymphocytes circulants soient des précurseurs des plasmatocytes à IgA des tissus muqueux. Enfin, différentes expériences ont mis en évidence la secrétion par les lymphocytes circulants d'anticorps IgA spécifiques d'antigènes présentés par voie orale. C'est le cas d'IgA anti-choléra dans les surnageants de culture de lymphocytes circulants provenant de volontaires Immunisés oralement par cet antigène (87). Par

22

ailleurs, une immunisation orale de volontaires par des capsules de Streptococcus mutans ou par un vaccin Salmonella typhl a été suivie de l'apparition transitoire dans la circulation de lymphocytes secrétant des IgA anti-Streptococcus mutans ou anti- Salmonella (88,89).

Les facteurs responsables de la localisation essentiellement muqueuse des cellules B stimulées au niveau des plaques de Peyer, après leur circulation sont Incomplètement élucidés. Ils pourraient impliquer entre autre des récepteurs sur les cellules endothéliales des glandes et de la muqueuse intestinale analogue à ceux décrits sur les parois endothéliales des veinules post capillaires des tissus lymphoïdes et des plaques de Peyer (90).

L'antigène stimulant intervient probablement aussi dans la localisation de la migration des cellules tant par sa spécificité (91), que par le site d'immunisation (92). Enfin, un facteur chimiotactique pour les précurseurs des plasmatocytes à IgA, présent dans le lait, serait responsable de la migration de ces cellules dans la glande mammaire (93). Cependant, malgré la localisation préférentiellement muqueuse et glandulaire des lymphocytes précurseurs des plasmatocytes à IgA produisant des anticorps vis-à-vis des antigènes administrés par voie orale, ces cellules peuvent également migrer vers des organes lymphoïdes extra-intestinaux comme les ganglions mésentériques, la rate et la moelle osseuse (9^1,95).

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IV METABOLISME ET DISTRIBUTION DE L'IgA SERIQUE

1. CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES ET ONTOGENESE

L'IgA représente 6 à 15% des immunoglobulines sériques totales et sa concentration sérique varie entre 1,0 et 2,0 g/l.

Malgré cette concentration relativement faible, la production Journalière de l'IgA sérique est importante : elle est de 21 mg/kg de poids corporel/J par rapport à 30 mg/kg/j pour 1'IgG (9). Cependant, la demi-vie de l'IgA est beaucoup plus courte que celle de 1'IgG puisqu'elle est respectivement de 9,7 jours (3,9 - 5,3) pour l'IgA monomérique et de 3,0 jours (2,8 - 3,5) pour l'IgA polymérique (96).

La forme monomérique d'IgA prédomine dans le sérum : elle représente 78 à 96% de l'IgA sérique (96). L'IgAp constitue en moyenne 12%; par des techniques sensibles, on peut en outre détecter une faible concentration d'IgAs dans le sérum humain normal, de l'ordre de 2 à 90 pg/ml (97). L'IgA sérique est en grande partie de l'IgAI : les pourcentages d'IgA2 trouvés dans le sérum varient de 11% à 23% selon les études (33,90,99,95,96).

L'IgA sérique est synthétisée dès la naissance, mais les concentrations adultes ne sont atteintes que vers 12 ans (98) (Fig.2). Chez les bébés, la proportion d'IgAp dans le sérum est augmentée, sans modification correspondante du taux d'IgA2 (99,100). Chez les adultes, le taux d'IgA sérique augmente progressivement avec l'âge (101), et cette élévation est plus rapide que celle des IgG (102). Les hommes ont tendance à avoir des taux d'IgA sérique de 9 à 19% plus élevés que les femmes

( 103) .

2. ORIGINE

L'ontogénèse différente de l'IgA dans le sérum et dans les secrétions (1)8,98), l'absence de corrélation entre les activités anticorps de ces deux compartiments de distribution de l'IgA (78) et les différences de taille moléculaire de l'IgA dans le sérum et dans les secrétions (10) suggèrent que l'essentiel de l'IgA sérique ne provient pas des surfaces muqueuses. En outre, la concentration en IgA de la lymphe du canal thoracique est comparable à celle du sérum, avec une distribution similaire entre monomères et polymères d'IgA (101),105).

La moelle osseuse constitue probablement la principale source de l'IgAm Intravasculaire chez l'homme. En effet, comme pour les autres Immunoglobulines sériques, il existe une corrélation

étroite entre le pourcentage de synthèse quotidienne calculée pour l'IgA sérique et la proportion de plasmatocyte s à IgA dans la moelle osseuse ; le taux de synthèse de l'IgA sérique représente 30% du taux de synthèse des immunoglobulines sériques totales et les plasmatocytes à IgA constituent 30% des plasmatocytes de la moelle osseuse (106). En outre, les cellules de la moelle osseuse mises en culture secrétent spontanément de grandes quantités d'IgA in vitro, au moins dix fois plus que les cellules provenant de n'importe quel autre tissu lymphoïde, lamina propria du tube digestif Incluse (1)1,107) (Table II p.l6).

Cette IgA est essentiellement monomérique (87%) (1)1) et 88% des plasmatocy tes à IgA de la moelle contiennent de l'IgAI (1)3,1)5).

25

Ces proportions relatives sont comparables à celle de 1'IgA sérique, alors que les autres tissus, à l'exception de la rate, produisent tous in vitro de plus grandes proportions d'IgAp (Table II p.l6). Cet ensemble d'arguments suggère le rôle prépondérant de la moelle osseuse dans la synthèse de 1'IgA sérique. Cependant, une faible quantité d'IgA sérique provient probablement de la rate, des ganglions lymphatiques, des amygdales et des lymphocytes circulants.

L'origine de l'IgAp du sérum reste par contre une question discutée. Il n'est pas exclu que 1'IgAp suive chez l'homme un circuit comparable à celui décrit chez le rat, le cobaye et le chien, chez lesquels la lymphe mésentérique est riche en polymères d'IgA, déversés dans le canal thoracique et ensuite dans la circulation (108-111). De telles expériences sur la lymphe mésentérique n'ont pas été réalisées chez l'homme mais, le fait que la distribution des différentes formes d'IgA dans la lymphe du canal thoracique soit fort semblable à celle du sérum (loi), 105) rend cette hypothèse peu probable.

3. CLEARANCE

Les mécanismes responsables de la clearance de 1'IgA sérique n'ont pas encore été identifiés. Comme signalé précédemment, ce n'est pas au niveau des secrétions que l'IgA sérique, monomérique ou polymérique est éliminée. L'élévation de la concentration d'IgA sérique chez les patients atteints d'affections parenchymateuses du foie suggère un rôle Important de celui-ci dans la clearance de l'IgA du sérum (96). Il ne

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s'agit cependant pas d'un transport hépatobiliaire Important (52) comparable à celui décrit chez le rat (111,112). Le récepteur pour l'IgA au niveau des hépatocytes, qui serait responsable de la clearance hépatique de l'IgA chez l'homme, n'a pas encore été Identifié avec certitude. Récemment, Tomana et coll. (113) ont mis en évidence la fixation de l'IgA sur un récepteur pour les a sia 1oglycoprOtéinés, présent sur une lignée ce cellules Hep-2 et ils suggèrent que celui-ci joue le rôle de récepteur pour l'IgA.

Enfin, un autre mécanisme de clearance hépatique possible pourrait être une élimination de l'IgA par les cellules du système réticulo-endothélial, particulièrement les cellules de Kupffer, par analogie avec ce qui a été décrit chez la souris

( 1 1^0 .

A. INDUCTION ET REGULATION DE LA SYNTHESE D'IgA SERIQUE Une Ingestion d'antigène, ou une immunisation systémique, toutes deux de courte durée, n'induisent généralement pas une réponse sérique préférentielle de type IgA; la plupart des anticorps circulants qui apparaissent dans ces circonstances sont des IgM et des IgG (10). Cependant, le sérum d'individus normaux contient souvent, outre des anticorps IgG et IgM, des anticorps de type IgA contre une variété de protéines alimentaires et contre des antigènes bactériens communs (115). Les mécanismes responsables de l'apparition de ces anticorps IgA dans le sérum, et leur lieu de synthèse sont mal connus.

Chez la souris (116) et le lapin (117), les cellules de la moelle osseuse ne développent pas de réponse humorale primaire

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vis-à-vis d'antigènes thymo-dépendants, mais elles produisent des taux élevés d'immunoglobulines pendant une réponse secondaire.

Lors d'une stimulation antigénique, des cellules mémoires apparaissent dans la moelle osseuse de la souris et, au cours d'une nouvelle exposition antigénique, ces cellules se d1fférentient en cellules productrices d'anticorps (118,119).

Lors d'une immunisation orale, une réponse IgA n'apparaît cependant dans la moelle qu'après une administration chronique de l'antigène (120). Ces résultats ont permis de formuler l'hypothèse suivante : des cellules issues de la différentiation de lymphocytes B mémoires et présentes dans la moelle osseuse synthétiseraient des immunoglobulines vis-à-vis d'antigènes continuellement présents comme les antigènes alimentaires et les bactéries de la flore intestinale normale.

Des cellules de moelle osseuse humaine, cultivées in vitro, synthétisent et secrétent de l'IgA qui apparaît rapidement dans les surnageants, en même temps que de 1'IgG et avant de l'IgM (121) . Cette cinétique d'apparition est typique d'une réponse humorale secondaire et suggère que l'hypothèse formulée chez la souris pourrait s'appliquer chez l'homme. L'augmentation de la synthèse d'IgA par les cellules de la moelle osseuse avec l'âge (122) a d'ailleurs été interprétée comme une preuve de stimulation des réponses anticorps de la moelle par des antigènes de l'environnement pénétrant les membranes muqueuses 023).

28

V RECEPTEURS CELLULAIRES POUR LA PORTION Fc DE L'IgA

Les récepteurs Fc sont des glycoprotéines membranaires qui lient les Immunoglobulines par leur région Fc. De tels récepteurs pour l'IgA ont été Identifiés : (1) sur les polynucléaires neutrophiles (PN) et sur les monocytes, (2) sur les lymphocytes, (3) sur les érythrocytes, ( it ) sur les cellules épithéliales des surfaces muqueuses.

1. CELLULES PHAGOCYTAIRES (neutrophiles (PN) et monocytes) La présence de récepteurs pour l'IgA sur les cellules phagocytaires a été suggérée pour la première fols par Lawrence et coll. qui ont démontré la rétention spécifique de l'IgAI, de l'IgA2 et de l'IgAs sur ces cellules (12^1). Ces récepteurs pour la portion Fc de l'IgA ont ensuite été caractérisés par Fanger et coll. en étudiant d'une part la formation de rosettes par les cellules en présence de globules rouges de boeuf sensibilisés par de l'IgAs de lapin (125,126), d'autre part par cytofluorographle en utilisant de l'IgA humaine marquée à la fluorescéine (127).

En moyenne, 35% des PN circulants et des monocytes expriment des récepteurs pour la portion Fc de l'IgA (125). Ces récepteurs sont distincts de ceux pour la portion Fc de l'IgG, bien que certaines cellules expriment à la fols des récepteurs pour la portion Fc de 1'IgG et d'autres pour l'IgA (125). Des expériences d'Inhlbltlon de la formation de rosettes par des préparations purifiées d'IgA ont montré une efficacité comparable de l'IgA monomérique et dimérique, de l'IgAI et de l'IgA2, ainsi

29

qu'une inhibition par la protéine Wal (une IgA déficiente pour une portion de chaîne lourde, le 3ème domaine constant (C alpha 3) et qui existe sous forme d'une demi molécule comprenant une chaîne légère et une chaîne lourde) (126). La spécificité du récepteur ne dépend donc ni de la sous-classe d'IgA, ni de la présence de la chaîne J, ni de l'expression multivalente des régions Fc. Le récepteur pour l'IgA se lie probablement à la région C alpha 2 ou peut-être aux régions C alpha 2 et C alpha 1 (126). Cependant bien que la liaison de l'IgA aux cellules phagocytaires ne dépende pas de l'expression multivalente des régions Fc, l'activation des cellules pourrait nécessiter un attachement multivalent aux régions Fc de l'IgA.

Le rôle de ces récepteurs est encore mal connu. Ils interviennent probablement dans les défenses anti-microbiennes, particulièrement au niveau des surfaces muqueuses. L'IgAs potentialiserait la cytotoxicité cellulaire dépendante d'anticorps médlée par les IgG, entraînant la lyse extra- cellulaire des bactéries couvertes d'anticorps (128). En outre, les récepteurs Fc alpha semblent coopérer avec les récepteurs Fc gamma pour augmenter la phagocytose de cellules cibles couvertes d'IgG et d'IgA par les PN (127). Les PN qui proviennent de la cavité buccale sont même capables de phagocyter des cellules cibles couvertes d'IgA en l'absence d'IgG et pourraient donc phagocyter et détruire à l'intérieur de la cellule une bactérie couverte d'IgAs (127). Les PN du sang périphérique, par l'intermédiaire de leurs récepteurs Fc alpha, pourraient en outre être impliqués dans l'élimination et le catabolisme de l’IgA et

30

des complexes immuns à IgA. En effet, les PN de patients cirrhotiques ou atteints de myélomes à IgA contiennent plus d'IgA intracellulaire que les PN normaux (129), probablement parce que le nombre de récepteurs Fc alpha est augmenté en présence de concentrations élevées en IgA (130). La liaison et l'internalisation de 1'IgA par les PN dépend cependant de sa taille moléculaire : seules les formes polymériques des paraprotéines IgAI et IgA2 sont liées et Internalisées, alors que les formes monomériques ne le sont pas (129).

2. LYMPHOCYTES

Des récepteurs pour la portion Fc de l'IgA ont été mis en évidence sur les lymphocytes humains, tout d'abord sur une faible proportion (131) mais ultérieurement sur environ 30% de ceux-ci

(125). Ils sont essentiellement exprimés sur les lymphocytes T mais présents aussi sur des lymphocytes B, tant sur les cellules circulantes que sur celles des tissus muqueux (132). La majorité des lymphocytes T circulants qui expriment le récepteur Fc alpha expriment aussi le récepteur Fc (132) : ce sont des cellules porteuse de la molécule CDM (133) qui augmentent la synthèse d'IgA dans une culture lymphocytaire stimulée au pokeweed mitogène (75).

Outre leur rôle probable dans la régulation des réponses IgA (voir paragraphe III^IBb p.20), les lymphocytes T porteurs de récepteurs Fc alpha jouent probablement un rôle dans la défense anti-bactérienne. En effet, des lymphocytes périphériques OKT^'*^

couverts d'IgA anti-Salmonella exercent une Importante activité

31

anti-bactérienne vis-à-vis de Salmonella typhl (13^)- Il pourrait donc s'agir de cellules cytotoxiques de phénotype CD^I + .

3. ERYTHROCYTES

Bien que des récepteurs pour la portion Fc de l'IgA aient été mis en évidence sur les érythrocytes humains, l'IgA ne se lie pas de façon efficace à ceux-ci (135).

IJ. CELLULES EPITHELIALES

La composante secrétoire synthétisée par les cellules épithéliales des tissus glandulaires et des surfaces muqueuses constitue un récepteur pour la portion Fc de l'IgA polymérique (voir paragraphe II1Cb p.11).

VI FONCTIONS DE L'IgA (Table III)

(revu par Vaerman - ref. 136)

1. IgA SECRETOIRE

Les fonctions protectrices de l'IgAs sont bien documentées : elles visent essentiellement à empêcher la pénétration des antigènes étrangers à l'intérieur de l'organisme avec leur maintien dans les secrétions externes suivie de leur élimination. De nombreux travaux chez l'homme et chez l'animal prouvent que des IgAs d'urine, de lait, de secrétions intestinales, de bile, de salive et de larmes immobilisent et

32

agglutinent des bactéries (137-lMO). Cette agglutination favorise leur élimination par les voies naturelles et diminue ainsi leur pouvoir pathogène.

Les IgAs peuvent exercer un effet bactériostatlque en présence de lactoferrine, probablement en interférant avec la synthèse bactérienne de sidérophores, substances capables d'enlever le fer aux protéines chélatrices du fer et de le transporter sur la paroi bactérienne (1^11). Des IgAs de lait humain antl-E_j_ coli sont bactériolytlques en présence de complément et de lysozyme ( 1^)2) .

Les IgAs inhibent l'adhésion des bactéries aux cellules épithéliales et augmentent leur adhérence au mucus. Des IgAs du lait anti-^ coli et des IgAs salivaires anti-Streptococcus mutans inhibent respectivement l'adhésion de ces germes à l'épithélium du tractus urinaire humain (11(3) et à l'épithélium buccal (Il|l)). Des anticorps IgAs anti-Salmone 11 a du colostrum humain augmentent par contre l'adhésion de ces bactéries au mucus (11(5). On a rapporté également que l'IgAs ant 1-bactér 1 enne pourrait faire perdre à certaines souches entéropathogènes d ' E.

coli un plasmide de virulence responsable de la production d'une glycoprotéine nécessaire à leur adhésion aux entérocytes de l'intestin (1l(6).

Les IgAs neutralisent les toxines et inhibent les enzymes bactériens (1l(7,1i(8). Elles neutralisent aussi les virus, inhibant la première étape de l'infection, l'attachement et la pénétration intracellulaire du virus (1^(9).

33

TABLE III

FONCTIONS EFFECTRICES DE L'IgA

Fonction IgA secrétoire IgA sérique Références

Agglutination des bactéries + Potentialisation des effets anti-bactériens

de la lactoferrine et de la transferrine + Inhibition de l'adhésion bactérienne aux

cellules épithéliales +

Neutralisation des virus +

des toxines +

des enzymes bactériens + Inhibition de l'absorption intestinale

des protéines étrangères +

Cytotoxicité cellulaire dépendante

d'anticorps +

Suppression des réactions inflammatoires - lyse immune

- chimiotactisme des PN

- phagocytose et bactéricidie des PN - anaphylaxie cutanée et réaction

d'Arthus

+

-

-

-

151

+

143

-

+

+

+

150

+

+

+

+

+

Elimination de complexes Immuns à IgAp

+?

34

Enfin, les IgAs diminuent l'absorption des protéines étrangères alimentaires (150).

2. IfiA SERIQUE

Malgré de nombreuses études, la fonction exacte de l'IgA sérique chez l'homme reste une énigme.

Les IgA sériques peuvent agglutiner des bactéries telles des Brucella (4); les IgAp seraient dix fois plus efficaces que les IgAm (151).

Comme les IgAs, les IgA sériques peuvent diminuer la production de sidérophores par les bactéries et exercer ainsi un effet bactérlostatique indirect, en synergie avec la transferrine (152). Elles sont aussi capables de neutraliser les virus (3).

Dans certains cas, l'IgA pourrait cependant exercer une activité anti-bactérienne à médiation cellulaire (cytotoxicité cellulaire dépendante d'anticorps), indépendante du complément (134,153) (voir paragraphe V 2 p.31). Les IgA antibactériennes ne sont par contre pas bactéricides en présence de complément.

En effet, ni les monomères, ni les polymères naturels d'IgAI ou d'IgA2 n'activent le complément spontanément, que ce soit par la voie classique, ou par la vole alterne (154). Les anticorps IgA peuvent même inhiber l'activité bactéricide des anticorps IgG et/ou IgM avec le complément (compétition). C'est le cas dans certains sérums de convalescents d'affections ménlngococciques où l'IgA pourrait induire une susceptibilité à la dissémination de l'infection (155,156), ainsi que dans la brucellose chronique (157). Des anticorps IgA exclusivement monomériques, peu ou pas

35

agglutinants, pourraient être responsables de ce phénomène (159).

En outre, certaines IgA monoclonales inhibent le chimiotactisme, la phagocytose et l'activité bactéricide des neutrophiles (159,160,161), mais l'IgAm du sérum normal n'est pas Inhibitrice (162). L'IgA sérique semble donc exercer certaines fonctions inhibitrices en supprimant des réactions inflammatoires. On a par ailleurs décrit chez la souris une inhibition des réactions d'hypersensibilité de type I et III par les anticorps IgA (163), ce qui pourrait contribuer à réduire certains phénomènes allergiques.

Enfin, 1'IgA sérique pourrait intervenir dans l'élimination des complexes immuns contenant de l'IgAp de la circulation dans la bile. Cette fonction a été démontrée chez le rat (16^1), mais son importance est probablement faible chez l'homme étant donné l'absence d'expression de la pièce secrétoire au niveau des hépatocytes humains (52).

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VII BUTS DU TRAVAIL

Le point de départ de notre travail provient d'une observation que nous avons faite en étudiant la réponse anticorps de type IgA qui apparaît dans le sérum au cours des gastroentérites aiguës à Campy lobacter .1 e .1 u n 1. Nous avons constaté que la majorité de ces anticorps sériques sont associés à la fraction polymérique de l'IgA, comme rapporté en détail dans le chapitre III. Ces résultats nous ont paru d'une part surprenant étant donné que seulement 13% de l'IgA totale sérique est polymérique, et d'autre part particulièrement Intéressant suite aux différences fonctionnelles qui existent entre les deux formes moléculaires de l'IgA sérique, notamment la meilleure fixation de l'IgAp aux récepteurs cellulaires.

Le but de notre étude est triple :

1) Nous avons voulu mettre en évidence les facteurs responsables de la présence d'anticorps IgA de nature polymérique dans le sérum.

2) Nous avons tenté d'élucider l'origine et le lieu de synthèse de ces anticorps.

3) Nous avons enfin dégagé l'intérêt clinique potentiel de la détermination des anticorps IgAp sériques dans une série de situations cliniques différentes.

Nous avons donc analysé la taille moléculaire des anticorps IgA qui apparaissent dans le sérum au cours d'une série de

37

stimulations antigéniques différentes. Dans certains cas, nous avons comparé la cinétique et la taille des anticorps présents dans le sérum et dans les secrétions afin de mettre en évidence l'origine secrétoire éventuelle des anticorps IgAp sériques.

Nous avons choisi des modèles d'une part de stimulation antigénique muqueuse et d'autre part de stimulation antigénique parentérale. Comme modèles de stimulation antigènique muqueuse, nous avons analysé la réponse anticorps vis-à-vis d'antigènes bactériens et vis-à-vis d'antigènes alimentaires. Différentes entérobactéries dont les degrés d'invasivité de la muqueuse intestinale sont différents ont été choisies comme antigènes bactériens et des protéines de poids moléculaires différents ont été sélectionnées comme antigènes alimentaires. Nous avons également étudié le modèle pathologique de la maladie coeliaque dans lequel nous pouvions mieux maî triser la présence d e l'antigène dans le tube digestif. Enfin , comme modèle de stimulation antigénique parentérale, nous avons choisi différents types de vaccinations, vis-à-vis du tétanos, du choléra, et de la poliomyélite. Le dernier modèle est particulièrement Intéressant pour notre étude étant donné les deux voies d'administration possible de ce vaccin, orale et parentérale.

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