IMMUNITE ANTI-INFECTIEUSE INTRODUCTION

IMMUNITE ANTI-INFECTIEUSE

INTRODUCTION

Immunité et infections sont indissociables. En effet l’immunologie en tant que science est née à partir du moment où l’on a commencé à s’interroger sur la façon dont les animaux et l’être humain en particulier devenaient réfractaires aux infections et aux toxines.

Jenner a été le pionnier dans l’immunisation prophylactique contre la variole en partant de l’observation que la guérison après infection variolique s’accompagne d’un état d’immunité durable contre la même maladie. Il s’agit là d’un des aspects bénéfiques majeurs de la réaction immunitaire.

Cependant, ce système immunitaire n’est sollicité ou mis à contribution qu’exceptionnellement. Nous vivons, en effet, dans un milieu où pullulent les micro-organismes (virus, bactéries, parasites), et il est par conséquent surprenant de constater que les infections ne sont pas plus courantes, car l’organisme

s’oppose à la pénétration des micro-organismes par sa résistance naturelle ou innée, en empêchant l’implantation et le développement des agents pathogènes par des moyens non spécifiques.

Quand cette première ligne de défense est franchie, parce qu’elle est déficiente ou inefficiente, l’infection apparaît et le système immunitaire entre alors en jeu. L’infection est jugulée, il y a guérison avec dans la plupart des cas apparition d’une résistance à une nouvelle contamination : c’est l’immunité acquise ou spécifique.

IMMUNITE INNEE

L’immunité innée constitue la première ligne de défense vis-à-vis des agents pathogènes. Elle met en jeu de nombreux mécanismes, constitutifs et inductibles mais ne permet pas le développement d’une mémoire immunitaire. La reconnaissance du non-soi est réalisée par des récepteurs peu polymorphiques, les PRR, codés au niveau germinal et qui ne sont pas répartis de façon clonale. Ils reconnaissent cependant spécifiquement un nombre limités de composants étranger communs à un grand nombre de microorganismes, les PAMPs. Ces interactions PAMPs/PRR vont conduire d’une part à l’internalisation et à la destruction et d’autre part au déclenchement d’un signal danger qui aboutira à l’induction d’une réponse inflammatoire protectrice. Dans d’autres cas, c’est une reconnaissance du soi modifié qui permettra d’assurer la défense de l’organisme (cellules NK). Cette réponse innée constitue un système de défense essentiel de part sa mise en jeu immédiate et d’autre part par sa propriété à déclencher la réponse immunitaire spécifique. Cette réponse nécessite cependant la mise en place de systèmes de régulation qui, déficients, peuvent favoriser le développement de pathologies inflammatoires aigües ou chroniques ainsi que des phénomènes de tolérance ou de rupture de tolérance. Ce dernier concept est admis dans les maladies à auto-immunité innée (l’ischémie et les phénomènes de perfusion, le syndrome de perte fœtale) et discuté dans certaines maladies auto-immunes.

I-DEFINITION

On réunit sous le terme d’immunité innée (ou naturelle), l’ensemble des facteurs et mécanismes qui empêchent les agents infectieux de pénétrer dans l’organisme ou d’y proliférer et ce, sans l’intervention des Lymphocytes T et/ou B. Cette résistance naturelle non spécifique est fonction des espèces (par exemple le rat est naturellement résistant à l’agent de la diphtérie) et à l’intérieur des espèces, elle est fonction de facteurs raciaux, physiologiques (l’âge par exemple), pathologiques (par exemple diabète et maladie d’Addison s’accompagnent d’une sensibilité accrue à l’infection).

L’immunité innée constitue la première ligne de défense vis-à-vis des agents microbiens. Elle est caractérisée par sa mise en jeu immédiate et fait intervenir des mécanismes non « spécifiques » qui peuvent être constitutifs, la barrière épithéliale, ou très rapidement inductibles, la réaction inflammatoire. En réalité, le caractère non spécifique de la réponse immunitaire doit être précisé actuellement. La réponse innée met en jeu des récepteurs certes peu polymorphiques mais ils reconnaissent spécifiquement un nombre limité de composants étrangers qui sont partagés cependant par un grand nombre de micro-organismes : lipopolysaccharide, mannose…).

Compte tenu de sa mise en jeu immédiate, cette réponse va mobiliser un grand nombre de cellules, des cellules qui appartiennent classiquement au système immunitaire, macrophages, cellules dendritiques, mastocytes, polynucléaires, cellules NK, mais aussi des cellules résidentes, cellules épithéliales, fibroblastes, cellules endothéliales dont le rôle a été jusqu’à présent sous-estimé.

De nombreuses molécules participent également à la défense innée, récepteurs membranaires impliqués dans la détection et l’élimination (récepteurs Toll-like, récepteurs du C, intégrines) ou molécules solubles (cytokines, protéines de la cascade du complément, protéines de la phase aigüe de l’inflammation) plus particulièrement impliquées dan la réponse inflammatoire. Figure.

II-ORGANISATION DE L’IMMUNITE INNEE II-1-DES MECANISMES DE DEFENSE ELEMENTAIRES II-1-2-LES BARRIERES ANATOMIQUES

Représentées par le revêtement cutanéo-muqueux, elles constituent la première ligne de défense à laquelle se heurtera tout agent infectieux. Leur déficit entraîne des manifestations pathologiques locales et/ou systémiques. En contact permanent avec le monde des agents infectieux, la barrière cutanéo- muqueuse présente différents systèmes qui préviennent la colonisation qui est la première étape de la plupart des infections, systèmes qui sont de nature mécanique, chimique ou biologique.

II-1-2-1-PROTECTION MECANIQUE :

II-1-2-1-a La peau

La principale ligne de défense est bien entendu la peau qui, lorsqu’elle est intacte, demeure, de part sa texture, imperméable à la plupart des micro-organismes. Un nombre très restreint de micro-organismes est capable de franchir une peau intacte (Francisella tularensis, Brucella sp). Cette résistance est due au fait que la peau est constituée d’un épithélium kératinisé à plusieurs couches superposées. De plus la desquamation permanente et les autres formes de renouvellement des cellules épithéliales à la surface du corps contribuent à l’élimination de quantités de microbes. La sécheresse de la peau et son renouvellement permanent sont deux facteurs importants de défense. C’est donc une formidable barrière naturelle si bien que la colonisation ou l’entrée de la plupart des agents pathogènes s’effectue essentiellement au niveau des épithélia qui tapissent les muqueuses respiratoires, digestives ou urogénitales.

II-1-2-1-b Les muqueuses

Les muqueuses, quant à elles, ne comportent pas de couches de cellules mortes. De ce fait elles sont plus facilement franchies par les agents microbiens. Plus facilement envahies, les muqueuses servent de porte d’entrée à de nombreux agents pathogènes (salmonelles, shigelles, chlamydia, légionnelles,...). Toutefois, le mucus qui les recouvre représente une autre forme d’obstacle à la pénétration de certains d’entr’eux et joue donc un rôle mécanique important. C’est en effet un piège très efficace pour les agents pathogènes dont il inhibe l’adhésion, ce qui favorise leur élimination par les mouvements ciliés ou le péristaltisme intestinal.

II-1-2-1-c Dans la bouche :

Les bactéries qui ne sont pas dégluties avec les aliments et la salive, adhèrent au film de mucus. Or ce dernier est constamment drainé vers l’oesophage, puis vers l’estomac où il est soumis à l’action stérilisante de l’acidité gastrique.

II-1-2-1-d Dans le nez :

Le nez est un organe dont le rôle est triple : humidifier, réchauffer l’air inspiré et tout particulièrement arrêter et évacuer les particules inhalées.

Ce rôle d’importance vitale est assuré, d’une part, par la disposition anatomique des fosses nasales, et d’autre part, par le revêtement sécrétoire et cilié.

A l’entrée, le rétrécissement circulatoire du vestibule nasal provoque une accélération et une tubulence de l’air inspiré. La turbulence est ensuite amplifiée du fait des irrégularités de parcours qu’imposent les cornets, et du caractère lisse de la paroi du septum. Dans ces conditions, les multiples tourbillons d’air plaquent les particules infectantes inhalées sur le film de mucus qui recouvre complètement les structures ciliaires. Ces dernières, par leur battement, font mouvoir le film dans sa masse d’avant en arrière vers les choanes, et rejettent les particules infectantes dans la voie digestive.

II-1-2-1-e Au niveau de l’épithélium des bronches supérieures

On retrouve les mêmes phénomènes ciliaires mais, ici, le film de mucus est déplacé d’arrière en avant, de telle sorte que les deux courants se rejoignent au niveau du pharynx, où le mucus est dégluti de façon réflexe.

Les activités du système ciliaire, complétées par le pouvoir agglutinant du mucus bronchique, permettent à une muqueuse respiratoire, anatomiquement et physiologiquement intacte, de participer de façon

satisfaisante à l’épuration bactérienne de l’air inhalé. Elles limitent ainsi la pullulation microbienne, et par conséquent, l’infection.

L’efficacité de cet ensemble est telle que l’air alvéolaire est habituellement stérile. L’inhalation d’un air notablement contaminé, permet de constater que 1% seulement des bactéries inhalées ont accès aux alvéoles pulmonaires. De la même façon l’élimination des microbes peut être assurée par la toux et les éternuements.

II-1-2-1-a Sur les conjonctives :

La sécrétion lacrymale draine bactéries et virus vers les fosses nasales, puis vers la voie digestive.

II-1-2-1-a La muqueuse digestive :

Au niveau de la muqueuse digestive, L. PASTEUR a montré qu’une culture de bactéries charbonneuses mélangées à la luzerne, ne pouvait, malgré l’activité connue de ces germes, contaminer les moutons. Mais les animaux périssaient tous, lorsque des chardons étaient ajoutés à l’alimentation. En effet, les minimes excoriations provoquées par cet aliment au niveau de la muqueuse, permettaient le passage de microbe dans la circulation.

II-1-2-1-a L’urêtre :

L’urêtre est normalement stérile, et sa stérilité est attribuée, en partie, à l’entraînement mécanique des bactéries et des virus par l’urine.

Il est également important de mentionner le rôle protecteur joué par la flore commensal. Cette flore n’est pas inerte car elle entre en compétition pour les sites de fixation et pour les nutriments. Elle peut également libérer des substances anti-bactériennes (colicine : E. coli)

II-2-2/ PROTECTION CHIMIQUE :

La protection chimique joue un rôle tout aussi efficace que la protection mécanique. De très nombreuses molécules constitutives ou induites participent à cette défense anti-infectieuse naturelle.

II-2-2-1) A la surface de la peau :

Les bactéries et les virus sont plus rapidement inactivés à la surface de la peau qu’à la surface d’une lame de verre. Deux facteurs interviennent dans l’activité de la peau :

a-) L’acidité du produit de sécrétions des glandes sudoripares (acide lactique), qui abaisse le pH de 5 à 3, pH peu compatible avec la survie de nombreux micro-organismes pathogènes et notamment les

streptocoques.

b-) La présence d’acides gras saturés (acide caprylique, acide undécylique) et non saturés (acide oléique) dans les sécrétions sébacées. Les acides gras saturés sont très actifs sur les champignons ; la guérison spontanée des teignes à la puberté serait en relation avec une sécrétion accrue d’acides gras à la période post-pubertaire ; la fréquence des localisations mycosiques aux pieds, serait liée à la rareté des glandes sébacées dans cette région.

Les -défensines (HBD1-4) sont exprimées dans l’épiderme et les épithélia, leur synthèse est induite par des cytokines, des agents infectieux. Elles exercent à la fois une activité anti-infectieuse microbicide (dépolarisation et perméabilisation membranaire) mais surtout, elles amplifient la réponse inflammatoire et stimulent la réponse immunitaire adaptative.

II-2-2-2) A la surface des muqueuses : Quatre facteurs sont à considérer :

II-2-2-2-a)Toutes les sécrétions muqueuses (salive, larmes, mucus ...), contiennent une enzyme, le lysozyme (FLEMING, 1922) capable de scinder le complexe glycopeptidique responsable de la rigidité des parois bactériennes. Dans les conditions naturelles, le lysozyme est surtout actif sur des bactéries à gram positif non pathogènes, et il ne semble guère intervenir que pour prévenir la multiplication des bactéries commensales.

II-2-2-2-b) Les sécrétions muqueuses, et en particulier les sécrétions nasales et bronchiques, contiennent un mucopolyoside, l’acide neuraminique, analogue au mucopolyoside de la surface des cellules sur lequel se fixent les myxovirus avant de pénétrer dans ces cellules. L’acide neuraminique des sécrétions est capable de se lier au virus et de bloquer sa fixation sur la cellule.

II-2-2-2-c) Dans l’estomac, le vagin et l’urêtre, l’acidité est un facteur important de protection.

Il n’y a que très peu de bactéries vivantes au niveau de l’estomac (pH 2-3), et l’action stérilisante du milieu acide se poursuit au niveau du duodénum grâce aux enzymes digestives et aux sels biliaires du tractus gastro-intestinal. Des peptides anti-microbiens jouent également un rôle crucial dans cette défense passive : les α-défensines HD-5 et HD-6 qui sont produites par les cellules de Paneth présentes dans les cryptes de l’intestin grêle (HPN1-4 sont exprimées de façon constitutives dans les polynucléaires neutrophiles)

L’acidité du vagin (pH 4 - 4,5), tient à la présence du bacille de DÖDERLEIN qui fermente le glycogène en libérant de l’acide lactique.

Enfin, quoique plus réduite, l’acidité habituelle de l’urine (pH 5,4) est suffisante pour prévenir l’infection colibacillaire ; celle-ci n’est possible que si le pH urinaire est supérieur à 6.

II-2-2-2-d) L’existence d’une flore symbiotique et commensale au niveau des voies respiratoires et digestives, (surtout à la surface de la muqueuse du gros intestin), prévient, par un mécanisme compétitif pour les sites de fixation et pour les nutriments, la prolifération des micro-organismes pathogènes. Elle peut également libérer des substances anti-bactériennes (colicine : E. coli). Le rôle de cette flore est évident si l’on tient compte des faits suivants :

Les animaux sans germes (en anglais : germ-free) sont plus sensibles aux infections que ceux élevés dans les conditions naturelles.

L’antibiothérapie massive est fréquemment à l’origine d’infections muqueuses à micro-organismes résistants à l’antibiotique utilisé ; dans ce cas, l’antibiotique élimine les micro-organismes sensibles , et la place laissée libre, constitue une porte d’entrée pour les micro-organismes spontanément résistants.

II-2-3) LES FACTEURS DE RESISTANCE PROPRES AUX TISSUS :

Des phénomènes biochimiques, spécifiquement tissulaires, interviennent dans la zone de pénétration de l’agent pathogène ; leur efficacité dépend de l’agent pathogène en cause.

II-2-3-a)

Le potentiel d’oxydoréduction des tissus.

Un potentiel d’oxydoréduction donné est favorable pour certaines espèces bactériennes, et défavorable pour d’autres.

Ainsi, par exemple, une tension d’O2 suffisante est indispensable à la prolifération du bacille tuberculeux dans les tissus. Cette exigence en O2, expliquerait, d’une part, l’action bénéfique de la collapsothérapie, et d’autre part l’absence de bacilles au centre des lésions de caséification solide. Dans les deux cas, la diminution du nombre de bacilles virulents ou leur disparition, semblent étroitement liées à une réduction de la tension locale d’O2.

A l’inverse, une tension d’O2 suffisante prévient la prolifération de bactéries anaérobies. Les spores des bacilles perfringents et tétaniques peuvent persister de nombreuses années dans les tissus sans causer d’infection. Une diminution de la tension d’O2 d’un tissu ainsi contaminé, consécutive à une nécrose post- chirurgicale ou à la simple injection d’un vasoconstricteur affectant la circulation sanguine locale, suffit pour provoquer la germination des spores et faire apparaître la maladie.

II-2-3-b)

Les substances tissulaires anti-bactériennes et anti-virales :

On a extrait des tissus plusieurs substances douées d’une activité antibactérienne ou antivirale comme le lysozyme, l’acide neuraminique, des polypeptides basiques, la spermine et l’interféron, que l’on retrouve également dans la circulation (voir ci-dessous)

II-3/ LES FACTEURS HUMORAUX :

Ils constituent la 2^ème ligne de défense que rencontreront les micro-organismes après pénétration dans l’organisme à travers une peau ou une muqueuse lésée ou fragilisée. Il s’agit de substances solubles retrouvées au niveau du sérum et autres liquides de l’organisme, et que l’on peut classer en 3 groupes :

II-3-1)

Groupe I : Il s’agit de facteurs ayant une activité antimicrobienne dirigée surtout contre les bactéries à gram positif.

Acides gras aliphatiques agissant comme inhibiteurs métaboliques ou comme agents surfactants

Stérols (cholates et désoxycholates des sels biliaires) agissant aussi comme surfactants lytiques

Porphyrines libres, in-vitro, montrent un haut pouvoir bactéricide dirigé contre les germes gram positifs

II-3-2)

Groupe II : Il s’agit de polypeptides basiques (riches en acides aminés basiques) que l’on retrouve au niveau de certains tissus hautement spécialisés. Ce sont des substances principalement actives sur les bactéries à gram positif dont elles se fixent à la surface.

Polylysine, polyarginine, substances de faible poids moléculaire rencontrées surtout au niveau du thymus et des tissus riches en histones.

Protamine du sperme

Spermine et spermidine retrouvée particulièrement au niveau du pancréas et de la prostate.

II-3-3)

Groupe III : Il comprend :

a) Le lysozyme : Protéine basique de faible poids moléculaire, thermostable. C’est une substance d’origine lysosomiale, provenant des cellules phagocytaires et présente entre autre dans le sérum à la concentration de 1-2 g/ml. Il agit sur les germes à gram positifs en hydrolysant le mucopeptide de la paroi bactérienne (il est par conséquent bactéricide)

b) La bêta-lysine : Protéine cationique thermostable présentant une activité bactéricide pour les bactéries gram positif.

c) L’interféron : substance produite et libérée par des cellules infectées par les virus. Il agit de façon non spécifique en s’opposant à la synthèse des protéines indispensables à la réplication virale.

d) Les opsonines : protéines existant dans le sérum normal et qui ont la propriété d’augmenter la phagocytose. Leur activité est surtout orientée contre les bactéries à gram négatif. Elles sont également capables d’activer le complément.

e) Le système du complément : Il intervient dans l’immunité innée après activation de la voie alterne.

Il joue un rôle important dans la phagocytose (opsonisant)

f) La properdine : protéine du sérum capable d’activer le complément par la voie alterne.

g) Les protéines de la phase aiguë de l’inflammation : Elles sont présentes dans le sérum en petite quantité. Elles fonctionnent pour certaines comme des opsonines vis-à-vis des pathogènes, pour d'autres comme des régulateurs des systèmes protéolytiques activés. Elles sont pour la plupart synthétisées par l'hépatocyte, fortement inductibles par l'interleukine-6 (IL-6) libérée par les macrophages activés. Elles sont dosables par néphélémétrie, et pour les plus couramment explorées sont :

 la protéine-C-réactive ou CRP

 l'haptoglobine

 l'orosomucoïde

 le fibrinogène

 les composants C3 et C4 du complément

 mais aussi les protéines A et P amyloïdes (SAA et SAP), la Mannose Binding Protein (MBP, cf cours du Complément 3^ème A )

IV - 1 - 1 - La protéine C réactive

La CRP fait partie avec la SAP de la famille des pentraxines, constituées de séquences répétitives de cinq régions constituants un disque formant un anneau, simple pour la CRP, double pour la SAP;

Le taux physiologique de CRP est inférieur à 5 mg/L, sans variation nycthémérale, et faiblement augmenté par les oestrogènes et la grossesse.

Son élévation est très forte, jusqu'à 1000 fois la normale, et très précoce (moins de 24 heures) au cours des lésions tissulaires, qu'elles soient de nature inflammatoire, infectieuse ou traumatique.

La CRP doit son nom à sa capacité de fixation au polysaccharide C du pneumocoque. Elle fonctionne en effet comme une opsonine calcium-dépendante vis-à-vis des parois bactériennes, entraînant l'activation de la voie classique du complément après fixation au C1q. Elle peut aussi reconnaître des substrats endogènes, telles que les histones, les petites ribonucléoprotéines (snRNP) et la chromatine, participant ainsi à l'épuration des produits du catabolisme cellulaire.

Son élévation est modérée dans :

- le lupus érythémateux aigu disséminé - le syndrome de Gougerot-Sjögren - la sclérodermie diffuse et localisée - les dermatopolymyosites

- la rectocolite ulcéro-hémorragique - les leucémies

Son augmentation est importante, voire massive dans : - les infections (principalement bactériennes) - les nécroses tissulaires

- les traumatismes

- les maladies inflammatoires : polyarthrite rhumatoïde spondylarthrite ankylosante rhumatisme psoriasique

rhumatisme post-streptococcique vascularites

maladie de Horton IV - 1 - 2 - L'haptoglobine

Sa fonction est de se lier à l'hémoglobine libérée par la destruction des érythrocytes dans un foyer inflammatoire et de la transporter jusqu'à la rate où le système des phagocytes mononucléés catabolisent à la fois l'hémoglobine et l'haptoglobine.

Son taux physiologique est d'environ 1 g/L (0,6 - 1,6 g/L). Son élévation est nette et précoce (24 à 36 heures) en cas d'inflammation aiguë. Elle est également augmentée dans les cancers, les syndromes néphrotiques, les infarctus. Son taux est abaissé en cas d'insuffisance hépatique, d'hémolyse intra- vasculaire in vivo (anémie hémolytique) et in vitro (sérum hémolysé), et lors de la grossesse.

IV - 1 - 3 - Les autres protéines de phase aiguë

Nous ne ferons que citer les autres protéines de phase aiguë :

 l'orosomucoïde, dont le pic est atteint en 2 à 3 jours en cas de syndrome inflammatoire

 le fibrinogène, dont la synthèse est hépatique et mégagaryocytaire. Son taux physiologique de 2 à 4 g/L est multiplié par 2 à 3 en cas de syndrome inflammatoire.

 les fractions C3 et C4 du complément dont la synthèse est principalement hépatique sont des protéines de phase aiguë. Il faut cependant garder à l'esprit que leur taux est le reflet de l'équilibre entre leur anabolisme et leur catabolisme. Un taux normal peut ainsi être le reflet d'une compensation entre un excès de synthèse (réponse de phase aiguë) et de consommation (complexes immuns).

 La protéine liant le mannose (MBP pour "mannose binding protein"), comme la CRP, reconnaît des structures sucrées plus spécifiquement exprimées par les procaryotes, conférant ainsi aux eucaryotes pluricellulaires un potentiel de discrimination large du non soi selon la composition en sucres. Elle est capable d'activer directement la voie classique du complément après son dépôt à la surface des micro-organismes qu'elle peut donc opsoniser, indirectement par l'intermédiaire du complément ou directement par des récepteurs spécifiques à la surface des cellules phagocytaires.

L'importance de cette action est objectivée par les fréquentes et graves infections bactériennes qui émaillent l'existence des rares personnes ayant un déficit familial en MBP

II-4/ LES FACTEURS CELLULAIRES

Quand un agent infectieux franchit les barrières cutanéomuqueuses, et survit aux conditions physico- chimiques défavorables du milieu intérieur, il entre en contact avec un certain nombre de cellules dont la

principale fonction est de le détruire. Ces cellules dites phagocytaires ou encore phagocytes, comprennent principalement les polynucléaires, les monocytes et les macrophages.

II-4-1/ ORIGINE DES CELLULES PHAGOCYTAIRES

Polynucléaires, monocytes et macrophages sont issus de cellules souches de la moelle osseuse. En effet, des cultures de cellules souches de moelle osseuse donnent naissance à des clones de macrophages et polynucléaires. La quantité de ces clones peut être augmentée par l’addition d’un facteur sérique, le CSF (« colony stimulating factor »), dont la production est d’ailleurs stimulée lors d’états inflammatoires ou après infection.

II-4-1-1/ POLYNUCLEAIRES

On définit selon des caractères tinctoriaux de leurs granulations, les polynucléaires neutrophiles, éosinophiles et basophiles. Il s’agit de cellules de taille comprise entre 10 et 15  dont le noyau est divisé en fragments (noyau polylobé) relié entre eux par des filaments de matériel nucléaire. Leur production se fait en deux phases :

Une phase de prolifération de 6 jours pendant laquelle la cellule souche de la moelle osseuse donne naissance successivement aux myéloblastes, promyélocytes, myélocytes et métamyélocytes, et une phase de maturation également de 6 jours, pendant laquelle les métamyélocytes se transforment en polynucléaires et passent dans la circulation sanguine. Dans le sang périphérique, ces granulocytes sont représentés en majorité par des polynucléaires neutrophiles (PN). Ce sont des cellules terminales (matures) qui n’ont pas la capacité de se multiplier, et ont un faible potentiel de synthèse protéique. Par ailleurs, leur durée de vie est très courte, de 1 à 3 jours. Lors d’une inflammation, ces polynucléaires quitteront le sang en traversant les vaisseaux et sont les premiers des leucocytes à arriver sur les lieux du foyer inflammatoire. Ces PN adhèrent aux parois vasculaires par l’intermédiaire des cellules endothéliales (pool des PN marginalisés). Ils adhèrent notamment au sous-endothélium vasculaire lorsque celui-ci est altéré par une lésion du vaisseau sanguin, puis ils migrent vers le secteur tissulaire siège du foyer inflammatoire, en se faufilant entre les cellules endothéliales (diapédèse). Les PN sont caractérisés par leur fonction de déplacement (chimiotactisme), d’adhérence sur la matrice conjonctive, d’opsonisation (accrochage sur leur membrane de particules ou agrégats moléculaires), et d’englobement (phagocytose) par invagination de la membrane cellulaire et formation d’un phagosome. Les enzymes protéolytiques sont ensuite déversées dans le phagosome, ce qui conduit à la digestion et la destruction de la particule phagocytée.

Les PN possèdent des récepteurs pour le C3b. La présence de ce type de récepteur est essentielle pour l’établissement du contact intime entre le PN et la particule (bactérie, agrégats moléculaires...). Le C3b se comporte comme une opsonine en établissant un pont entre la particule et la membrane cellulaire du PN.

Un autre moyen d’opsonisation est constitué par les anticorps de classe IgG. En effet, la membrane cytoplasmique des PN présente des récepteurs pour la portion Fc des IgG.

Les PN contiennent dans leurs granules toute une panoplie d’outils enzymatiques capables d’attaquer pratiquement tous les composants de la plupart des micro-organismes.

Au cours de leur activation, les PN peuvent libérer dans leur environnement les enzymes protéolytiques contenus dans leurs granules (Tableau ci-après) :

CLASSE DES CONSTITUANTS

GRANULES AZUROPHILES

GRANULES SPECIFIQUES Enzymes

antibactériens

Myéloperoxydase ; Lysozyme Lysozyme Protéases neutres Elastase; Cathepsine G; Protéinase 3 Collagénase

Hydrolases acides

glycérophosphatase ; glucuronidase

mannosidase ; Cathepsine B Cathepsine V

Divers Lactoferrine

Vitamine B12

En conséquence, ces enzymes entraînent des altérations des tissus avoisinants ainsi que l’activation des cascades enzymatiques telles que le système du complément et le système des kinines. Ainsi, ces enzymes doivent être considérées comme des agents pro-inflammatoires. Ils représentent un groupe très hétérogène constitué essentiellement par des protéinases neutres et des hydrolases. En fait, seules les protéinases neutres sont responsables de dégradations tissulaires, car les conditions du pH des tissus sont compatibles avec l’expression de leurs activités enzymatiques. Un des facteurs déterminants de protection contre le risque d’autoprotéolyse tissulaire est représenté par la présence des antiprotéases telles que l’alpha-1 protéase inhibiteur, l’alpha-2 macroglobuline, l’alpha-1 antichymotrypsine... Ces antiprotéases sont normalement présentes dans le sang et leurs concentrations plasmatiques augmentent au cours de la réaction inflammatoire aiguë par hypersynthèse hépatique. Les hydrolases acides sont incapables de fonctionner en dehors des phagolysosomes du fait de leur exigence de pH très acide pour exprimer leur activité enzymatique. Enfin, les PN peuvent également présenter une activité toxique pour les tissus environnant par l’intermédiaire des ions superoxydes et des radicaux oxygénés libres. Comme pour les protéases neutres, le sang apporte localement par le phénomène de vasoperméabilité des facteurs inhibiteurs tels que la transferrine, la lactoferrine, la vitamine E, les glutathions, la céruloplasmine, etc..., exerçant un véritable rôle de protection contre les risques d’autodestruction tissulaire.

L’afflux leucocytaire dans le foyer inflammatoire est lié à trois propriétés fonctionnelles du leucocyte : l’adhérence des cellules pour le tissu matriciel, la locomotion spontanée non dirigée, et la locomotion orientée vers le foyer inflammatoire ou chimiotaxie. Les premiers leucocytes à infiltrer le foyer inflammatoire sont les PN, puis plus tardivement les macrophages. L’induction de l’adhérence et de la chimiotaxie est due à l’interaction entre des facteurs solubles pourvus de propriétés chimioattractantes et des récepteurs membranaires spécifiques de ces facteurs. Ces interactions ligands-récepteurs produisent : une activation des systèmes enzymatiques Na⁺-ATPase, K⁺-ATPase ;

des modifications des flux membranaires des cations monovalents avec la libération de Ca⁺⁺ à partir des stocks intracytoplasmiques ;

une élévation du contenu intracellulaire des ions H⁺ ;

l’activation de la phospholipase A2 avec en conséquence la biosynthèse des métabolites de l’acide arachidonique (prostaglandines, thromboxanes, leucotriènes)

une altération du cytosquelette avec une polymérisation de l’actine et un réarrangement des microtubules.

II-4-1-b/ MONOCYTES-MACROPHAGES

Si l’origine médullaire des monocytes ne fait plus aucun doute, il n’est pas encore certain que le promonocyte soit l’unique cellule intermédiaire entre la cellule souche et le monocyte. Par contre , il est bien établi que les monocytes sont les précurseurs des cellules phagocytaires mononucléées, retrouvées dans les tissus. Les macrophages circulent dans le sang sous la forme de monocytes qui vont ensuite se répartir dans les tissus lymphoïdes (ganglions, rate...), le foie, les poumons pour constituer le système des phagocytes mononucléés. A l’inverse des polynucléaires, les monocytes peuvent persister longtemps après passage dans les tissus. A ce niveau, ils subissent une augmentation de la taille et de leur teneur en lysosomes pour devenir des macrophages. Les macrophages sont des cellules à durée de vie relativement longue, s’adaptant à leur environnement tissulaire local, ce qui conduit à une grande hétérogénéité en fonction du site tissulaire. On distingue ainsi les cellules de Kupffer dans le foie, les cellules gliales dans le système nerveux, les macrophages alvéolaires dans les poumons, les macrophages péritonéaux, pleuraux, ganglionnaires et spléniques, les cellules de Langerhans dans la peau...

En règle, les macrophages se divisent peu ou pas dans les tissus, sauf dans certaines conditions où une multiplication importante peut être observée (injection sous-cutanée d’adjuvant de Freund).

Les macrophages expriment les mêmes propriétés que les polynucléaires neutrophiles. Leur cytoplasme contient un système vacuolaire très riche en enzymes responsables, comme dans le cas des polynucléaires neutrophiles, de la digestion des substances ingérées. La membranes des macrophages présente des sites récepteurs pour la partie Fc des IgG, pour le C3b et le C5a).

Les macrophages sont capables de synthétiser un grand nombre de substances (Tableau ci-dessous)

 Lysozyme

 Protéases neutres

 activateur du plasminogène

 collagénase

 élastase

 angiotensine

 arginase

 enzyme dégradant le protéoglycane

 Alpha-2 macroglobuline

 Alpha-1 anti-trypsine

 Radicaux libres

 Prostaglandines

 Leucotriènes

 Composants du complément (C2, C3, C4, C5, C8, facteurs B et D , 1 inhibiteur,)

 Hydrolases acides

 Iterféron

 Lymphokines

 CSF

 Fibronectine

D’une manière générale, ces substances agissent comme agents anti-microbiens, enzymes protéolytiques, lymphokine (IL-1), facteurs de coagulation, facteurs chimiotactiques. Elles sont à la fois responsables des activités pro-inflammatoires et anti-inflammatoires des macrophages.

Les macrophages ont aussi un rôle très important à jouer dans les phénomènes de coopération cellulaire avec les lymphocytes. Au cours de l’induction de la sensibilisation, les macrophages assurent la présentation des messages antigéniques aux lymphocytes T et B.

Au cours du phénomène d’infiltration tissulaire, les monocytes interviennent de façon plus tardive que les polynucléaires neutrophiles. Si ces derniers sont recrutés dès la première heure suivant l’agression tissulaire, les monocytes arrivent progressivement 8 à 12 heures après le début du processus inflammatoire.

II-5 Mise en jeu de la réponse immunitaire innée

La capacité d'un organisme multicellulaire à se défendre contre l'invasion par des pathogènes (bactéries, levures, parasites…) dépend de son aptitude à mettre en place une réponse immunitaire. Tous les métazoaires ont des mécanismes de défense intrinsèques qui constituent l'immunité innée. Celle-ci repose sur la reconnaissance d'un large spectre de pathogènes par des récepteurs invariants.

Les vertébrés y ajoutent une composante spécifique, adaptative, capable de distinguer les antigènes. Dans le tableau suivant sont répertoriées les principales différences entre les deux composantes de la réponse immunitaire :

Immunité innée Immunité adaptative

Les pathogènes sont reconnus par des récepteurs codés en configuration germinale

Les pathogènes sont reconnus par des récepteurs générés par une mécanique recombinatoire au hasard

Spécificité large de reconnaissance : PAMPs (pathogen-associated molecular patterns) ou MMAP (motifs moléculaires associés aux pathogènes)

Spécificité fine de reconnaissance : épitope

PAMPs : polysaccharides et polynuclétides présents et quasi invariants sur les pathogènes, mais absent chez l'hôte

Epitopes : principalement polypeptides, reflet de l'individualité du pathogène

Récepteurs : PRR (pattern recognition receptors) Récepteurs : BCR et TCR

Réponse immédiate Délai de réponse (3-5 jours)

Pas de mémoire Mémoire

Chez tous les métazoaires Que chez les vertébrés

II-5-1) PATHOGEN ASSOCIATED MOLECULAR PATTERNS (PAMPs)

Les mécanismes de défense innée sont déclenchés par des récepteurs capables de reconnaître des motifs conservés uniquement chez les pathogènes. Ces motifs sont dénommés PAMPs (Pattern Associated Molecular Patterns) et possèdent en communs les points suivants :

 Ce sont des structures relativement invariantes, (à la différence d'autres molécules comme l'hémagglutinine et la neuraminidase du virus de la grippe)

 Elles sont présentes généralement sur l’enveloppe des procaryotes et des champignons,

 sont partagés avec de nombreux pathogènes apparentés

 Elles sont absentes des cellules hôtes,

 Ce sont des motifs structuraux répétés à la surface des pathogènes.

 sont le plus souvent indispensables à la survie ou à la pathogénicité du micro-organisme Les exemples de PAMPs les mieux connus sont :

 la flagelline des flagelles des bactéries

 le petidoglycane des bactéries Gram positives(PGN)

 le lipopolysaccharide (LPS) des bactéries Gram négatives

 les acides lipotéchoïques

 l'ARN double brin (certains virus ont un génome constitué d'ARN double brin, et beaucoup d'autres n'ayant qu'un ARN simple brin passe par une étape transitoire à ARN double brin au cours de leur cycle réplicatif

 l'ADN déméthylé (à la différence des séquences CpG de l'ADN des eucarytotes)

 les peptides formylés possédant une N-formylméthionine (Formyl-Méthionyl-Leucyl-Phénylalanine ou fMLP)

II-5-2) PATTERN-RECOGNITION RECEPTORS (PRRs)

La distinction majeure entre immunité innée et immunité adaptative repose sur les mécanismes et récepteurs utilisés pour la reconnaissance immune. Dans l’immunité adaptative, les récepteurs ne sont pas codés dans la lignée germinale. Ils sont le résultat de réarrangements et de mutations génétiques au hasard donnant lieu à un répertoire de récepteurs contenant des sites de liaisons pouvant réagir non seulement avec des agent infectieux mais également avec des antigènes inoffensifs de l’environnement et des auto-antigènes. L’activation de la réponse immunitaire innée peut être nocive pour l’hôte quand elle est dirigée contre des auto-antigènes ou des antigènes environnementaux et conduire à des maladies auto-immunes ou allergiques par exemple.

La question est de savoir comment le système immunitaire peut-il déterminer l’origine de l’antigène, et comment la décision d’induire une réponse immune est-elle prise ? Des études récentes ont démontré que le système immunitaire inné joue un rôle majeur dans ces décisions.

Au contraire de l’immunité adaptative, la reconnaissance immune innée est médiée par des récepteurs qui sont codés dans la ligné germinale, ce qui signifie que la spécificité de chaque est génétiquement prédéterminée. Le nombre total des récepteurs impliqués dans l’immunité innée est de quelques centaines, comparativement à celui de l’immunité adaptative qui est de 10¹⁴ pour les BCR et de 10¹⁸ pour les TCR. Cela implique que la stratégie de la réponse immune innée n’est pas de reconnaître tout antigène possible, mais de focaliser sur quelques structures hautement conservées et présentes à la surface de larges groupes de micro-organismes. Ces structures sont dénommées Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMPs) et les récepteurs qui les reconnaissent des Pattern-Recognition Receptors (PRRs).

Les récepteurs de l’immunité innée qui sont codés dans la lignée germinale diffèrent des récepteurs pour l’Ag (BCR et TCR) sur différents aspects. Ils sont exprimés sur de nombreux effecteurs cellulaires de l’immunité innée, plus particulièrement sur les macrophages, les cellules dendritiques et les cellules B, toutes des CPAg professionnelles. L’expression des PRRs n’est pas clonale, et donc, de tels récepteurs exprimés par des cellules d’un type donné (ex. macrophage) ont des spécificités identiques. De plus, une fois que les PRR ont identifié un PAMP, la cellule effectrice est activée pour exercer ses fonctions immédiatement, plutôt qu’après avoir proliféré, ce qui explique la rapidité des réponses immunes innées.

D’un point de vue structure, les PRRs appartiennent à plusieurs familles de protéines.

Sur le plan fonctionnel, les PRRs peuvent être répartis en 3 groupes :

 des molécules sécrétées qui circulent dans le sang et la lymphe

 des récepteurs de surface sur les cellules phagocytaires qui lient le pathogène avant son ingestion

 des récepteurs de surface dont la signalisation après liaison du pathogène aboutit à la libération de molécules effectrices

Les molécules PRRs sécrétées fonctionnent comme des opsonines en se fixant à la surface des bactéries les rendant ainsi sensibles à la reconnaissance par le système du complément et les phagocytes.

Le mieux caractérisé des PRRs de cette classe est la Mannan Binding Lectine (MBL) qui se lie aux carbohydrates microbien pour initier l’activation du complément par voie des lectines. La MBL est synthétisée dans le foie puis sécrétée dans le sérum comme un composant de la phase aiguë de la réponse.

Il peut se fixer sur les carbohydrates des bactéries Gram positif et Gram négatif, mais également sur certains virus et parasites. La MBL est associée à deux sérines estérases, les MBL-Associated Proteases 1 et 2 (MASP-1, MASP-2) qui correspondent aux composants C1r et C1s qui sont les sérines estérases de la voie classique. De façon similaire aux composants C1r et C1s, les MASP-1 et 2 une fois activées, conduisent au final au clivage du composant C3 et à la formation de la C3 convertase avec amplification de la cascade d’activation du complément. Les MASP-1 et 2 sont activées suite à la fixation de la MBL à son ligand microbien et ce sans l’intervention des immuns complexes (voire figure ci-après)

Les récepteurs de phagocytose (ou PRRs endosomiaux ou endocytiques) apparaissent à la surface des phagocytes. Après reconnaissance des PAMPs sur la paroi microbienne, ces récepteurs vont entraîner la captation, l’ingestion et la libération des pathogènes dans les lysosomes où ils seront détruits. Les protéines des pathogènes peuvent être alors dégradées et le peptide qui en résulte peut être présenté associé aux molécules du CMH à la surface du macrophage.

Le récepteur macrophagique au mannose (macrophage mannose receptor) est également un PRR endocytique. Il reconnaît spécifiquement les carbohydrates possédant un grand nombre de mannoses et qui sont caractéristiques des micro-organismes. Ce récepteur est impliqué dans la phagocytose de ces micro-organismes par les macrophages.

Un autre PRR endocytique, le « macrophage scavenger receptor » (ou récepteur éboueur des macrophages) est capable de se fixer aux parois bactériennes et intervient de ce fait pour une bonne partie dans la « clearance » des bactéries de la circulation

Les récepteurs de signalisation reconnaissent les PAMPs et activent via un signal de transduction des voies qui induisent l’expression d’une variété de gènes de réponse immune, incluant les cytokines inflammatoires. Les récepteurs de la famille TOLL récemment identifiés semblent jouer un rôle majeur dans l’induction des réponses immunes et inflammatoires.

Les Toll-Like Receptors (TLR)

Le premier récepteur de la famille Toll a été décrit chez la drosophile comme un composant d’une voie de signalisation contrôlant la polarité dorso-ventrale des embryons de drosophile. Par la suite des travaux ont montré qu’en plus de son rôle dans l’embryogénèse, le récepteur Toll est impliqué dans la réponse immune chez la mouche adulte. Ainsi, des drosophiles dont le gène Toll est muté avec perte de fonction deviennent très susceptibles aux infections par les champignons. Cependant, l’inactivation du gène Toll ne parturbe pas la réponse aux infections bactériennes. En effet, comme il existe huit protéines de type Toll (Toll Like Protéin) chez la drosophile, d’autres membres de la famille toll peuvent être programmés pour reconnaître les bactéries et induire une réponse antibactérienne.

Des homologues des Toll de la drosophile ont été décrits chez les mammifères et sont dénommés Toll-Like Receptors (TLRs). Le premier TLR à avoir été décrit chez l’homme est le TLR4 qui, comme son homologue chez la drosophile, induit l’activation de la voie de signalisation via NF-κB. a travers cette voie, l’activation de TLR4 induit l’expression d’une variété de cytokines et de molécules de co-stimulation qui sont importantes pour les réponses immunes adaptatives. Ces découvertes suggèrent que les TLRs fonctionnent coome des récepteurs du système immunitaire inné, ce qui est le cas pour au moins deux TLRs, le TLR4 et le TLR2.

II-4-2/ REACTION INFLAMMATOIRE ET PHAGOCYTOSE

L’introduction d’un corps étranger ou une infection mettent en jeu une série de mécanismes aboutissant à l’installation de la réaction inflammatoire, laquelle permet aux leucocytes d’affluer massivement au lieu de l’agression et d’y exercer leur fonction principale qui est la phagocytose, phénomène décrit initialement par Elie Metchnikoff qui en démontra l’efficacité comme mécanisme de défense naturelle.

Les cellules phagocytaires adhèrent à la particule inerte ou vivante (bactérie) et l’ingèrent. Dans le cas le plus favorable, les bactéries ingérées sont tuées et digérées dans la vacuole digestive du phagocyte, dans d’autres cas, la bactérie peut persister à l’état latent dans cette cellule ou bien s’y multiplier en entraînant sa mort.

II-4-2-1/ FONCTIONS COMMUNES AUX CELLULES PHAGOCYTAIRES DANS L’I.N.S.

Les cellules phagocytaires jouent un rôle majeur dans l’immunité non spécifique grâce à leurs capacités d’adhérence, de locomotion et d’activité lytique dépendante de dérivés réduits de l’oxygène moléculaire.

a) Adhésivité

In-vitro, la faculté des cellules phagocytaires d’adhérer à certains substrats et notamment aux surfaces de verre ou de plastique est connue depuis longtemps et demeure encore utilisée comme moyen de déplétion des cellules monocyto-macrophagiques. De même, il est bien démontré que l’adhésion du phagocyte aux particules ou aux bactéries est indispensable à la phagocytose. Enfin, in-vivo, on sait depuis longtemps que l’adhésion des cellules phagocytaires aux cellules de l’endothélium vasculaire est indispensable à leur processus de migration et diapédèse et constitue une étape essentielle dans l’initiation et le développement de la réaction inflammatoire.

Des travaux relativement récents ont montré que la faculté d’adhésion des cellules phagocytaires est sous le contrôle de tout un ensemble de molécules d’adhésion appartenant à la famille des intégrines

leucocytaires (LeuCAM : « leucocyte cell adhesion molecule ») et notamment des molécules CR3 (ou MAC-1), LFA-1 et Gp 150,95. Comme toutes les intégrines, ces molécules sont des hétérodimères qui

comportent une sous-unité  (variable) et une sous-unité  (commune), associées de façon non covalente ; la sous-unité  appartient à la classe des 2 (CD18. PM=95 KDa) ; les sous-unités  sont respectivement L (CD11a, PM=77KDa) pour la molécule LFA-1, M (CD11b, PM=165 KDa) pour CR3 et X (CD11c, PM=150 KDa) pour Gp 150,95. Parmi les non intégrines, les glycoprotéines appartenant à la superfamille des sélectines telles que Lewis X et les molécules LECAM (« lectin cell adhesion molecule »), semblent également impliquées dans l’adhésion des cellules phagocytaires à divers substrats.

Le ligand de LFA-1 des cellules phagocytaires est la molécule ICAM-1 (« intercellular adhesion molecule ») de la superfamille des immunoglobulines. ICAM-1 est présente à la surface des cellules hématopoïétiques, des cellules épithéliales et des cellules endothéliales qui expriment également ICAM-2, ligand de LFA-1 des lymphocytes.

Les ligands pour CR3 sont le fibrinogène, le facteur X de la coagulation, ICAM-1 et surtout iC3b. Le ligand de Gp 150,95 serait le C3d du complément qui constitue aussi le ligand de CR2 des lymphocytes.

L’importance des molécules d’adhésion dans la défense anti-infectieuse a également été apportée par la démonstration de l’existence, chez l’homme, d’un déficit génétique de l’expression de la sous-unité  des intégrines leucocytaires. Cette maladie autosomique initialement baptisée « syndrome familial du défaut d’adhérence leucocytaire », désignée aussi par L.A.D (« leucocyte adhesion deficiency »), est caractérisée cliniquement par un retard dans la chute du cordon, une polynucléose et des infections graves et récidivantes. Outre le défaut d’adhérence caractéristique, les neutrophiles de ces malades présentent une diminution considérable de leur capacité de réponse chimiotactique, phagocytaire et oxydative à des particules opsonisées, tandis que ces réponses envers des particules non opsonisées ou des stimuli solubles (PMA= phorbol myristate acetate) sont normales voire augmentées. La pratique de greffe de moelle osseuse, a permis d’observer, chez ces patients, que la correction, même partielle, du déficit d’expression de LFA-1 s’accompagne d’une amélioration des fonctions des neutrophiles et d’une diminution de la fréquence des infections.

b) Locomotion

L’extrême mobilité des cellules phagocytaires et leur capacité de développer considérablement leur membrane pour former des voiles cytoplasmiques ou pseudopodes et de quitter la circulation sanguine, leur permet d’accéder très rapidement au site de l’infection. En l’absence de tout stimulus, leurs

déplacements n’ont aucune orientation précise et semblent se produire à probabilité égale dans toutes les directions ; il s’agit dans ce cas d’une migration dite au hasard.

En présence de certains agents tels que le C5a, des peptides d’origine bactérienne (fMet-Leu-Phe) ou des leucotriènes (LTB4), la mobilité des cellules phagocytaires est considérablement accrue et s’opère dans la direction déterminée par la concentration de l’agent stimulant. Cette reconnaissance dite

« chimiotactique » associe les notions de locomotion et d’orientation. Ce chimiotactisme peut être mesuré par la technique dite de la chambre de Boyden ou par la technique de migration sous agarose.

La chambre de Boyden est composée de deux compartiments séparés par une membrane millipore de porosité calibrée.

La suspension cellulaire étant placée dans le compartiment supérieur et le chimio-attractant dans le compartiment inférieur, les neutrophiles migrent à travers les pores du filtre. Après coloration des filtres, la réponse est quantifiée par détermination du nombre de cellules qui ont parcouru une distance donnée dans le filtre ou qui ont traversé le filtre dans un temps donné.

La technique de migration en agarose consiste à placer la suspension cellulaire et l’agent chimio-attractant (ou le contrôle) au sein de puits (2 mm de diamètre) creusés à l’aide d’un emporte-pièce dans un gel d’agarose et situés à une distance donnée (2,5 mm) les uns des autres. Après une période d’incubation, on mesure sous microscopie optique, la distance parcourue par le front de migration cellulaire. Cette méthode permet d’évaluer simultanément le chimiotactisme et la migration au hasard (vers le puit de contrôle). Les cellules peuvent être fixées et colorées après leur migration.

Les facteurs chimiotactiques ou cytotaxines endogènes comprennent essentiellement le C5a et sa forme désarginée, l’activateur du plasminogène, le fibrinopeptide B, le PAF (platelet activating factor), des métabolites de l’acide arachidonique tels que le leucotriène B4 (LTB4) et la famille des cytokines SIS (small induced secreted) récemment caractérisée, et composée d’une série de polypeptides d’un poids moléculaire proche de 18 KDa. Cette famille comprend notamment l’interleukin 8 (IL-8) ou NAP-1 (neutrophile activating peptide), les facteurs GRO (,,), la PBP (« platelet binding protein ou NAP-2»), le PF4 (« platelet factor-4 ») et les protéines MCP-1 (« monocyte chemotactic factor ») et MIP-1 ou  (« macrophage inflammatory protein »).

L’IL-8 diffère des autres facteurs chimiotactiques tels que les fragments du complément et les leucotriènes car elle est sans activité chimiotactique sur les monocytes. En revanche, elle stimule le chimiotactisme des neutrophiles, leur dégranulation et leur explosion oxydative. Par ailleurs, elle augmente l’expression à la membrane des polynucléaires de CD11b/CD18 (CR3) et donc leur adhérence aux cellules endothéliales.

Les cytotaxines exogènes comprennent notamment la caséine, la laminine et les peptides formylés synthétiques analogues à ceux provenant des régions N-terminales des protéines bactériennes tels que le fMet-Leu-Phe.

Les substances qui induisent la formation de cytotaxines sont dites cytotaxinogènes et peuvent être endogènes comme les complexes immuns (activateurs du complément) et certaines protéases (qui transforment directement le C5 en C5a), ou exogènes tels que les endotoxines bactériennes, les particules de zymosan, les venins ou la streptokinase.

Certaines substances exercent un effet inhibiteur sur le chimiotactisme. Ainsi le serum humain normal contient un inactivateur du C5a dont la concentration est très augmentée dans certaines affections comme la maladie de Hodgkin. D’autres inhibiteurs comme le LIF (« leucocyte inhibitory factor ») agiraient directement sur les polynucléaires neutrophiles en bloquant la reconnaissance membrabaire et la transduction du signal, ou sur l’activité motrice cellulaire (NIF, «neutrophile immobilizing factor »). Enfin, les cellules endothéliales activées par l’IL-1 produisent une forme d’IL-8 tronquée dans sa partie N-terminale, le LAI (leucocyte adhesion inhibitor) qui possède des activités anti-inflammatoires et protège ces cellules contre la dégradation par les polynucléaires.

Lors de son déplacement selon le gradient de concentration, le phagocyte revêt l’aspect d’une cellule polarisée avec trois régions distinctes : le front, pseudopodes situés à l’avant de la cellule, constitué d’une mince couche de cytosol en partie gélifiée, riche en microfilament d’actine et dépourvu de granulations ; la région médiane qui comprend le noyau et dont le cytosol est fluide et riche en granules ; et enfin l’uropode, en forme d’arborisation, situé à l’arrière, renfermant des filaments d’actine, des granulations, des mitochondries et parfois un des lobes du noyau. L’acquisition de cette polarité tête-queue s’accompagne de changements de forme lents et ondulatoires.

Dans le polynucléaire au repos l’actine G globulaire est monomérique. En présence de l’attractant, elle se polymérise et forme un réseau tridimensionnel avec des filaments disposés de façon perpendiculaire (actine F filamenteuse). La présence d’une protéine (« actin-binding protein » de 540 KDa) assure l’extensibilité et l’élasticité du réseau. D’autre protéines, la profiline, l’acumentine et la gelsoline régulent la formation du réseau d’actine.

La séquence des événements moléculaires qui conduisent à l’assemblage et au désassemblage de l’actine après la liaison d’un chimio-attractant à son récepteur comporte successivement : l’hydrolyse du phosphatidyl-inositol 4-5-diphosphate (PIP2) en inositol-triphosphate (IP3), la liaison de la profiline et de l’actine et la libération de Ca²⁺ des vésicules intracellulaires, et enfin l’activation des protéines qui coupent et regroupent les filaments d’actine. Cette séquence d’événements conduit à la dissociation de l’actine et facilite l’exocytose des granulations. L’augmentation des PIP et PIP2, par phosphorylation de phosphatidyl-inositol et de PIP, entraîne un déplacement des filaments d’actine vers la membrane cytoplasmique où ils se lient

aux phospho-inositides. Si le taux de Ca²⁺ cytosolique est à son niveau le plus bas dans la cellule au repos, les PIP et PIP2 ne bloquent pas les filaments d’actine. L’actine F est alors utilisable pour l’élongation et la polymérisation de l’actine. Enfin la protéine G serait également impliquée dans le processus qui régule la transduction du signal induit par la liaison du fMet-Leu-Phe à son récepteur. Les microtubules sont constitués de fibres  et  de tubuline. Ils se développent à partir du centriole et irradient vers l’uropode. Ils assurent la forme du polynucléaire et servent d’ancrage aux microfilaments. Le rôle des microtubules dans le déplacement est illustré par l’observation que les inhibiteurs de la polymérisation de la tubuline tels que la colchicine et la vinblastine diminuent la migration dirigée des cellules.

c) Phagocytose

Le processus de phagocytose comporte classiquement 3 étapes : l’adhésion, l’ingestion et la digestion.

L’adhésion :

L’adhésion du phagocyte à la particule (inerte ou vivante) résulte de l’intervention de facteurs extracellulaires, de facteurs cellulaires et facteurs liés au substrat.

Les facteurs extracellulaires : le pH (voisin de 7), la température (37°c), la présence de cations divalents (Ca²⁺ et Mg²⁺), d’albumine et surtout les opsonines du sérum (IgG, C3b et iC3b) sont les conditions optimales de la phagocytose. En effet, ces opsonines en se liant à la bactérie et à leurs récepteurs respectifs sur les cellules phagocytaires créent un pont qui renforce la cohésion de l’attachement entre le phagocyte et la bactérie (phénomène d’opsonisation). Cependant il existe des différences importantes dans l’effet des diverses opsonines sur la phagocytose et selon les micro- organismes. Ainsi, alors que les micro-organismes recouverts d’IgG peuvent être phagocytés sans l’activation du complément, les IgM ne permettent la phagocytose qu’en présence du facteur C3b du complément. De même, les particules recouvertes de C3b ou de iC3b ne sont englobées que si un autre récepteur est activé. De plus il existe une synergie entre le fragment C3b et les IgG : la présence de C3b diminuant de façon importante la quantité d’IgG nécessaire à l’ingestion de la particule.

Les facteurs cellulaires : la membrane plasmique joue un rôle majeur dans l’adhésion de la cellule phagocytaire aux substrats, et ceci tant par ses propriétés physico-chimiques que par ses récepteurs.

En effet, la mesure de l’hydrophobicité relative des substrats et des cellules phagocytaires montre que les neutrophiles et les macrophages ne phagocytent que les substrats dont la surface est plus hydrophobe que la leur ; les facteurs qui augmentent l’hydrophilie de la membrane tels que le facteur de Hageman, l’héparine et le MIF (« macrophage inhibiting factor ») favorisent la phagocytose ; à l’inverse, les mitogènes comme la PHA et la Con A diminuent la capacité de phagocytose en augmentant l’hydrophobicité de la membrane.

Les facteurs d’adhésion liés au substrat : Ce sont principalement les caractéristiques de surface et notamment l’hydrophobicité qui interviennent. Ainsi, l’effet favorisant des opsonines sur la phagocytose peut également être dû au fait que les opsonines en se fixant sur les bactéries accroissent leur hydrophobicité. L’étude de certaines bactéries douées de propriétés anti-phagocytaires a révélé que cette inhibition est liée à des molécules de la paroi bactérienne et notamment le polysaccharide capsulaire de type III du pneumocoque, le hyaluronate capsulaire et la protéine M sous-capsulaire pour le streptocoque du groupe A. Outre ces constituants capsulaires, la protéine A qui a la propriété de se fixer au Fc est aussi anti-phagocytaire. Enfin, on peut mentionner une glycoprotéine 1A présente dans le sérum de sujets polytraumatisés et la protéine liant le mannose qui exercent également un effet inhibiteur de l’adhésion Ingestion ou internalisation du substrat :

Griffin et coll., partant des travaux sur la phagocytose de globules rouges hétérologues sensibilisés par des anticorps, ou « phagocytose immunitaire », proposent un mécanisme de phagocytose qui tient compte des données actuellement disponibles. Sachant que les effets des signaux qui déclenchent l’internalisation d’un substrat ne sont pas transmis à l’ensemble de la membrane plasmique de la cellule phagocytaire mais restent limités au segment de membrane immédiatement adjacent à ce substrat, ces auteurs ont proposé que la phagocytose immunitaire s’effectue selon le mécanisme de la fermeture éclair (« zipper mechanism »).

Dans la majorité des cas, le devenir du substrat est l’inactivation ou la lyse secondaire au déversement du contenu des lysosomes qui ont fusionné avec les phagosomes et à l’effet des puissants oxydants générés