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Dépôt Institutionnel de l’Université libre de Bruxelles / Université libre de Bruxelles Institutional Repository

Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:

Tasiaux, N. (1977). Rôle de l'idiotypie dans la régulation du système immunitaire (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté des sciences, Bruxelles.

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UNIVERSITÉ LIBRE DE BRUXELLES Faculté des Sciences

Laboratoire de Physiologie Animale

ROLE DE L’IDIOTYPIE DANS

LA REGULATION DU SYSTEME IMMUNITAIRE

Thèse présentée

en vue de l'obtention du grade légal de Docteur en Sciences Zoologiques.

Année Académique 1976 - 1977

NICOLE TASIAUX

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TABLE DES MATIERES

RESUME

INTRODUCTION

1. Polymorphisme des régions constantes... 2

1.1 Classes et sous-classes... 2

1.2 Allotypes...3

2. Polymorphisme des régions variables...3

2.1 Marqueurs allotypiques du groupe a chez le lapin..3

2.1.1 Phénomène de Todd... ....4

2.1.2 "Deux gènes-une chaîne polypeptidique"...5

2.2 Variantes allotypiques... 12

2.3 Nouveaux allotypes du groupe a ... ..15

2.4 Allotypes des groupes x et y ... l8 2.5 Structure primaire des régions variables... l8 2.5>1 Zones hypervariables... ...l8 2.5»2 Relations entre zones hypervariables et site actif... 19

2.5«3 Sous-groupes... 20

2.6 Notion d'Idiotypie ...21

2.6.1 Localisation des déterminants idiotypiques22 2.6.2 Transmission héréditaire des spécificités idiotypiques...26

3. Origine de la diversité des anticorps... ...30

3.1 Théories Germinatives... .30

3.2 Théories Somatiques... ...31

3*3 Explication de l'Idiotypie... ...32

MATERIEL ET METHODES ... 34

RESULTATS EXPERIMENTAUX

— — — — — ————— — ————— ^

1 Partie; Partage de spécificités idiotypiques entre differente populations d'anticorps synthétisés par un lapin en réponse à un antigène donné,le virus de la mosaïque du tabac (TMV).

1. Hétérogénéité des anticorps anti-TMV... ... ..51

2. Sérums anti-idiotypiques... ...52

2.1 Immunisations anti-idiotypiques...52

2.2 Vérification de la spécificité des sérums anti-idiotypiques... 55

2.2.1 Immunodiffusion. ... 55

2.2.2 Hémagglutination... 55

2.2.3 Dosage radioimmunologique... ... 56

3. Fractionnement des anticorps anti-TMV 1668... 60

3.1 Fractionnement des anticorps anti-TMV 1668 par électro­ phorèse sur couche mince de Séphadex...61

3.2 Dosage radioimmunologique des fractions... 63

3.3 Comparaison par immunodiffusion des spécificités idio­ typiques des fractions...6A- 3.^ Séparation des anticorps 1668 en vingt quatre fractions 4. Affinité des anticorps anti-TMV des différentes fractions...66

5. Comparaison des spécificités idiotypiques des anticorps 1668 d'allotypes a, et a, ...6?

J- 5 5.1 Séparation des anticorps d'allotypes a^ et a^ à à partir du sérum 1668... ...68

5.2 Détermination des spécificités idiotypiques des molécules a^ et a^ ...68

2 ©in©Partie: Apparition d'un auto-anti-idiotype au cours de la réponse immunitaire; son rôle possible dans les mécanismes de régulation de la réponse. 1. Etude au niveau cellulaire... ...72

1.1 Isolement des leucocytes du sang périphérique 72

1.2 Evolution du nombre de cellules du sang périphérique

portant des récepteurs anti-idiotypiques...72

1.2.1 Incubation des cellules avec les anticorps idiotypiques fluorescents à la température de 37°C...73

1.2.2 Incubation des cellules avec les anticorps idiotypiques fluorescents à la température de 20“C...7^

1.3 Evolution du nombre de cellules du sang périphérique portant des récepteurs idiotypiques... ... .76

1.3«1 Sérums anti-idiotypiques... ...76

1.3*2 Spécificité des sérums anti-idiotypiques..76

1.3.3 Détection du nombre de cellules fixant les anticorps idiotypiques fluorescents... .. .78

1.^ Comparaison de l'évolution du nombre de cellules idiotypiques et anti-idiotypiques... ...79

2. Etude au niveau humoral...79

2.1 Concentration en anticorps spécifiques...79

2.2 Affinité des anticorps anti-TMV... ...80

2.3 Comparaison entre l'évolution de la concentration en anticorps spécifiques et celle de l'affinité...81

2.4 Spécificités idiotypiques des anticorps anti-TIW...82

% ^eme interaction entre des cellules portant des récept­ eurs idiotypiques et des cellules précurseurs de cellules productrices d'anticorps 1. Schéma expérimental des transferts cellulaires...85

2. Evolution de la concentration en anticorps spécifiques synthétisés par les lapins receveurs irradiés...87

3* Classe des anticorps synthétisés par les lapins receveurs irradiés...87

4. Allotype des immunoglobulines synthétisées par les lapins receveurs irradiés...89

4él Expérience de transfert I... ... 90

4,2 Expérience de transfert II.*94 5. Spécificités idiotypiques des immunoglobulines synthétisées par les lapins receveurs irradiés,,...96

9.1 Sérums anti-idiotypiques... ... ... 96

5.2 Expérience de transfert I ...97

5.3 Expérience de transfert II ... 100

5.4 Expérience de transfert IV ...101

6. Synthèse par les lapins irradiés de molécules d'anticorps "hybrides"...102

7. En résumé... .108

DISCÜSSIO N... IO9 1. Différentes sous-populations d'anticorps, synthétisés contre un antigène donné par un même animal, peuvent présenter des idiotypes semblables...109

2. Quelles sont les interprétations possibles de ces résultats?... II3 2.1 Théorie des épisomes... .115

2.2 Diversification somatique d'un clone lymphocytaire ...116

2.3 Partage d'une même chaîne polypeptidique(H ou L).117 2.4 Hypothèse d'une sélection idiotypique.II8 2.5 Arguments en faveur d'une hétérogénéité de sous-groupe ... .125

3. Apparition d'anticorps anti-idiotypiques autogènes au cours de la réponse immunitaire... 127

4. Quel pourrait être le rôle des cellules à récepteurs anti- idiotypiques dans la réponse immunitaire?,,...13I 5. Des cellules lymphoïdes allogéniques, transférées à des lapins irradiés, peuvent influencer leur réponse immunitaire... I36 5.1 Les cellules productrices d'anticorps anti-TMV sont, chez les lapins irradiés, originaires de l'hôte,.138 5.2 Les lapins receveurs synthétisent des molécules d'immunoglobulines présentant simultanément des marqueurs génétiques du donneur et du receveur...142

6. Deux hypothèses peuvent être envisagées pour expliquer la synthèse de molécules d'immunoglobulines "hybrides"....144

6.1 Transfert d'information... l44 6.2 Sélection idiotypique... ...14^

7. Arguments apportés par la littérature en faveur du rôle régulateur de l'idiotypie dans les mécanismes de 1'.

réponse immunitaire... l4?

8. Conclusions générales... .131

RESUME DES RESULTATS EXPERIMENTAUX I. Des lapins immunisés contre le virus de la Mosaïque du Tabac (TMV)

synthétisent des anticorps hétérogènes.

Nous avons constaté que bien que présentant des affinités différentes pour 1'antigène et des pH isoélectriques distincts, les anticorps anti-TMV composant une population hétérogène sont caractérisés par des spécificités idiotypiques semblables.

Ces résultats montrent que, au moins dans certains cas, les anticorps produits par un individu en réponse à un stimulus antigénique donné ne sont pas seulement des immunoglobulines qui ont une affinité suf­

fisante pour l'antigène mais en outre qu'il existe une relation entre les produits des différents clones activés par l'antigène.

Le partage de spécificité idiotypique peut être interprété de plus­

ieurs manières ; il pourrait entre autre résulter d'un mécanisme de sélection idiotypique déréprimant sélectivement les clones de lympho­

cytes dont les récepteurs présentent des idiotypes similaires.

Dans ce cas, les anticorps synthétisés au cours d'une réponse immuni­

taire ne seraient pas recrutés uniquement en fonction de leur spéci­

ficité et de leur affinité mais également par le biais d' un système de régulation idiotypique,

II, Il a récemment été montré qu'un animal à qui l'on injecte ses propres anticorps est capable de produire des anticorps anti-idiotypiques autogènes, les deux synthèses s'effectuant à des moments différents de la réponse immunitaire.

En étudiant une réponse normale, suscitée chez un lapin par une injec­

tion de TMV, il apparait qu'avant l'immunisation près de 1% des lymphocytes du sang périphérique du lapin portent des récepteurs de nature anti-idiotypique (auto-anti-idiotype); lorsque l'animal est réimmunisé, il y a une chute brutale du nombre de ces cellules.

En comparant ces résultats avec les résultats obtenus au niveau des anticorps humoraux, nous avons constaté que le pourcentage de cellules anti-idiotypiques est le plus élevé au moment où l'affinité relative moyenne des anticorps est très basse, avant l'immunisation.

C'est immédiatement après l'injection de TMV, lorsque la concentra­

tion en anticorps et l'affinité augmentent, que la chute du nombre de

lymphocytes anti-idiotypiques a été observée.Lorsque la concentration et l'affinité moyenne diminuent,ces lymphocytes sont réapparus.

L'apparition de cellules anti-idiotypiques peut être interprétée en tant que mécanisme possible intervenant dans la régulation du système immunitaire: en effet, la chute d'affinité survenant en fin de

réponse est probablement due à une inactivation réversible des cellules de mémoire de haute affinité,car la réinjection de l'antigène provo­

que d'emblée la synthèse d'anticorps de haute affinité.

Elle pourrait dès lors être expliquée par l'activation de cellules inhibitrices dont les récepteurs reconnaissent l'idiotype des récept­

eurs de cellules activées par l'antigène.

L'apparition de cellules à activité anti-idiotypique serait dans ce cas un mécanisme rétroinhibiteul* normal de la réponse immunitaire.

III. Nous avons cherché à mettre en évidence l'intervention des idiotypes dans la régulation du système immunitaire en réalisant des transferts de cellules lymphoïdes provenant de lapins hyperimmunisés contre le TMV à des lapins irradiés aux rayons X, donneurs et receveurs se différentiant par des spécificités allotypiques et idiotypiques dif­

férentes.

La disparition du potentiel immunitai>e consécutive à l'irradiation peut être restaurée chez des lapins irradiés par l'injection de cellules lymphoïdes provenant d'animaux donneurs, immunisés ou non.

Il apparait que les lapins irradiés synthétisent,après le transfert cellulaire et stimulation antigénique, des anticorps anti-TMV caracté­

risés par l'allotype du receveur mais l'idiotype des anticorps synthé­

tisés par le donneur au moment du transfert.

Il semble donc que le développement des nouvelles cellules B apparai­

ssant dans le système immunitaire de l'animal irradié soit influencé par les cellules de mémoire du donneur, caractérisées par Un idiotype donné.

Ces cellules de mémoire "recruteraient",parmi les cellules B,celles dont les récepteurs présentent des idiotypes cross-réactifs des idiotypes spécifiques des cellules de mémoire injectées.

INTRODUCTION

PréeenteB chez tous vertébrés, les immunoglobulines sont res­

ponsables de la protection de l'organisme contre l'intrusion de substances étrangères, tels les virus et les bactéries.

Cette capacité de répondre à l'imprévisible implique l'existence d'un immense répertoire d'immunoglobulines différentes : chaque individu peut synthétiser des anticorps spécifiques capables de reconnaître toute substance antigénique, aussi bien des substances chimiques nouvellement synthétisées qu'il n'est normalement jamais censé devoir rencontrer, que des substances présentes dans son en­

vironnement naturel.

Chaque chaîne polypeptidique d'immunoglobuline légère (L) ou lourde (H),comprend une région constante C. terminale (région C) et une région variable N. terminale (région V).

Alors que les régions C ont pour rSle des fonctions physiologi­

ques générales comme le passage des anticorps à travers la barriè­

re placentaire et la fixation du complément, les régions V sont responsables du site de reconnaissance spécifique d'un antigène donné.

Bien que les immunoglobulines présentent toutes la même structu­

re de base, elles constituent un système infiniment polymorphique elles présentent des variations de structure qui leur confèrent des spécificités et des fonctions différentes.

O

2

1. POLYMORPHISME DES REGIONS CONSTANTES

Le polymorphisme des régions constantes des chaînes d'immunoglo­

bulines est sans doute le plus restreint et représente en grande partie un polymorphisme fonctionnel.

Les variations de structure entre différentes régions C peuvent résulter de l'existence dans le génome de l'individu de gènes multi­

ples correspondant à des loci différents (polymorphisme non alléli­

que) ou résulter de l'existence de multiples formes de gènes corres­

pondant à un même locus (polymorphisme allélique).

La séparation des molécules d 'itamunoglobulines en classes et sous-classes est basée sur un polymorphisme non allélique, alors que la diversification au sein d'une classe ou d'une sous-classe est due à un polymorphisme allélique et est représentée par la présence des déterminants allotypiques.

1.1. Classes et sous-classes

Cinq classes principales d'immunoglobulines (IgG, IgM, IgA, IgD et IgE) se différencient par la structure primaire de la région constante de leur chaîne lourde. Les chaînes lourdes peuvent être de type o<» i et t , chacune de ces chaînes pouvant s'associer aux 2 types de chaîne L , K et X . Ces différentes classes ont des propriétés physicochimiques et des fonctions physiologiques qui leur sont particulières. Elles peuvent elles-mêmes être subdivisées en sous-classes présentant des propriétés antigéniques particulières tout en partageant les mêmes propriétés physicochiraiques.

Les séquences caractéristiques d'une classe ou d'une sous-classe donnée sont les marqueurs isotypiques. Localisés au niveau des régions constantes et communs à tous les individus d'une même espèce animale, ces marqueurs génétiques correspondent à l'ex­

pression de différents cistrons non allèles.

- 3 -

1.2. Allotypes

La découverte de l'ollotypie est due à Oudin qui en 1956 obser­

va que des anticorps de lapins pouvaient être iramunogèniques pour d'autres animaux de la même espèce.

Les différences génétiques apparaissant entre des immunoglobu­

lines synthétisées par des individus appartenant à la même espèce animale sont dues à la présence des déterminants alloty­

piques.

Les déterminants allotypiques sont des déterminants antigèni­

ques des molécules d'immunoglobulines, spécifiques d'un groupe d'individus au sein d'une espèce animale ; ils sont transmis héréditairement suivant les lois de Mendel.

Plusieurs groupes d'allot^/pes ont été identifiés chez le lapin (groupes a, b, c, d, e, f, ...), les allotypes au sein de chaque groupe correspondant à l'expression de plusieurs allèles diffé­

rents du même locus.

La plupart des allotypes sont localisés au niveau des parties constantes (C„ et C,. ) des molécules d'immunoglobulines, excep- tion faite pour les allotypes du groupe a qui caractérisent la région variable de la chaîne lourde (V ).

n

2. POLYMORPHISME DSS REGIONS VARIABLES

2.1. Les marqueurs allotypiques du groupe a chez le lapin

Parmi tous les vertébrés, le lapin est le seul animal où l'on ai trouvé, en plus des spécificités allotypiques de la région Cj., des allotypes présents dans la région variable (V^,) de la chaîne lourde d'immunoglobuline.

La localisation des allotypes du groupe a sur la partie varia­

ble a été déterm.inée par différents travaux qui ont permis de

■- 4

montrer leur association à la région Fd. (Cette région compor­

te la partie terminale de la chaîne H obtenue après diges­

tion des molécules d'immunoglobulines à la papaïne) Stemke 1964 - Kelus et al I96I.

Récemment, Mole (1975) s localisé les déterminants allotypiques des allotypes du groupe a à la partie variable du fragment Fd.

Dès ses premières observations, Oudin avait décrit l'existence de trois allèles (a^, a^ et a^) pour le locus a. La comparai­

son des séquences d'acides aminés des régions d'immunoglo­

bulines de différents allotypes du mroupe a , a d'autre part montré que ces allèles différent par plusieurs résidus situés au niveau des seize positions N terminales. Cet endroit de la région correspond à des régions relativement invariantes de la partie variable qui forment la charpente ou "framev;ork" de cette région (Koshland et al I968, Jaton et Haimovich 1974, Jaton 1975).

L'association des allotypes du groupe a à la région variable des chaînes lourdes a permis de les considérer en tant que marqueurs génétiques d<= cette région et d'étudier ainsi les relations génétiques entre les régions C„ et V .

n H

2.1.1. Le -nhénomène de Todd

En 1965, Todd observa la présence simultanée des mêmes allo­

types du frroupe a sur des molécules d'immunoglobulines appar­

tenant rè la classe des IgG et à la classe des IgM.

Cette observation fut ensuite étendue aux IgA (Feinstein I963) et aux anticorps homocytotropes, analogues des IgE chez le lapin (Kindt et Todd 1969).

Cette présence d'un même marqueur de la région variable (V^^) sur des chaînes lourdes correspondant à des classes différen­

tes d'immunoglobulines créait un énorme paradoxe génétique :

- 5 -

Comment les marqueurs allotypiques du (groupe a, qui sont l'expression d'un polymorphisme allélique intraspécifique, peuvent-ils être associés à des régions C différentes (C^ , C^, C C5( , C£) résultant d'un polymorphisme non allélique

apparu par duplications au cours de l'évolution bien avant la différenciation intraspécifique responsable du phénomène de l'allotypie chez le lapin ?

L'hypothèse émise par Dreyer et Benett (I965) a apporté une solution à ce paradoxe.

2.1.2. "2 gènes - 1 chaîne polygeptidique"

Selon cette hypothèse, chaque chaîne polypeptidique des mo­

lécules d'immunoglobuline serait sous le contrôle de deux gènes distincts, un gène codant pour la partie variable et l'autre pour la partie constante.

Ces gènes (ou leurs produits) seraient unis à une des étapes de la synthèse des protéines pour donner naissance à une seu le chaîne polypeptidique.

La synthèse d'une molécule d'immunoglobuline mettrait donc en jeu au moins k gènes : 2 gènes pour la chaîne lourde (un gène et un gène C,^) et d'une manière semblable 2 gènes

(V et C,. ) pour la chaîne légère.

L i-»

Les mêmes gènes C^^, et pourraient régir la synthèse d'immunoglobulines de classes différentes, synthèse qui ne se distinguerait que par l'intervention d'un gène C^^ parti­

culier à chacune des classes (gènes , C^, C ïX, C é_, C )

Certaines indications permettent de penser qu'un tel type d'association entre une partie V et une partie C se ferait au niveau du DMA.

- 6 -

Plusieurs modèles ont été proposés, faisant intervenir diffé­

rents mécanismes assurant la jonction entre un gène V et un gène C :

Mo^èl^e_d£ £md.thi£S (1970)

Le modèle de Smithies (Fig. 1) propose que les différents gè­

nes codant pour la partie variable (gènes V) et les différents gènes codant pour la partie constante (gènes C) soient dispo­

sés en parallèle.

Un tel modèle a l'avantage de ne susciter aucun problème de translocation de gènes ; par contre, il nécessite l'interven­

tion de mécanismes de réplication et de transcription fort particuliers.

Diagranimatic représentation of the eliromosomal arrangement of the genes for Ig lieavy chains proposecl by Smithies (1970). V» genes are in the right iietwoik; Cu genes are in tlie left network.

FIGURE 1

Mo^èl^e£ ^e_t£a£slo£a_ti£n (Gally et Edelman 1970)

Les modèles de translocation supposent un arrangement linéaire des gènes sur le chromosome, les gènes V étant séparés des gènes C.

A l'inverse du modèle de Smithies, qui permet que différents gènes V puissent être associés à un même gène C sans qu'il y ait de "déplacement" de l'un vers l'autre, les modèles de

- 7 -

translocation impliquent l'élaboration de mécanismes de jonc­

tion entre un gène V et un gène C, permettant la formation de cistrons fonctionnels.

Les deux mécanismes proposés sont ;

. une délétion de la séquence de DNA intermédiaire entre deux gènes V et C donnés (Fig.2a) ;

. l'excision et la réinsertion d'un épisome permettant à un gène V de s'intégrer dans le génome à côté d'un certain gène C (Fig.2b).

L'intégration de ce segment de DNA codant pour la partie va­

riable pourrait se faire par un mécanisme semblable à celui de la lysogénie virale observée dans les systèmes bactériens.

A

FIGURE 2

- 8 .

Un des avantages des modèles de translocation est représenté par le fait que le génome d'un individu ne doit pas contenir un "pool” séparé de régions V pour chaque chaîne polypeptidique qu'il est capable de synthétiser, mais qu'un meme groupe de gènes V puisse être utilisé pour toutes les classes d'immuno­

globulines,

Inversément, un organisme qui, au début de la réponse immuni­

taire, synthétise des anticorps d'une classe particulière d'immunoglobulines serait capable de synthétiser par après des anticorps de même spécificité pour l'antigène mais d'une autre classe d'immunoglobulines.

Un gène unique coderait successivement la région variable des chaînes jjl et la région variable des chaînes g’ . Ce gène pourrait s'associer d'abord au gène codant la région constan­

te des chaînes^ , puis au gène codant la région constante des chaînes ^ .

Un tel mécanisme serait compatible avec le fait qu'une même cellule peut synthétiser successivement des molécules d'IgM puis des molécules d'IgG au cours de la réponse immunitaire.

Nossal(l964) a en effet montré que des cellules produisaient simultanément des anticorps IgG puis des anticorps IgM.

Plus récemment Pernis (1971) a observé par des techniques d'immunofluorescence que, alors que toutes les cellules où l'on détectait des IgM dans le cytoplasme présentaient ces mêmes molécules comme récepteurs de menbrane, 15 % des cellu­

les contenant des IgG portaient des IgM à leur surface.

Chez les lapins hétérozygotes, l'allotype du locus 6 des immu­

noglobulines de surface coïncidait avec l'allotype des immuno­

globulines internes.

Ces travaux ont mis en évidence le passage de certaines cellu­

les de la synthèse d'IgM à la synthèse d'IgG tout en conser­

vant la même région variable.

Les résultats obtenus par Wang (1970) en étudiant les immuno­

globulines IgG et IgM produites par un patient atteint de myélome multiple indiquent que ces deux classes d'immunoglo­

bulines partagent les mêmes déterminants idiotypiques (tout

- 9 -

comme les marqueurs allotypiques du groupe a chez le lapin, les déterminants idiotypiques sont des marqueurs génétiques de la région variable de la chaîne d'immunoglobuline).

De même, Oudin et Michel (I969) ont montré que les détermi­

nants idiotypiques trouvés sur des molécules d'IgM au début de la réponse immunitaire de certains lapins apparaissaient également plus tard sur des molécules d'IgG.

Plus récemment, Bordenave (197^) confirma ce partage de dé­

terminants idiotypiques entre des molécules d'IgG et des mo­

lécules d'IgM par son étude des anticorps anti "Salmonella abortus equi".

Dreyer et Benett ont supposé que les régions V et les régions C étaient codées par des gènes distincts, séparés les uns des autres sur le meme chromosome. Il paraît en effet impossible que ces gènes soient disposés en alternance de gènes V et de gènes C, un même gène C pouvant être associé à des gènes dif­

férents , V^, V^.... .

Dans ce cas, il faudrait imaginer un m.écanisme de mutations sélectives,assurant la variabilité des gènes V tout en pré­

servant le caractère constant des gènes C, et cela en un même locus (*) du chromosome.

L'étude d'IgO provenant de lapins hétérozygotes pour les mar­

queurs allotypiques du groupe a (région V.,) et du groupe e régi on a. montré que la plupart des immunoglobulines por­

taient les marqueurs allotypiques a et e provenant du même haplotype parental. Si, par exemple, les allotypes et e^^

étaient transmis par un des parents et les allotypes a^ et e^^

par l'autre, la majorité des molécules du sérum avaient des chaînes H d'allotypes a^ “^2.5 ~^l4 (Danducci - Tosi 1970).

La même conclusion a été obtenue par Kindt et al (1970) pour les marqueurs allotypiques des groupes a et d.

(*) Comme beaucoup d'immunologistes nous considérons ici le locus en tant que segment de DNA comprenant un nombre limité mais indéterminé de bases nucléotidiques.

10

Ces résultats inddqu^nt donc que le ’^ajorrité des chaînes sont synthétisées à pantir d<= gènes “t Cp situés sur le '"éiie chro'-’osone (interaction "cis") plutôt que sur des ch''0’noso”ies hon-ologues (interaction ''trans”).

Cependant des reco-’;binaisons ont été observées entre les

"orqueuns, allotypiques ■^u rroupe a et des groupes d et e.

I.a Préquence de ces l'ecomb''raisons entre des allotypes des

’-'égions Vp et Cp vanie e’e 0,5 à 1 (Mage et al 1971 - Kindt et Handy 1972 - Pernis et al 1973)-

Ces ■fréquences sont co'patibles avec l'idée que Vp et Cp soient codés par des gènes liés d'un point de vue génétique tout en étant éloignés l'un de l'autre sur le ne-.e chrono- E on e.

Mais ce n'est que réce^’-nent que l'on a obtenu des preuves directes de l'indépendance "physique" des gènes V et C.

(l) L'étude de l'idiotypie des anticorps de souris appartenant à la limée A/J a s de ':ettre en évidence deux idioty­

pes distincts, l'idiotype APS qui est associé eux anticorps anti-azophénylarsonate produits par toutes les souris de cett'’ liené» et l'idio + ype A5A associé aux anti corps f;nti- streptocoque produi ts -par- la ■■ie’''e li gné'^'.

Il ''^XT'ressi on de cee doux idiotyeoc- ort liée à l'expression d'un '’llofype de la régi on constante de cette lignée, l'al- lotype Ig-1 ; en effet, des souris BALB/c dont l'allotype P de la -région Cp est n'exprinent ja-'ais aucun ce ces deux -idiotypes.

Cependant, une souris obtenue par "back-cross" entre des souris A/J et des souris BA.LB/c exprimait l'idiotype A5A en association avec l'allotype de la lignée BALB/c.

-11-

L'existence d’un tel recombinant indique clairement qu'il y a eu un crossing-over entre certains gènes des régions V et C.

Sur base de ces résultats, les chromosomes des souris BALB/c,

a/j et du recombinant peuvent être représentés comme suit:

Idiotypes Allotypes A/J A5A'" ARS'" Ig-1"

BALB/c A5A“ ARS“ Ig-1^

Recombinant A5A‘^ ARS" Ig-l"

(Eichmann et Nisonoff 1975) Ces résultats sont incompatibles avec un modèle suivant lequel un seul gène (VC) serait responsable de la structure d’une molécule d’immunoglobuline.

En effet, dans ce cas, ainsi que l'illustre le schéma ci- dessous, la plupart des crossing-over interchromatidiens placeraient sur un même chromosome les gènes responsables des allotypes Ig-1 et Ig-1 •

A/J V-e V_e V^e ... Ve

' 12 3 n

BALB/c V’a V'a V’a ... V’a

12 3 n

(2) D’autre part, Tonegawa (1976) a montré que les gènes V et C étaient situés sur des fragments séparés de DNA.

Il a clivé du DNA de haut poids moléculaire (obtenu à partir d’embryons de souris) au moyen d’enzymes de restriction qui reconnaissent et coupent le DNA à des sites spécifiques ca­

ractérisés par des séquences définies de bases nucléotidiques (en général palindromiques).

L’hybridation des différents fragments, séparés par électro­

phorèse sur gel d’agarose, avec du m RNA de chaîne L totale ou partielle (contenant par ex. uniquement la séquence de la région C) a permis de mettre en évidence deux petits

- 12

fra{TmentE de DNA contenant notamment des séquences de régions V, ainsi qu'un troisième fragment plus important contenant la

séquence d'une région C.

2.2. Les variantes allotypiques

Lors des premiers travaux sur l'allotypie des immunoglobulines de lapin, il avait été observé que des sérums anti-allotypiques réagissaient avec les sérums allotypiques correspondants en donnant en gel d'agar des doubles lignes de précipitation (Oudin i960 - Dray I963).

La présence de deux zones distinctes de précipitation indique que, dans les sérums allotypiques, coexistaient plusieurs espè­

ces moléculaires différant par quelques éléments de structure.

Ces sous-populations observées pour des IgG d'allotypes a^ et a^ furent désignées a^' et a^" ainsi que a^' et a^".

En 1971, Kakinuma. montra que chacune des deux sous-populations a'2 et a"2 représentait ^0 à 60 % du total des molécules

d'IgG a.2 d'un lapin homozygote pour cet allotype.

Les travaux de Kindt et Todd (1973) sont en accord avec l'exis­

tence de plusieurs sous-populations différentes de molécules d'allotype a ; des anticorps homogènes ne présentent en effet qu'une partie des déterminants allotypiques de la série a trou­

vés sur des IgG "normales" ; par exemple, des anticorps a^

d'hétérogénéité restreinte n'inhibent que partiellement la fixa­

tion d'IgG a3 "normales" sur un sérum anti-allotype a^.

La mise en évidence de sous-populations ou "variantes" au sein des marqueurs allotypiques de la série a est due aux travaux récents de Cazenave et Brézin (1975) et de Horng, Knight et Dray (1976).

Cazenave et Brézin ont mis en évidence une réaction croisée en­

tre des IgG portant des marqueurs allotypiques a^ et des IgG a^.

-13-

Certains sérums anti-a^,préparés chez des lapins homozygotes pour l'allotype précipitaient des polymères solubles d'IgG a^.

Les anticorps du sérum anti-a^ qui participaient à la réaction croisée ont été isolés sur immunoadsorbant et testés par pré­

cipitation en milieu solide avec des IgG a^ et les polymères solubles d'IgG a^;

Les polymères solubles d'IgG a^ donnaient quatre zones de pré­

cipitation, indiquant ainsi la présence de quatre variantes, immunochimiquement différentes , d'IgG a^.

Ces quatre variantes de la spécificité a^ ne représentaient qu'une partie des variantes des IgG a^, puisque 33% seulement des IgG a, étaient reconnues par les anticorps anti-a, ;

J- 3

il existait donc au moins une cinquième variante d'IgG a^, variante ne présentant pas de réaction croisée avec le sérum anti-a^ utilisé.

Un autre sérum anti-a^, également préparé chez des lapins homozygotes a^^ précipitait 48 % des immunoglobulines a^ , indiquant la présence d'une cinquième variante non reconnue par le premier sérum anti a^«

L'ensemble de ces résultats a conduit à dénombrer au moins six variantes de la spécificité a^, la sixième variante n'étant reconnue par aucun des deux sérums anti-a^ étudiés.

Les travaux de Horng ont permis l'identification de trois variantes allotypiques pour le même allotype a^.

Par immunoadsorption séquentielle sur deux populations d'anti­

corps d'hétérogénéité restreinte et de spécificités différentes (toutes deux synthétisées par le même lapin), ils ont fraction­

né un sérum anti-a^ en quatre sous-populations différentes.

Ces sous-populations reconnaissaient soit les déterminants a^

des anticorps des deux spécificités(pop. 1), de l'une ou de l'autre (pop, 2 et 3), ou encore ne reconnaissaient les déterminants a^ d'aucune des deux spécificités (pop,4).

- Ik ~

La 60uB-population (1) réagissait avec 100 % des molécules a^

isolées à partir de sérums d'autres lapins, elle reconnaissait donc des déterminants a^ communs à toutes les molécules d'IgC

®1*

Chacune des trois autres sous-populations (2, 3 et 4) ne réa­

gissait qu'avec une fraction des molécules d'IgG a^, la somme des pourcentages des IgG a^ reconnus par les trois sous-popu­

lations étant approximativement égale à 100.

Elles reconnaissaient donc des déterminants différents des mo­

lécules d'IgG a^.

D'après ces résultats, les molécules d'IgG a^ peuvent être sé­

parées en trois variantes distinctes, chacune possédant des déterminants propres et un ou plusieurs déterminants communs, reconnus par la sous-population (l).

Les motifs allotypiques de la série a^ seraient donc composés de nombreux déterminants antigéniques ; certains d'entre eux, communs à toutes les variantes seraient responsables de leur appartenance aux marqueurs allotypiques du groupe a, et plus particulièrement de l'allèle a^, tandis que d'autres seraient spécifiques de chaque variante.

Nous pouvons donc représenter le locus de la manière sui­

vante :

Aa Aa' Aa" Aa'" Aa""

où A serait le déterminant majeur, commun à toutes les variantes et a, a', a" ... seraient les déterminants spécifiques de chaque variante.

- 15 ~

La découverte des variantes allotypiques implique l'existence dans le génome du lapin d'un nombre minimal de gènes V dupliqués qui devraient être considérés en tant que gènes de la lignée germinative, aussi bien par les théories somatiques que par les théories germinatives.

2.5. Nouveaux allotypes du groupe a

En i960, Oudin mit en évidence, sur les immunoglobulines pro­

duites par deux lapins différents, l'absence totale de spécifi­

cités allotypiques de la série a. On pouvait donc supposer l'existence d'une quatrième spécificité allotypique faisant partie de cette série.(Oudin I960 a. b. c.)

Plus récemment, Cazenave (197^) a trouvé chez un lapin sauvage (Oryctolagus Cuniculus) le même phénotype a(l” 2” 3"").

Il a montré que ce lapin présentait une spécificité allotypique nouvelle, appelée A 100.

De nombreuses observations ont permis de penser que la spécifi­

cité allotypique A 100 est le produit d'un allèle du locus a, régissant déjà les allotypes a^, a^, a^ :

- L'absence de toute autre spécificité allotypique de la série a chez le lapin où la spécificité A 100 avait été trouvée.

- Tous les lapins étudiés ne possédaient qu'un autre allèle de la série a en plus de A 100.

- Les déterminants responsables de la spécificité A 100 étaient présents sur des IgG et sur des IgM, ils étaient localisés sur la chaîne H et les fragments Fab des molécules.

- Les différences quantitatives en IgG A 100, trouvées chez des lapins sauvages étaient en accord avec l'existence de lapins homozygotes et hétérozygotes pour A 100. Chez les lapins hétéro­

zygotes , l'allotype A ^00 était porté par d'autres molécules d'immunoglobulines que celles qui portent une des spécificités déjà connues de la série a (a^, a^, a^).

-16-

- la concentration en molécules A 100^ démontrait que A 100 est une spécificité allotypique différente des spécificités allotypiques X^2 et allotypes particuliers des molé­

cules a“.

De plus, il semble que comme les autres allotypes déjà connus de la série a , la spécificité A 100 soit également composée de plusieurs variantes (Gazenave et Brezin 1976).

En gel d’Agar, les sérums provenant de lapins A 100^ donnaient deux à trois zones de précipitation avec des sérums anti-A 100.

Gomme dans le cas des IgG a^, les différentes variantes ont été mises en évidence grâce à la découverte d'une réaction croisée entre les molécules A 100 et des IgG a^.

Des sérums anti-a^ différents, provenant de lapins homozygotes a^ ou homozygotes ne reconnaissaient pas identiquement les mêmes déterminants allotypiques de la spécificité A 100:

l'antisérum provenant d'un lapin a^ reconnaissait plus de dét­

erminants A 100 qu'un antisérum provenant d'un lapin a^.

La fraction d'IgG A 100 reconnue par les deux antisérums et la fraction reconnue uniquement par l'antisérum (a^) constitue­

raient deux variantes d'IgG A 100.

De plus, comme la somme de ces deux fractions ne représentait que moins de la moitié des immunoglobulines A 100 totales, il devait nécessairement exister au moins une troisième variante.

Ce nombre de trois variantes confirmait les résultats obtenus en gel d'Agar , indiquant une triple ligne de précipitation.

La comparaison des spécificités allotypiques a^ , a^ et A 100 indique que toutes trois ont en commun certains déterminants allotypiques, alors que d'autres déterminants, absents des molécules a^, se retrouvent uniquement sur les IgG a^ et A 100.

La spécificité A 100 serait donc plus proche de la spécificité a^ que la spécificité a^.

- 17

Deux autres spécificités allotypiques ont également été trouvées chez le lapin sauvage pour le locus a : les allotypes A 101, A 102 (Cazenave et Brézin - résultats non publiés).

Jusqu'à présent, six motifs allotypiques de la série a ont donc été observés sur les immunoglobulines de lapin :

&i, a2,et a^,ont été trouvées chez les lapins domestiques et les lapins sauvages ; A 100, A 101 et A 102 semblent uniquement pré­

sentes chez les lapins sauvages.

Le locus a semble donc présenter un sytème plus polymorphique chez le lapin sauvage que chez le lapin domestique.

Ce système polymorphique contient un polymorphisme allélique (représenté par les six groupes de gènes allèles a^, a_, a_,

X d J A 100, A 101 et A 102) accompagné d' un polymorphisme non allé- lique représenté par les variantes.

Mous pouvons représenter le locus "a " de la manière suivante :

^1

\ , 1

a’» n

^2 1

a»2

1 i ® 2

1

«"a 1

, "3 a',

1 3 1 ^ 3 ,

n 1 ^3 AlOO

1 A *100

i 1 A"100 1 a"ioo

1 AlOl

1

.A'IOl 1 1

A'*101 1 a“ioi

1 A102

1_________

iA'102 1 A"102

________ 1______ 1a“102

- 18 -

Z,k, Allotypes des groupes x et y

Les allotypes contrôlés nar le locus V a représentent 70 à n

90 % des molécules d'immunoglobuline d'un sérum de lapin;

10 à 30 % de ces immunoglobulines ne portent aucun motif allo­

typique de la série a et sont désignés comme molécules a négatives ou "blancs".

( Dray et Nisonoff 1963 - Gilman et al 1964 - Vice et al 1970 Kindt et al 1970 )

Ces immunoglobulines a - négatives présentent d'autres spéci­

ficités allotypiques, -x.^^ et qui sont sous le contrôle de gènes étroitement liés, non alléliques: V et V (Kim et Dray

X y

1973). Les produits des gènes allèles de x^2 n'ont pas encore été identifiés et sont désignés en tant que molécules x(-) et y(-).

La détection des allotypes et y^^ sur des immunoglobulines de classes différentes ainsi que l'observation d'une liaison entre les loci V et V et le locus V laissent penser que ces

X y a

allotypes sont, tout comme les allotypes du locus a, présentes sur la partie variable de la chaîne lourde(V^j).

2.5. Zones hypervariables

L'analyse des séquences de plusieurs protéines de myélomes hu­

mains a permis de constater que la variabilité n'est pas répar­

tie de manière uniforme au sein des régions variables des

chaînes H et L mais qu'il existe certains endroits où la diver­

sité d'acides aminés est très grande d'une région V à une autre.

Cette diversité est due aussi bien à des insertions et des délé­

tions qu'à des remplacements de résidus.

La comparaison de la structure primaire de chaînes L a montré que cette hypervariabilité était localisée aux alentours des

-19-

positions 30» 50 et 95» déterminant ainsi trois zones hyper­

variables (Wu et Kabbat 1970 - Kabbat et Wu 1971)»

La même conclusion a été obtenue en comparant des séquences de régions ;

trois zones hypervariables, déterminées suivant la méthode de Wu et Kabbat, sont localisées au niveau des résidus 31-37,

86-91 et 101 à 110.

La présence d'une quatrième zone hypervariable, caractéristi­

que des régions V„ d'immunoglobulines humaines a été située n

au niveau des résidus 51-68 (Capra ''971 - Kehoe et Capra 1971 Capra et Kehoe 197^^)»

La figure 3 illustre la variabilité des séquences des régions V„ d'immunoglobulines humaines.

n

70 60 50

>-

d 40

CD

5 30 <

<>

20 10 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 MO 120 POSITION

Varlability of the human heavy Chain variable r*gl on plotted accordlng to the method of Wu and Kabat.

FIGURE 3

2.5.2.Relations entre les zones hypervariables et le site actif Nos connaissances sur la configuration du site actif provien­

nent essentiellement de l'analyse cristallogranhique aux

rayons X des molécules d'immunoglobulines ( Davies et al 1975- Poljak 1975)

- 20

L'étudfi de fragnents Fab ' (fragments bb)tenus~par digestion à la pepsine des molécules d'immunoglobuline et comprenant les régions V„) d'immunoglobulines humaines cristallisée

n

par diffraction aux rayons X a montré que au moins cinq des sept régions hypervariables des chaînes H et L sont rappro­

chées dans l'espace de manière à former une cavité qui cons­

titue le site actif de la molécule (Amzel et al 197^).

Ainsi, la variation de séquence au sein de ces régions repré­

sente la base structurale de la diversité des sites de recon­

naissance de l'antigène.

Les autres régions hypervariables peuvent avoir des fonctions différentes encore indéterminées, ou représenter des sites où les mutations neutres peuvent s'accumuler (Hood et al 197^).

2.5.3. Les sous-groupes

Les régions situées en dehors des zones hypervariables et re­

présentant environ 65 % du total de la région V de la chaîne lourde sont relativement très peu variables,

La comparaison des séquences des vingt résidus K terminaux de chaînes H de protéines de myélomes humains a permis de mettre en évidence des homologies de séquences entre certains groupes de protéines .

Ces relations entre des régions \ariables différentes a été démontrée dans le cas de chaînes L

(Ket X

Quatre sous-groupes (V„I, V„II, V III et V„IV) ont été établis

n n n n

pour les chaînes H d'immunoglobulines humaines (Kohler et al 1970 - Kehoe et Capra 1971).

21

Les variations de séquence entre les sous-groupes V„I, V„II H H et sont illustrées par la Fig.4.

In (yl) Cm {yl}

o«« (yM

Ou (|| )

(yl)

10 ' ao

PCA VAL OLN LBU VAL OLD SBA OLY ALA QLO VAL LY8 LYB PAO CLT BEA SBA VAL LTB VAL PC» AAO ________________________ ALA _________________ ILB

PCA VAL THA LBD AAQ GLO SBA QLT PAO ALA LBO VAL AAG PAO THA GLN THA LBU THA LBO PCA _________________ THA ________________________________-_____________________________________________________________

LYS ___________________________________________

PCA LYS ASM THA

Cor <yl) PCA LYS

V^lll

T«1 <yl) GLU VAL GLM LBU VAL GLU SBA GLY GLY GLY LBD VAL GLA PAO GLY GLY SBA LBU AAG LBD

Wmm <yl) LBO

(y 3) ASP LYS

(ol) ALA GLY

Tue (al) LBU

NI* (Tl) PCA GLM VAL AAG

0ml kl ) ASP AAG

N-termlnal amlno acid sequences of 13 human heavy chaîna arranged according to V région aubgroupa•

FIGURE 4

Les différences de séquence entre des régions V appartenant à deux sous-groupes différents sont telles qu'il est générale­

ment admis que chaque sous-groupe est sous le contrôle d'au moins un gêne de la ligne germinative.

Plusieurs auteurs ont suggéré que les régions V des chaînes H et L soient sous le contrôle de plusieurs gènes : la partie relativement constante de la chaîne serait codée par un nombre restreint de gènes tandis que les zones hypervariables seraient contrôlées par des épisomes qui par recombinaison interne se­

raient insérés au niveau des gènes codant pour le reste de V„

H (Capra et Kehoe 1975 - Capra et Kindt 1975).

2.6. La notion d'idiotypie

Chaque idiotype est défini par un site antigénique particulier à un anticorps synthétisé par un individu donné en réponse à un antigène donné.

22

La même spécificité idiotypique ne caractérise donc pas les anticorps dirip:és contre le même antigène mais synthétisés par un autre individu de la même espèce, ni même les anticorps produits par le même individu contre un autre antigène (Oudin 1966

).

Contrairement aux spécificités allotypiques, les spécificités idiotypiques ne s'observent donc pas sur les immunoglobulines du sérum du même individu, prélevées avant immunisation.

La prem.ière indication de l'existence d'une telle spécificité antigénique individuelle a été apportée par l'étude des protéi­

nes de myélome (Slater et al 1955)î

Chaque protéine de myélome étudiée possédait des déterminants antigéniques particuliers qui n'étaient retrouvés sur aucune autre protéine.

L'extension de cette observation aux anticorps humains est due à Kunkel (1963). De même Oudin (I963) montra que les anticorps synthétisés par un lapin immunisé contre "Salmonella typhi"

portaient également des déterminants antigéniques propres qui n'étaient retrouvés dans aucun autre sérum, de lapins immunisés contre le même matériel antigénique.

2.6.1. Localisation des déterminants idiotypiques

Propres à une spécificité et à un individu donné, les spéci­

ficités idiotypiques reflètent le plus haut degré de poly­

morphisme des immunoglobulines.

On pouvait donc s'attendre à ce que les déterminants idioty­

piques responsables de la spécificité idiotypique soient déterminés par des séquences d'acides am.inés situés dans les régions variables des chaînes polypeptidiques.

La preuve en a été donnée par de nombreux travaux :

- Dans l'urine de certains patients atteints de myélomes mul­

tiples, on a trouvé des molécules résultant de la protéo­

lyse de protéines de Bence-Jones (chaînes L isolées). Un sérum anti-idiotypique dressé contre les déterminants idiotypiques de la protéine de Bence-Jones réagissait de la même manière avec la protéine totale et avec les

- 23 -

fraj^ments ne comportant que la partie variable de la molécule (Salomon et Mc Laugjilin 19^9) •

- La confirmation de la localisation des déterminants idio­

typiques à la partie variable a été apportée plus récem­

ment par les travaux de Wells et al (1975)*

- De plus de nombreux travaux que nous avons décrits précé­

demment indiquent que des idiotypes semblables peuvent être présents sur des immunoglobulines appartenant à des classes différentes (la classe étant déterminée par la région C„).

n

(Oudin et Michel 19^9 - V/ang et si 1970 - Bordenave 197^)-

Certains auteurs ont démontré la participation des détermi­

nants idiotypiques à la formation du site de reconnaissance de l'antigêne : les déterminants idiotypiques étaient blo­

qués lors de la fixation de l'antigène sur la molécule d'im­

munoglobuline .

- La précipitation des anticorps idiotypiques de lapins immu­

nisés contre le para-arainobenzoate avec le sérum anti- idiotypique correspondant, est inhibée de manière signifi­

cative par les haptènes homologues, c'est-à-dire les déri­

vés de l'acide benzoïque (Brient et Nisonoff 1970).

- La reconnaissance des déterminants idiotypiques des protéi­

nes de plasmacytomes, provenant de souris BALB/c injectées avec de la phosphorylcholine, par le sérum anti-idiotypi­

que est masquée par la présence de l'haptène spécifique (Sher et Cohn 1972).

Ces résultats ainsi que ceux obtenus dans d'autres laboratoi­

res (Briles et Krause 197^- Carson et Weigert 1973) montrent que l'antigène et l'anti-idiotype entrent en compétition pour les mêmes sites (ou des sites très proches), situés dans la partie variable de la molécule d'immunoglobuline.

Cependant, dans d'autres systèmes, les déterminants idiotypi­

ques ne semblent pas affectés par la liaison de l'antigène à

- 24 -

l'anticorps (Kellus et Gell 1968 - Claflin et Davie 1975)•

Il semble donc que bien que le site actif de la molécule con­

stitue un déterminant idiotypique majeur, d'autres parties de la région variable peuvent également présenter des déter­

minants idiotypiques.

Une indication de ce type de distribution est apportée par les travaux de Spring-Stewart et Nisonoff (1973) sur l'idio­

typie des anticorps de lapins anti-benzoate:

Ils ont obtenu des sérums anti-idiotypiques en immunisant des lapins avec des complexes solubles comprenant les anticorps anti-benzoate et un excès d'antigène.

Les résultats indiquent que lorsque le site actif de l'anti­

corps est bloqué au moment de l'immunisation anti-idiotypique, les sérums anti-idiotypiques sont exclusivement dirigés contre des déterminants idiotypiques situés en dehors du site actif.

Cette expérience montre également que les sérums anti-idioty­

piques ainsi obtenus précipitent une plus petite fraction des anticorps anti-benzoate que des antiséruras dirigés contre les anticorps libres ; un important déterminant idiotypique est donc bloqué par la présence de l'antigène dans les complexes anticorps-antigène.

Une corrélation entre les déterminants idiotypiques et les zones hypervariables, responsables de la formation du site actif a été clairement mise en évidence par les analyses de séquence.

Capra, Tung et Nisonoff ont comparé les séquences de chaînes lourdes isolées à partir d'anticorps de souris anti-phényl-

arsonate qui présentaient des réactions idiotypiques croi­

sées ; la même séquence d'acides aminés caractérise la pre­

mière zone hypervariable de ces anticorps de même spécificité idiotypique.

Cette séquence a été obtenue aussi bien pour des anticorps cross-réactifs provenant d'un même animal que pour des anti­

corps cross-réactifs provenant de dix-huit souris différen­

tes.

Par contre des anticorps dressés contre les mêmes antigènes , mais d'une autre spécificité idiotypique,présentent des sé­

quences différentes pour la première zone hypervariable.

- 25

Cette étude indique que des anticorps de même spécificité mais qui diffèrent par la séquence de leurs zones hyperva­

riables, contiennent des déterminants idiotypiques diffé­

rents et supporte le concept d'une localisation de ces dé­

terminants au niveau des zones hypervariables.

De même, Kehoe et Capra (197^) ont déterminé la séquence de deux protéines de myélome humain qui présentaient des spé­

cificités idiotypiques semblables, bien que provenant de deux individus différents. Les zones hypervariables des chaînes H de ces protéines étaient pratiquement identiques.

Cette observation a également été étendue aux chaînes L ; la séquence complète de ces chaînes a montré que les trois régions hypervariables étaient identiques alors que les deux chaînes L appartenaient à des sous groupes différents (Vjçl et Vj^Il) (Capra et al 1976).

D'après les travaux de Bordenave (1971-197^) il semble que les déterminants idiotypiques soient répartis uniquement sur la chaîne H de la molécule d'immunoglobuline.

Cependant la mise en évidence difficile de ces déterminants au niveau de la chaîne L pourrait être due à la présence d'un trop petit nombre de déterminants idiotypiques sur cette chaîne.

En effet, des expériences de recombinaison entre des chaî­

nes H et L isolées provenant de différents anticorps dres­

sés contre les polysaccharides de pneumocoque, indiquent que l'expression d'une spécificité idiotypique nécessite l'association des chaînes H et L homologues, spécifiques d'une molécule donnée d'anticorps (Huser et al 1975)»

De plus Kobzik et al (1976) a récemment démontré la présen­

ce de déterminants idiotypiques similaires sur des chaînes H et des chaînes L provenant d'un anticorps monoclonal :

sérum anti-idiotypique dressé spécifiquement contre les déterminants idiotypiques des chaînes H réagissait avec les chaînes L isolées aussi bien qu'avec la molécule d'anticorps totale.

- 26

Dans la plupart des cas étudiés, les déterminants idiotypi- ques semblent donc être répartis sur les chaînes H et L avec parfois une prédominance pour les chaînes H.

Toutefois, les travaux de Sogn et .al (1976) ont démontré la présence de déterminants idiotypiques spécifiques de chaînes L isolées à partir d'anticorps homogènes dressés contre le streptocoque.

2.6.2. Transmission héréditaire des spécificités idiotypiques

Un des concepts de base de l'idiotypie était la totale indi­

vidualité d'une spécificité idiotypique : une spécificité idiotypique caractérisait la réponse immunitaire d'un indi­

vidu à un antigène donné.

Cependant certains travaux ont mis en évidence le partage des mêmes spécificités idiotypiques entre des anticorps diri­

gés contre le même antigène mais synthétisés par des indivi­

dus différents.

En règle générale, la fréquence de réactions croisées obser­

vées parmi une population de lapins génétiquement non appa­

rentés est très faible, quelle que soit la nature de l'anti­

gène contre lequel sont dirigés les anticorps (Hopper et Nisonoff 1971 - Winfield et ai 1971 - Bordenave 1973 a et b).

Toutefois, on a pu observer dans certains systèmes particu­

liers l'expression d'une même spécificité idiotypique (ou de spécificités idiotypiques semblables) par plusieurs individus d'une même espèce animale.

Eichraann et Kindt (1971) ont montré que les anticorps synthé­

tisés par des lapins appartenant à une même famille en réponse à l'injection de parois de streptocoque, présentaient, dans 58 % des cas étudiés, des idiotypes semblables et cela alors que la fréquence de réactions idiotypiques croisées était de I % dans le cas de lapins non apparentés.

II semble donc que, au moins dans certains cas, les détermi­

nants idiotypiques puissent être transmis héréditairement.

- 27

D'autres expériences (Kindt et Krause 197^) indiquent que la transmission héréditaire de ces idiotypes est liée à celle d'autres marqueurs génétiques de la région variable des immunoglobulines, les allotypes du groupe a.

La confirmation de ces résultats a également été apportée par les travaux de Kindt (1973) et de Braun et Kelus (1973)-

De même, des expériences récentes réalisées dans le labora­

toire par B.Mariamé et D.Ferminne sont en parfait accord avec les travaux de Kindt : les sérums de cinq lapereaux, issus d'une mêm.e nichée, inhibaient fortement la réaction de fixation des anticorps idiotypiques maternels sur le sérum anti-idiotypique homologue.

Ces résultats révèlent une forte similitude entre les déter­

minants idiotypiques des anticorps de la mère et ceux portés par les anticorps de ses descendants.

Dgns ce cas également, il a été constaté que la transmission héréditaire de ces marqueurs idiotypiques était liée â celle d'un marqueur allotypique de la série a, l'allotype a^.

Alors que jusqu'à présent le partage des mêmes idiotypes entre des anticorps synthétisés par des individus différents est toujours considéré comme un évènement relativement rare chez les lapins, des réactions idiotypiques croisées sont fréquemment observées chez des souris de lignées syngéniques, immunisées contre le même antigène.

L'étude de la lignée de souris A/J a permis de constater que plusieurs idiotypes différents caractérisaient les anticorps synthétisés par ces souris en réponse à certains antigènes : - En réponse a l'injection d'azophénylarsonate couplé à une

protéine, les souris A/J synthétisent des anticorps portant des déterminants idiotypiques communs, constituant l'idio­

type ARS (Kuettner et al 1972).

- Immunisées contre le carbohydrate de parois de streptocoque du groupe A, ÇC % de ces mêmes souris expriment un idiotype commun, l'idiotype A5A (Eichmann 1973)*

- De même, l'idiotype KLH est associé aux anticorps induits chez les souris A/J en réponse à 1'hemocyanine (Nisonoff 1975).

- 28 -

Il semble de plus que le caractère héréditaire de ces idio­

types soit lié à l'allotype de la région constante de cette lignée, Ig-1 .

L'étude de la distribution de ces spécificités idiotypiques parmi différentes races de souris a montré que ces marqueurs idiotypiques étaient exprim.és dans certaines autres lignées qui toutes présentaient le même allèle du locus Ig-1 que la lignée A/J.

Ceci suggère que chacun de ces marqueurs est contrôlé par un gène lié au locus Ig-1, responsable de l'allotype de la région (Eichmann 1973 - Pawlak et Nisonoff 1973 - Nisonof^ 1975)

De la même manière, les souris de la lignée EALB/c synthéti­

sent lors de l'injection de certains antigènes des anticorps qui présentent les mêmes déterminants idiotypiques.

On a ainsi pu déterminer au moins trois idiotypes caractéris­

tiques de cette lignée et transmis héréditairement :

- l'idiotype T15, spécifique des anticorps anti-phosphorylcho line

- l'idiotype J558 spécifique des anticorps anti-dextrane et - l'idiotype S117 spécifique des anticorps dressés contre le

carbohydrate de streptocoque.

Comme les idiotypes de la lignée A/J, la transmission des idiotypes de la lignée BALB/c est liée à l'allotype de la région C^^.

La présence de ces idiotypes chez d'autres lignées de souris syngéniques est également liée à la distribution de l'allèle Ig-ia , allotype de la région C„ des souris BALB/c (Cosenza

Jri

etKohler 1972 - Lieberraan et al 197^ - Riblet et al 1975 - Berek et Eichmann 1976).

D'autres marqueurs de la région variable ont été mis en évidence par des techniques différentes des réactions idio- types/anti-idiotypes.

Ils n'ont de ce fait pas reçu le nom "d'idiotypes" mais de

"mar£U£U£S_d£ £p£C^f i^ci^t^".

- 29

Imaniski et MSkela (1973) ont montré que lorsque des souris C 57 BL/6 étaient immunisées contre un haptène apparenté à l'acide hydroxyphényl-acétique (haptène NP) conjugué à une;

protéine, les anticorps produits présentaient une plus gran de affinité pour des haptènes apparentés (NIP...) que pour l'haptène immunogène.

De tels anticorps, possédant une plus haute affinité pour un haptène autre que l'haptène immunogène ont été appelés

"hétéroclites".

De plus, Mc Michael et V/illiarason (1975) ont analysé l'hé­

térogénéité de ces anticorps ; ils présentent une hétérogé­

néité très restreinte correspondant au spectre de focalisa­

tion d'anticorps raonoclonaux.

Imaniski et MSkelS(l975) ont étudié la distribution de ces deux marqueurs génétiques ; ils ont constaté que la présen ce du clone NP détectée aussi bien par son spectre de foca­

lisation que par ses propriétés "hétéroclites" se transmet héréditairement de manière mendéléenne en liaison avec l'allotype Ig-1^ de la région C„ de la lignée C 57 BL/6.

ü

Le clone NP semble donc être contrôlé par un gène de la ré­

gion variable étroitement lié à un gène de la région cons­

tante de la chaîne d'immunoglobuline,

La transmission héréditaire de ces marqueurs génétiques de la région variable (idiotypes et marqueurs de spécificité) et la découverte d'une liaison génétique des gènes qui les codent et l'allotype représentent la meilleure indication permettant de considérer ces gènes en tant que^gènes de structure de la région V,..

n

Récemment, MSkelë et al (1976) ont constaté que plusieurs lignées de souris (A/J, C 57 BL/6 ...) im.munisées contre le même conjugué haptène-protéine synthétisaient des anticorps présentant des idiotypes distincts, spécifiques de chaque lignée.

Parmi les souris hybrides obtenues par croisement entre deux lignées exprimant des idiotypes différents, certains

exprimaient de manière co»dominante les deux idiotypes