LES IMMUNOGLOBULINES
VH VH
CH1 CH2 CH3 CH4
CH1 CH2 CH3 CH4 VL
CL
VL CL
complément
C
y
t
o
k
i
n
e
s
CPA
réaction immunitaire à médiation cellulaire
Macrophage
réaction immunitaire à médiation humorale
antigène (1er contact) Phagocyté par
LTh (CD4)
LTc LB
(CD8)
LTc activés
LTc mémoires
LB mémoires
anticorps
antigène (2er contact)
Germes extracellulaires (bactéries), opsonisation,
complément Germes intracellulaires
(virus), destruction cellules infectées,
cancéreuses
CPA
devient
stimule Ag présenté par les cellules
infectées, cancéreuses Ag libre active directement
Molécules d’adhésion
AideTh1
interféron Aide Th2
interleukines
Donne naissance à Donne naissance à
stimule
sécrètion
Plasmocytes Molécules
d’adhésion
I. INTRODUCTION
Les immunoglobulines (Ig) sont des glycoprotéines
le plasma les liquides extra-vasculaires les sécrétions
Présentes dans :
Douées d'activité anticorps
Pouvoir de liaison spécifique avec le déterminant antigénique qui a provoqué leur formation.
Produites par les plasmocytes (issus des lymphocytes B)
Globulines Albumine
a b
g
+ -
Migration
A b s o rb a n c e
Les immunoglobulines appartiennent à la
fraction gamma des protéines sériques
Les Ig à fonctions anticorps sont regroupées en cinq classes :
Les Ig sont caractérisées par une très grande hétérogénéité
Forment une vaste famille dont les membres sont doués de propriétés biologiques diverses, différentes de
la fonction anticorps
IgG IgA IgM
IgD IgE.Ac 1
Un anticorps remplit deux types de fonctions :
1. Reconnaissance de l’antigène
Les anticorps sont synthétisées par les plasmocytes en réponse à une substance antigénique.
Ag 1
Ac 2
Ag 2
2. Fonctions effectrices
La fixation du complément
La fixation à certaines cellu (basophiles, masto, mono…) Le passage trans-placentaire (pour les IgG)
Les réactions d'hypersensibilité (sauf de type IV)
Eosinophile
macrophage Neutrophile
Cellule NK
(Naturel Killer)
Ag de surface
Ac se fixe sur l’Ag par le fragment Fc Récepteur Fc
Cellule cible
2 types de chaînes légères:
Kappa (k) Lambda (L)
5 types de chaînes lourdes :
Gamma (g) pour les IgG
Alpha (a) pour les IgA
Mu () pour les IgM
Delta () pour les IgD
Epsilon() pour les IgE
II. STRUCTURE GENERALE DES IMMUNOGLOBULINES Toutes les Ig sont bâties sur un modèle de base
commun composé de 4 chaînes polypeptidiques :
2 chaînes légères dites L (Light)
2 chaînes lourdes dites H (Heavy)
- Les chaînes lourdes sont reliées entre elles et aux chaînes légères par un nombre variable de
ponts di-sulfures.
II. 1. Structure des chaînes lourdes
Chaque chaîne lourde comporte deux zones caractéristiques
- La région constante (CH)
Située du coté - COOH terminal
Composée de 330 des 440 acides aminés de la chaîne polypeptidique
Présente une zone flexible (charnière) responsable de la forme caractéristique en Y de la molécule d’Ac.
Participe aux fonctions effectrices de la molécule
II. 1. Structure des chaînes lourdes
Située du côté - NH2 terminal
Composée de 117 acides aminés (de 1 à 117).
Comporte trois zones hyper- variables au niveau
desquelles la séquence des acides aminés varie d'une immunoglobuline à l'autre.
Participe à la reconnaissance de l'Ag.
- La région variable (VH)
II.2 Structure des chaînes légères
Une molécule d‘Ig ne contient qu'un seul type de chaînes légères
Chaque chaîne légère comporte deux zones caractéristiques :
- Une région constante (CL) - Une région variable (VL)
Comporte trois zones hyper-
variables, Fixation des
déterminants antigéniques.
VH VH
CH1
CH2
CH3
CH4
CH1
CH2
CH3
CH4 VL
CL
VL CL
NH2 NH2
NH2
NH2
COOH COOH
COOH COOH
Domaines Globulinémiques
VH
CH 1 VL
Fab CL
CH2 CH3 Fc
Digestion par la papaïne
Zone charnière Papaïne
Fab
Deux fragments Fab identiques (Frag. Antigen -Binding) ayant conservé le pouvoir de liaison à l'ag
(fonc. de reconnaissance)
Un fragment Fc
(Frag. Cristallisable) dépourvu de toute
activité anticorps.
VH
CH 1 VL
Fab’ CL
CH2 CH3
Digestion par la pepsine
Pepsine
Fab’
(Fab’)2
Le fragment (Fab')2, se comporte pratiquement comme un anticorps entier; il possède deux sites de combinaison avec l'Ag.
III.1. Les immunoglobulines G (Ig G)
La fraction la plus importante de toutes les immunoglobulines sur le plan quantitatif.
La concentration sérique normale : 8 g/l ≤ IgG ≤ 16g/l Les Ig G représentent 70 à 80% de toutes les Ig sériques.
4 sous classes d'IgG identifiées par des différences antigéniques
IgG1 IgG2 IgG3 IgG4
1
2 3 4
Chacune de ces sous-classes constitue un isotype
*La longueur et la composition en acides aminés de la région charnière = région la plus caractéristique de chaque isotype..
IgG1 IgG2
IgG3 IgG4
*Le nombre et la position des ponts di-sulfures intercaténaires
*Des différences légères au niveau de la séquence des aa du Fc.
Les 4 isotypes des IgG se distinguent par :
Propriétés des IgG
* Présentes dans les liquides organiques surtout les liquides extra- vasculaires.
* Ont un faible pouvoir agglutinant et ont pour principale fonction anticorps la neutralisation des virus et des
toxines bactériennes.
* Possèdent un pouvoir opsonisant ( phagocytose des bactéries et des virus ).
* Sont les dernières immunoglobulines à apparaître après
une immunisation (par rapport aux IgM ).
* Les IgG sont cytophiles : propriété de se fixer à certaines cell.
Clc: Le fragment Fc des IgG est à l'origine de fonctions effectrices :
Transfert placentaire, Cytophilie, Fixation du complément. HSI
* Seules les IgG possèdent la capacité de traverser le placenta et de regagner la circulation fœtale.
* Les Ig G activent le complément
Elles protègent donc le fœtus et constituent la première ligne de défense du nouveau-né.
Présence de Rc cellulaires pour le fragment Fc des IgG sur les monocytes, les macrophages, et les granulocytes.
IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 CARACTERISTIQUES
· % des Ig totales 63 28 6 7
· Coefficient de sédimentation 7 7 7 7
· Demi-vie (en jours) 11,6 12,4 3,5 11,3
PROPRIETES BIOLOGIQUES
· Activation du complément - Voie classique
- Voie alterne Forte
Nulle
Faible Nulle
Forte
Nulle Nulle Faible
· Transfert placentaire Important Faible Important Important Principales caractéristiques physico-chimiques et
propriétés biologiques des différentes isotypes d'Ig G
III.2. Les immunoglobulines M (Ig M)
* Les Ig M = 10% des Ig totales.
* La concentration sérique normale : 0,5 ≤ IgM ≤ 2 g/l
* Les Ig M = pentamères, 5 sous- unités réunies par une chaîne polypeptidique, la chaîne J ("joining chain" ou chaîne de jonction), et par un pont di-sulfure.
* Les Ig M = grande avidité pour l’Ag car 10 frgts Fab dans chaque pentamère
* Les IgM sont les premières à apparaître dans la réponse primaire à l'infection. interviennent efficacement dans les infections bactériennes, et virales.
* Les Ig M ne peuvent pas traverser le placenta, car masse moléculaire élevée.
* Les Ig M fixent très efficacement le complément.
Cinq sous- unités réunies par la chaîne J et par un pont disulfure.
Pont disulfure
chaine -J
Structure d’une molécule IgM
Propriétés physico-chimiques
- Masse moléculaire (daltons) 900.000
- Coefficient de sédimentation (s) 19
- Nombre de sous - unités 5
- Chaîne J
1
Propriétés biologiques
- Concentration sérique (mg/ml) 0.5 - 2
- Demi-vie (jours) 5
¨ Fonctions anticorps Agglutination
¨ Fonctions effectrices Cytolyse (hémolyse)
- Passage trans- placentaire nulle
- Activation du complément - Voie classique
- Voie alterne
forte forte
- Cytophylie nulle
Principales caractéristiques physico-chimiques
et propriétés biologiques des IgM
La quantité des anticorps augmente avec la répétition de l’immunisation
Vaccination primaire ou première
injection injection de rappel
La quantité des anticorps augmente avec la répétition de l’immunisation
Apoptose
des cellules B Prolifération
Cel B “Ag A”
1° réponse à l’Ag A
A A B
1° réponse À l’Ag B
Prolifération Cel B “Ag B”
4 8 12 16 20 64 68 72
Concentration Anticorps
jours 2° réponse
à l’Ag A
Séquence dans la sécrétion des IgM et des IgG
• largement utilisée dans le diagnostic des maladies infectieuses
IgM- IgG+ infection ancienne IgM+ IgG+ infection subaiguë
IgM+ IgG- infection (récente) aiguë
IgM- IgG- pas d’infection
III.3. Les Immunoglobulines A (Ig A)
*Apparaissent sélectivement dans les sécrétions séro muqueuses
Salive Larmes Fluide nasal Sueur
Séc. pulmonaires Séc. génito-urinaires Séc. gastro-intestinale
IgA Sériques
IgA Sécrétoires
* Les IgA = 12% des Ig sériques 10% de la totalité des IgA
* Concentration sérique moyenne : 1,4 ≤ IgA ≤ 4 g/l.
* Faible fraction d'Ig A sous forme de dimères ou de polymères
III. 3.1 Les Ig A sériques
* Se présentent, pour la plupart, sous forme de monomères.
Les dimères ou les polymères sont réunies entre elles par une chaîne J.
* Protége les Ig A (protéolyse des enzy. Intestinales)
* favorisant ainsi leur persistance et prolongeant leur action au niveau de la muqueuse intestinale.
III. 3.2. Les Ig A sécrétoires (exocrines)
* Présentent principalement ss forme dimérique et polymérique
* Les sous- unités d'Ig A sécrétoires sont réunies entre elles par une chaîne J et par une pièce sécrétoire.
La pièce sécrétoire est une glycoprotéine de 60.000 daltons.
Pièce J
2 sous classes d'IgA identifiées par des différences antigéniques :
IgA1 IgA2
a1 a2
Chacune de ces sous-classes constitue un isotype
III.4. Les Immunoglobulines D (Ig D)
Les IgD = dans le sérum en faible concentration (0,2%-1% des Ig totales)
La quasi totalité des IgD est présente à la surface
des lymphocytes B Immatures avec des Ig M.
III.5. Les Immunoglobulines E (IgE)
A l'état de traces dans le sérum humain normal (0,004% des Ig totales)
Possèdent des récepteurs (haute et faible affinité) à la surface des basophiles et des mastocytes = RFc
Fixation des IgE sur leurs récepteurs
• Pontage par l’antigène
• Dégranulation
• Libération de médiateurs chimiques
(Histamine, Leucotriènes, Prostaglandine…)
Dégranulation libération de médiateurschimiques
de l’allergie (Histamine, …)
Dégranulation des mastocytes
Récepteur du Fc des IgE Allergène
Granules
IgE Mastocytes
Pontage de 2 molécules
d’IgE par l’allergène
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 10
50
100 IgG maternelles
IgG IgM
IgA
IgG de l’enfant
Age en mois
% de la concentration des Ig chez l’adulte
IV. ONTOGENESE DES IMMUNOGLOBULINES
Les IgG maternelles franchissent facilement le placenta.
Passage modeste pendant les 2 premiers trimestres de la vie fœtale.
Augmentation importante de la perméabilité
placentaire pour les IgG maternelles vers la 20éme semaine.
Intérêt pratique
- Diagnostic précoce de certaines maladies :
toxoplasmose, syphilis congénitale…
Ig = structure fondamentale mais
* variations d'une molécule d’Ig à l'autre
* variations au sein d'une même classe d’Ig
* différences entre les Ig de groupes d'individus appartenant à la même espèce.
V. DIVERSITE DES IMMUNOGLOBULINES
ISOTYPES, ALLOTYPES ET IDIOTYPES
Déterminants isotypiques
Monsieur A IgG1
Monsieur A IgM
Déterminants allotypiques
Monsieur A IgG1
Monsieur B IgG1
Déterminants idiotypiques (idiotopes)
Monsieur A IgG1
Anti antigène a
Monsieur A IgG1
Anti-antigène b
Les Anticorps monoclonaux sont des Ig produites par un seul clone lymphocytaire possédant ainsi les mêmes
spécificités antigéniques, isotypiques, allotypiques et idiotypiques.
Applications : Recherche fondamentale Recherche appliquée et
Médecine (diagnostic, traitement….)
VII. LES ANTICORPS MONOCLONAUX
monoclonaux Acs Acs
polyclonaux
La pièce « J » existe dans les classes d’immunoglobulines suivantes :
A. les immunoglobulines G B. les immunoglobulines M
C. les immunoglobulines A sériques dimériques D. les immunoglobulines A sécrétoires dimériques E. les immunoglobulines E
Le fragment Fc des immunoglobulines :
A. permet la fixation des IgE sur les mastocytes B. permet la fixation des IgG sur les macrophages
C. est composé des parties constantes et variables des chaînes lourdes et légères D. permet le passage transplacentaire des immunoglobulines G
E. permet à la molécule d’anticorps de neutraliser certains virus
