chapitre 5
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Chapitre 5 Mémoire immunitaire, vaccins et phénotype immunitaire Dans le cas de la vaccination contre le VIH, il s’agit de protéger l’organisme contre un rétrovirus très différent des autres virus. La mise au point de ce vaccin se heurte actuellement à plusieurs difficultés. I Phénotype immunitaire A définition Le phénotype immunitaire est l’ensemble des spécificités des lymphocytes B et T à un moment donné de la vie d’un individu, c'est-à-dire : • Le « répertoire » des anticorps (plus précisément des récepteurs B) • Le « répertoire » des récepteurs des cellules T. Les LT8, LB et LT4 vierges sont présents dans l’organisme avant l’antigène dont ils sont spécifiques. Comment peut-on expliquer cette diversité de récepteurs ? B Génotype et diversité des récepteurs Grâce à des mécanismes génétiques originaux, l’organisme produit des LT et LB d’une grande diversité dont les récepteurs sont spécifiques d’une multitude de molécules étrangères ou non. Comment peut-on expliquer que ces LB et des LT ne s’attaquent pas aux cellules de l’organisme ? C Environnement et phénotype immunitaire 1. Elimination des cellules auto réactives Au cours de leur maturation dans la moelle osseuse (puis dans le thymus pour les LT, mais pas les LB), les futurs LB et LT sont mis en présence des cellules de l’organisme. La majorité des récepteurs se lient aux molécules du soi : les cellules auto réactives qui possèdent ces récepteurs sont éliminées. 2. Sélection et établissement du phénotype Les LB et LT qui ont survécu à cette élimination circulent dans l’organisme ou bien sont stockés dans les organes lymphoïdes secondaires (ganglions…). S’ils rencontrent un antigène dont ils sont spécifiques, c’est la sélection puis la multiplication. Il y a alors formation de clones actifs dans la défense immunitaire (LB mémoire, LT4 mémoire, plasmocytes, LTc…) 3. Variabilité du phénotype immunitaire Le phénotype immunitaire résulte d’une interaction entre le génotype et l’environnement. Sa particularité par rapport aux autres phénotypes est qu’il change constamment en fonction des sélections dues aux expositions à différents antigènes. II La vaccination A approche historique de la vaccination Dès le XIe siècle, les Chinois pratiquaient la variolisation : il s'agissait d'inoculer une forme qu'on espérait peu virulente de la variole en mettant en contact la personne à immuniser avec le contenu de la substance suppurant des vésicules d'un malade. Le résultat restait cependant aléatoire et risqué, le taux de mortalité pouvait atteindre 1 ou 2 %. Le médecin anglais Edward Jenner entend parler d'une croyance populaire selon laquelle attraper la variole des vaches préserverait de la forme humaine. Le 14 mai 1796, il inocula à un enfant du pus prélevé sur la main d'une fermière infectée par la vaccine, ou variole des vaches, qui était présente sur les pis de la vache. Trois mois plus tard, il inocula la variole à l'enfant qui s'est révélé immunisé. Cette pratique s'est répandue progressivement dans toute l'Europe. Le mot "vaccination" vient du latin "vacca" qui signifie "vache". Louis Pasteur scientifique français, inventeur du vaccin contre la rage en 1885. L'Institut Pasteur naît en 1887. Le principe d'action de la vaccination a été expliqué par Louis Pasteur et ses collaborateurs Roux et Duclaux, suite aux travaux de Robert Koch mettant en relation les microbes et les maladies. Cette découverte lui permit d'améliorer la technique. Sa première vaccination fut la vaccination d'un troupeau de moutons contre le choléra le 5 mai 1881. La première vaccination humaine (hormis la vaccination au sens originel de Jenner) fut celle d'un enfant contre la rage le 6 juin 1885. • • • • • • • • • • • • • • • • 1796 Tout premier vaccin contre la variole 1879 Premier vaccin contre le choléra 1881 Premier vaccin contre l'anthrax 1882 Premier vaccin contre la rage 1890 Premier vaccin contre le tétanos 1890 Premier vaccin contre la diphtérie 1896 Premier vaccin contre la fièvre typhoïde 1897 Premier vaccin contre la peste 1926 Premier vaccin contre la coqueluche 1927 Premier vaccin contre la tuberculose 1932 Premier vaccin contre la fièvre jaune 1937 Premier vaccin contre le typhus 1945 Premier vaccin contre la grippe 1952 Premier vaccin contre la poliomyélite 1954 Premier vaccin contre l'encéphalite japonaise 1957 Premier vaccin contre l'adénovirus-4 et 7 • • • • • • • • • • • • • 1962 Premier vaccin oral contre la poliomyélite (polio) 1964 Premier vaccin contre la rubéole 1967 Premier vaccin contre les oreillons 1970 Premier vaccin contre la roséole 1974 Premier vaccin contre la varicelle 1977 Premier vaccin contre la pneumonie (Streptococcus pneumoniae) 1978 Premier vaccin contre la méningite (Neisseria meningitidis) 1981 Premier vaccin contre l'hépatite B 1985 Premier vaccin contre la méningite bactérienne (HiB) 1992 Premier vaccin contre l'hépatite A 1998 Premier vaccin contre la borréliose 1998 Premier vaccin contre le rotavirus 2006 Premier vaccin contre le papillomavirus B Utilisation de la mémoire du système immunitaire Le premier contact avec l’antigène entraîne une réaction lente et quantitativement peu importante, alors que le second contact entraîne une réaction beaucoup plus rapide et quantitativement plus importante. Cette mémoire immunitaire s’explique par la formation, après un premier contact avec un antigène, de lymphocytes B mémoire et de lymphocytes T4 mémoire. Ces cellules sont plus nombreuses que les lymphocytes B ou T4 vierges, de même spécificité ; elles ont une durée de vie plus longue et elles réagissent très rapidement lors d’un second contact avec l’antigène. Enfin, elles ont des récepteurs antigéniques de plus haute affinité que ceux sollicités lors du premier contact. La vaccination est donc un processus artificiel qui fait évoluer le phénotype immunitaire afin que l’intrusion du pathogène déclenche une réponse immunitaire du niveau d’une réponse secondaire. La vaccination développe l’immunité acquise. C Un vaccin contre le VIH ? 1. Principe Il s’agit d’induire une réponse immunitaire à plusieurs niveaux : - production d’anticorps anti-VIH : éviter la fixation du VIH sur les cellules cibles. - production de LTc : tuer les premières cellules infectées - production d’anticorps empêchant la traversée des muqueuses par le virus : les macrophages sont les premières cellules infectées, car ils sont nombreux au niveau des muqueuses (impliqués dans l’immunité innée). Or les anticorps circulent dans le sang et la lymphe. Il s’agit de stimuler leur production au niveau du mucus. 2. Difficulté principale Le virus est hypervariant : à cause de nombreuses erreurs commises par la transcriptase inverse, plusieurs dizaines de variants peuvent être isolés pendant l’évolution de la maladie. Ceci entraîne des variations de la séquence et donc de la structure tridimensionnelle des les protéines virales en particulier de la boucle V3 de la gp120, principale cible des anticorps. 3. Autres difficultés (4 p 355) - Faire des essais de nouveaux vaccins sur des personnes saines - L’injection de protéines virales afin d’induire la production d’anticorps est efficace uniquement à court terme, et dans le cas d’une contamination par le sang. - La production de LTc a été obtenue mais à des taux modestes et de façon non durable Conclusion Le phénotype immunitaire résulte d’une interaction complexe entre le génotype et l’environnement. La vaccination est un processus artificiel qui fait évoluer ce phénotype immunitaire. Les espoirs pour un vaccin anti-VIH Des vaccins ont été mis au point contre différents virus. Ils reproduisent une situation naturelle, celle de l’immunité acquise contre ces virus après une première infection guérie. Le premier contact avec l’antigène entraîne une réaction lente et quantitativement peu importante, alors que le second contact entraîne une réaction beaucoup plus rapide et quantitativement plus importante. Cette mémoire immunitaire s’explique par la formation, après un premier contact avec un antigène, de lymphocytes B mémoire et de lymphocytes T4 mémoire. Ces cellules sont plus nombreuses que les lymphocytes B ou T4 vierges, de même spécificité ; elles ont une durée de vie plus longue et elles réagissent très rapidement lors d’un second contact avec l’antigène. Dans le cas du virus du SIDA, il s’agit de trouver un vaccin contre un virus qui n’est pas vaincu par les défenses immunitaires naturelles. Le virus du SIDA mutant constamment, une des difficultés de la mise au point d’un vaccin est d’identifier une protéine invariable et accessible à la surface du virus. Le phénotype immunitaire : interaction entre le génotype et l’environnement Le phénotype immunitaire, c’est-à-dire l’ensemble des spécificités des lymphocytes B et T à un moment donné de la vie d’un individu (ou “répertoire” des anticorps et des récepteurs des cellules T) résulte d’une interaction complexe entre le génotype et l’environnement. Grâce à des mécanismes génétiques originaux, l’organisme produit des lymphocytes T et B d’une infinie diversité. Parmi ces cellules, la très grande majorité, notamment celles qui sont potentiellement dangereuses pour l’organisme (“auto-réactives”), sont éliminées. Celles qui subsistent sont sélectionnées par les antigènes des cellules malades ou des pathogènes présents. Ces cellules sont à l’origine des clones actifs dans la défense immunitaire. Il en résulte un phénotype qui change sans cesse en s’adaptant à l’environnement (variabilité). La vaccination est un processus artificiel qui fait évoluer ce phénotype immunitaire.
