1 LA REPONSE IMMUNITAIRE
INTRODUCTION
I . RECONNAISSANCE DE L’ANTIGENE ET INITIATION DE LA REPONSE IMMUNITAIRE I.1. Devenir de l’antigène
I.1.1. Facteurs tenant à l’antigène I.1.2. Facteur liés à l’hôte
I.2. Captation de l’antigène I.2.1. Le chimiotactisme
I.2.2. L’opsonisation et l’adhésion I.2.3. Ingestion ou endocytose I.2.4. Digestion
I.3. Reconnaissance de l’antigène I.3.1. Données expérimentales
I.3.2. Nature des lymphocytes liant les antigènes I.3.3. Spécificité de la reconnaissance
II. INTERACTIONS CELLULAIRES II.1. Coopération cellulaire positive II.2. Coopération cellulaire négative
III. PHASE EFFECTRICE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE III.1. Réponse immunitaire humorale
III.1.1. Synthèse des immunoglobulines III.1.2. Réponses primaire et secondaire III.2. Réponse immunitaire cellulaire
III.2.1. Lymphocytes T cytotoxiques
III.2.2. Lymphocytes T producteurs de lymphokines CONCLUSION
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LA REPONSE IMMUNITAIRE
INTRODUCTION
La réponse immunitaire est le résultat de la réaction de l’organisme à la pénétration d’un antigène étranger. L’introduction d’un antigène étranger aboutit à la production d’anticorps ou de cellule sensibilisée spécifique destinée à neutraliser ou à éliminer l’antigène en question. La réponse immunitaire (R.I.) se déroule globalement en 3 étapes :
1. étape de reconnaissance de l’antigène et d’initiation de la Réponse Immunitaire, 2. étape d’interaction cellulaire notamment de coopération cellulaire,
3. phase effectrice de la réponse immunitaire placée sous la responsabilité des anticorps et des lymphocytes.
I. RECONNAISSANCE DE L’ANTIGENE ET INITIATION DE LA REPONSE IMMUNITAIRE
Cette étape correspond aux premiers évènements qui surviennent quand un antigène pénètre dans un organisme ;
L’antigène a un devenir qui lui est propre en fonction de plusieurs facteurs, puis il est capté par des cellules du système des phagocytes mononucléés. Ce sont ces cellules (exemples : macrophage) qui vont présenter l’antigène aux lymphocytes et permettre la reconnaissance de l’antigène par les lymphocytes.
I.1. Devenir de l’antigène
L’étude du devenir de l’antigène consiste à suivre l’antigène depuis son point de pénétration jusqu’à son contact avec le système immunitaire. Son cheminement dépend de l’antigène lui-même et de l’organisme chez lequel il pénètre.
I.1.1. Facteurs tenant à l’antigène I.1.1.1. Nature de l’antigène
Le devenir de l’antigène est différent selon qu’il est soluble ou particulaire.
Les antigènes solubles
Ils correspondent à des protéines. Leur devenir est schématisé en 3 étapes : - une première étape de diffusion dans l’organisme,
- une deuxième étape de catabolisme,
- une troisième étape qui correspond à l’élimination immune au moment où apparaissent les premiers anticorps.
Les antigènes particulaires
Ce sont des déterminants présents sur les bactéries, les virus et les cellules notamment les globules rouges. Ils sont presque immédiatement phagocytés par les macrophages du système des phagocytes mononuclées.
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I.1.1.2. Mode de pénétration de l’antigène
La réponse immunitaire est d’autant plus précoce que l’antigène rencontre très rapidement les éléments du système immunitaire.
Les sites mal drainés comme le système nerveux favorisent l’absence de contact avec les cellules lymphoïdes
La voie intraveineuse, la voie intra péritonéale amènent en quelques minutes l’antigène au contact du système lymphoïde,
Concernant la voie respiratoire, la réponse immunitaire varie en fonction de la taille de l’antigène notamment de sa capacité à traverser l’épithélium bronchique.
Le devenir de l’antigène dépend aussi du système adjuvant qui pénètre avec lui. Les adjuvants agissent en provoquant une réaction inflammatoire et en initiant des signaux de costimulation. Ils augmentent le pouvoir immunogène de l’antigène.
I.1.2. Facteur liés à l’hôte
L’état du système immunitaire de l’hôte est un facteur important. Un système immunitaire immature ou déprimé ne favorise pas une bonne réponse immunitaire.
I.2. Captation de l’antigène
Elle se caractérise par des phénomènes d’endocytose. L’endocytose est l’ingestion de substance par les cellules phagocytaires. On parle de phagocytose lorsqu’il s’agit de substances solides et de pinocytose lorsqu’on se trouve en présence de liquide.
Après leur pénétration, les antigènes particulaires sont captés par les macrophages. La phagocytose se déroule en 4 étapes :
Chimiotactisme
Adhésion et opsonisation
Ingestion ou endocytose
Digestion.
I.2.1. Le chimiotactisme
Lorsqu’un antigène pénètre l’organisme, les cellules phagocytaires affluent vers la zone de pénétration après avoir traversé la paroi vasculaire par diapédèse. Cette étape s’effectue sous l’influence de plusieurs facteurs :
- le complément activé (C3a, C5a) - lipopolysaccharides bactériens (LPS)
Ce phénomène est favorisé par les conditions du milieu : pH, concentration en Mg++ et Ca++.
I.2.2. L’opsonisation et l’adhésion
L’opsonisation précède la phase d’immunoadhérence. C’est le revêtement de la particule antigénique par des substances appelées opsonines. S’il s’agit d’anticorps on parle d’opsonines spécifiques, et d’opsonines non spécifiques s’il s’agit de produits de clivage. Le résultat final est l’adhésion du phagocyte à la particule à ingérer. Ce revêtement facilite la phagocytose. Cette étape met aussi en jeu des récepteurs de membrane :
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- récepteur pour le Fc des immunoglobulines
- récepteur pour les fractions activées du complément.
I.2.3. Ingestion ou endocytose
Une expansion cytoplasmique englobe progressivement la particule qui se trouve finalement incluse dans une vacuole, phagosome, constitué par une portion intériorisée de la membrane.
I.2.4. Digestion
C’est la fusion du phagosome à des organelles intracytoplasmiques riches en enzymes lytiques : les lysosomes. Ainsi se constitue le phagolysosome au sein duquel la particule se trouve au contact du matériel de destruction des lysosomes (enzymes lytiques, substances oxydantes).
Ceci aboutit à la digestion de la particule antigénique. Une fois digérés, les déchets vont être rejetés à l’extérieur par exocytose. Les macrophages vont fixer l’antigène et le conserver ainsi pendant quelques temps. Le macrophage décape l’antigène de tout ce qui est inutile à la réaction antigénique et laisse le déterminant antigénique qui conserve toute son immunogénicité. Ce déterminant sera exprimé à la surface du macrophage en association avec les antigènes d’histocompatibilité de classe II.
I.3. Reconnaissance de l’antigène
Certains lymphocytes non sensibilisés sont capables de reconnaître et de fixer un antigène qui pénètre dans l’organisme pour la première fois. Ces lymphocytes ont été mis en évidence par le phénomène d’immunocytoadhérence.
I.3.1. Données expérimentales
Des cellules spléniques de souris non sensibilisées sont mises au contact de globules rouges de mouton (GRM) : on observe la formation de rosettes. On s’est aperçu qu’une cellule splénique sur mille (1/1000) est capable de lier cet antigène. Cette fixation du globule rouge n’est pas le fait du hasard mais le GR se fixe sur le lymphocyte parce que considéré comme un antigène par le lymphocyte. Lorsqu’on enlève tous les lymphocytes fixant les GRM, les autres cellules ne sont plus capables de fixer les GRM et de produire des anticorps antiGRM tout en restant capable de produire une réponse contre tout autre antigène. Ce phénomène est à l’origine de la théorie qui stipule qu’il existe un clone spécifique pour chaque antigène : c’est la théorie des clones.
Si on mélange des cellules spléniques de souris à des GRM et des GR poulet, on s’aperçoit qu’il se forme des rosettes mouton et des rosettes poulet mais il ne se forme jamais de rosette mixte. Cet ensemble de phénomènes est en faveur de la théorie clonale de BURNET.
I.3.2. Nature des lymphocytes liant les antigènes
Ce sont des lymphocytes B dans la majorité des cas. L’antigène est capté par des Ig de surface du lymphocyte. Sous l’influence de l’antigène, les Igs d’une cellule vont se déplacer et se situer dans la partie de la cellule en regard de l’antigène. Ensuite il y aura endocytose avec migration de l’antigène dans la cellule : c’est le phénomène de capping. Plus tard il y aura réapparition des Igs, puis différenciation du lymphocyte B en petit lymphocyte puis en plasmocyte.
Le petit lymphocyte garde en mémoire l’antigène : c’est la cellule mémoire. Le plasmocyte va synthétiser les anticorps spécifiques de l’antigène.
SCHEMA
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Les lymphocytes T sont capables de liaison avec l’antigène mais dans une proportion beaucoup plus faible.
I.3.3. Spécificité de la reconnaissance
L’utilisation d’antigènes artificiels (haptène + protéine porteuse) permet de noter que le lymphocyte B reconnaît la partie hapténique grâce à son récepteur de surface qui est une immunoglobuline, tandis que le lymphocyte T reconnaît la protéine porteuse. Ceci fait dire que les lymphocytes T ont une spécificité beaucoup plus large alors que les lymphocytes B sont étroitement liés à l’haptène, donc plus spécifiques.
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II. INTERACTIONS CELLULAIRES
La réponse immunitaire est le résultat de nombreuses interactions complexes entre diverses cellules : cellules présentant l’antigène et cellules lymphoïdes. Ces interactions cellulaires ou coopération cellulaire s’effectuent à plusieurs niveaux et ont été mises en évidence grâce à un certain nombre d’expériences in vivo et in vitro. La coopération cellulaire a une expression positive ou négative.
II.1. Coopération cellulaire positive
C’est l’action des lymphocytes T sur la production de la réponse immunitaire normale après la reconnaissance de l’antigène. Ce rôle est joué par les lymphocytes T helper ou auxiliaires ou Th.
L’effet Th n’est possible que pour les antigènes thymodépendants. Pour les antigènes thymoindépendants (lipopolysaccharides bactériens), la réponse immunitaire s’effectue en l’absence de lymphocyte T.
La coopération LTh - LB induit une réponse anticorps de classe IgM spécifique de l’antigène. La coopération cellulaire ne peut se produire que si les lymphocytes T suppresseurs spécifiques sont inactifs. Cette inactivation spécifique est effectuée par une sous-population de lymphocytes T : lymphocytes T contras suppresseurs.
En résumé :
La coopération cellulaire positive fait intervenir :
- les lymphocytes Th qui s’activent grâce aux CPA - les lymphocytes B stimulés par les lymphocytes Th - l’action positive des lymphocytes T contras suppresseurs.
II.2. Coopération cellulaire négative
Elle se produit en miroir de la réponse positive et tend à freiner de façon permanente la réponse immunitaire normale. Elle est sous la dépendance de lymphocytes T suppresseurs. Les LTs participent de façon active au maintien de la tolérance vis-à-vis des antigènes du soi. Ils limitent de façon permanente la production d’anticorps notamment d’IgE en réponse aux allergènes. Ils limitent également les réponses à médiation cellulaire notamment l’hypersensibilité retardée et la réaction du greffon contre l’hôte. Ils interviennent enfin dans la régulation de la maturation des lymphocytes B in utero et la régulation de la différenciation des lymphocytes B en plasmocytes.
III. PHASE EFFECTRICE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE
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III.1. Réponse immunitaire humorale
C’est la production d’anticorps spécifiques dirigés contre l’antigène par le sujet immunisé.
III.1.1. Synthèse des immunoglobulines
Les lymphocytes B stimulés par l’antigène prolifèrent et se différencient en plasmocytes. Le plasmocyte est une cellule ovalaire dont le noyau est excentré avec une chromatine dense disposée en rayons de roue. Le cytoplasme est très basophile avec une zone claire périnucléaire : l’archoplasme. Il est très riche en organites cytoplasmique tels que ribosomes, appareil de Golgi, mitochondries. La synthèse des immunoglobulines par le plasmocyte se déroule en trois étapes :
- 1ère étape : l’information du noyau est apportée jusqu’au ribosome par le mRNA
- 2e étape : les séquences d’acides aminés sont produites et constituent les chaînes légères (L) et les chaînes lourdes (H). Comme les chaînes légères comportent moins d’acides aminés que les chaînes lourdes, celles-ci sont synthétisées deux fois plus vite que les chaînes lourdes.
- 3e étape : au fur et à mesure de leur formation, une chaîne H s’associe à une chaîne L pour former un monomère. Par la suite se constitue un dimère qui sera enfermé dans une vacuole.
Les vacuoles seront ensuite excrétées, libérant ainsi les immunoglobulines.
III.1.2. Réponses primaire et secondaire
La réponse primaire est la réponse consécutive à la première introduction d’un antigène étranger. Elle est caractérisée par un temps de latence assez long (6 à 8 jours), puis on note une augmentation rapide des anticorps qui atteignent un plateau avant de décroître progressivement. On distingue en réalité 4 temps. Cette réponse primaire est caractérisée par un taux d’anticorps peu élevé. Si on injecte le même antigène au moment où le taux d’anticorps commence à décroître, il n’y a plus de phénomène de latence, la réponse anticorps est beaucoup plus précoce, et le taux des anticorps est très élevé. Ce taux d’anticorps se maintient pendant longtemps dans le plasma avant de décroître très lentement : c’est la réponse secondaire.
La connaissance de ces réponses primaire et secondaire est la base du protocole de vaccination notamment la mise au point d’injections de rappel destinées à produire une réponse beaucoup plus intense et durable. L’injection de rappel correspond à une réaction anamnestique. Du point de vue qualitatif il existe une différence entre la réponse primaire et la réponse secondaire. La réponse primaire est caractérisée initialement par la production d’anticorps de classe IgM puis vont apparaître des anticorps de type IgG : c’est le phénomène de commutation (switch) des immunoglobulines. Dans la réponse secondaire la majorité des immunoglobulines produites sont des IgG et il y a peu d’IgM.
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III.2. Réponse immunitaire cellulaire
A la différence de la réponse humorale, la réponse cellulaire produit des lymphocytes T sensibilisés.
Ce sont des lymphocytes T effecteurs, il en existe deux catégories : - lymphocytes T cytotoxiques CD8
- lymphocytes T producteurs de lymphokines CD4
D’autres cellules interviennent dans la réponse immunitaire cellulaire, ce sont le macrophage, les cellules NK et les cellules K (par ADCC).
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III.2.1. Lymphocytes T cytotoxiques
Les lymphocytes agissent par contact direct et se fixent sur l’antigène grâce au récepteur spécifique de l’antigène des lymphocytes T. Le résultat est la lyse de la cible cellulaire. C’est ce phénomène qui intervient dans le rejet de greffe et la lutte contre les cellules tumorales. La lyse cellulaire est due à l’inoculation d’enzymes lysosomiales dans la cellules cible.
III.2.2. Lymphocytes T producteurs de lymphokines
Ce sont des lymphocytes sécréteurs de médiateurs possédant des propriétés biologiques qui vont agir sur différentes cellules.
Action sur les macrophages
- MIF : Macrophage Inhibitoring Factor, facteur d’inhibition de la migration des macrophages - MAF : Macrophage Activating Factor, facteur activant les macrophages
- SMAF : facteur armant les macrophages.
Action sur les lymphocytes
- Action sur les lymphocytes T : principalement l’interleukine 2 - Action sur les lymphocytes B : les interleukines 2, 4 et 5
Action sur les virus
L’interféron gamma ou interféron immunologique agirait sur les virus.
La réponse à médiation cellulaire intervient dans : - la réaction d’HSR,
- le rejet de greffe,
- l’immunité antitumorale,
- l’immunité antiparasitaire et antiinfectieuse.
CONCLUSION
La réponse immunitaire est l’aboutissement normal de la sollicitation du système immunitaire lors de l’introduction d’un antigène étranger. Elle implique la reconnaissance de l’antigène, la coopération entre diverses cellules de l’immunité, et enfin la synthèse d’anticorps et/ou de cellules sensibilisées immunologiquement compétentes. Tous ces mécanismes divers concourent à la protection de l’organisme vis-à-vis d’agressions extérieures.
