UE9-JJH-Mecanismes_effecteurs_de_l_immunite_innee_partie_2

UE9 – Immunologie et Immunopathologie
JJ. Hoarau
Date : 18/03/2016
Promo : P2 2015-2016
Ronéistes : Laurianne Tailammé
Romain Boother
Plage horaire : 10h45-12h45
Enseignant : JJ. Hoarau
Mécanisme effecteurs de l'immunité innée
I. Cellules effectrices non spécifiques
1. Polynucléaires neutrophiles
2. Complexe monocyte/macrophages
II. Mécanisme de la phagocytose
1. Chimiotactisme
2. Opsonisation
I. Cellules effectrices non spécifiques
Les cellules de l’immunité innée sont les phagocytes. Les cellules phagocytaires ou phagocytes comprennent
les polynucléaires neutrophiles et les cellules du système monocytes-macrophages.
1. Polynucléaires neutrophiles
Ils se trouvent dans le sang (circulation : 8-10h), peu dans les tissus mais rapidement mobilisés au foyer
infectieux.
Ils ont principalement une action antibactérienne et antifongique, en cas d'infection leur nombre augmentent
rapidement (hyperleucocytose) et ils migrent dans le tissu enflammé/infecté.
Ils permettent la phagocytose puis la formation d'un phagosome ou se déroule un burst oxydatif : activation
d'enzymes hydrolytiques et d'espèces de l'O2 activées.
Ils présentent des granulations primaires azurophiles plus grosses et plus riches en enzymes de type
peroxydase (burst oxydatif) et lysozyme et des granulations secondaires de type collagénase, lactoferrine
(fer nécessaire pour développement des bactéries) et lysozyme.
2. Complexe monocyte – macrophages
500 à 1000 par μl de sang = 6-10% Leucocytes circulant.
Les monocytes circulant dans le sang migrent dans les tissus et se différencient en macrophages de façon
tissu-dépendante.
Ils se différencient en augmentant sa taille d'un rapport de 5 à 10, son nombre d'organites intracellulaires
augmente et se complexifie, ses capacités phagocytaire s'améliorent, ils produisent plus d'enzymes
hydrolytiques et sécrètent des facteurs solubles (cytokines).
Ils se différencient et résident en macrophages alvéolaires au poumon, histiocytes dans le tissu conjonctif, en
cellules mésengliales dans les reins, en cellules de Küpfer dans le foie, en microglie dans le cerveau et en
ostéoclastes dans l'os mais il existe tout de même des macrophages libres circulants.
Les macrophages activés produisent des protéines cytotoxiques et agiront sur les agents pathogènes, cellules
infectées par les bactéries intracellulaires ou par les virus et sur les cellules tumorales.
Les macrophages ont pour fonction :
- de recruter d'autres cellules
- la production de cytokines et de chimiokines (inflammation)
- la fonction d'éboueur (scavenger)
- phagocytose et lyse après que les mécanismes bactéricides soient activés
- rôle de présentateur d'antigène
Les macrophages ont une bonne mobilité et plasticité : ils se déforment et émettent des pseudopodes
(évagination).
Le macrophage est surtout caractérisé par son envie de phagocyter tout ce qui bouge, il peut phagocyter
même des gouttes d'huiles dans le corps (c'est ça le souci). Ils peuvent devenir anarchiques et ingérer nos
propres cellules ou encore des cristaux aboutissant à des maladies inflammatoires.
II. Mécanisme de phagocytose
Étapes de la phagocytose par un macrophage : cette phagocytose donne des débris cellulaires rejeté par le
macrophage donnant la caséum (pus).
1. Chimiotactisme
Définition : Déplacement des cellules en réponse à un gradient de concentration d'un chimio-attracteur. Le
chimiotactisme concerne les phagocytes et toutes les autres cellules immunitaires.
La première étape dans le fonctionnement d’une cellule phagocytaire, c’est de participer au chimiotactisme
c'est-à-dire être attirée sur le site infectieux pour déclencher le mécanisme inflammatoire ; les nouvelles cellules ayant besoin d’être attirées vers le site infectieux.
Substances chimiotactiques
:
Chimiokines : Les chimiokines ou chémokine (un type de cytokine à activité chimioattractante) et parmi ces
chimiokines, on retrouve quelques composés dérivés du complément qui sont les anaphylatoxines (C3a,
C4a, C5a qui ont une capacité chimio-attractante). Elles sont formées de 90 à 130 acides aminés et reconnues par récepteur RCPG.
Elles sont très nombreuses mais celles qu'il faut retenir sont :
- IL-8 ou CXCN-8 : recrute des PNN et sera la première à être libérée en masse.
- MIP : recrute des macrophages
- MCP : active les monocytes circulants
- RANTES : action sur les thymocytes
- Produits d'oxydation de la membrane : La phagocytose permet la dégradation des produits altérés de
l’organisme (cellules mortes) et des agents étrangers.
- Peptide N - formyl: retrouvé chez certaines bactéries et attirent les phagocytes. Ce sont des composés qui
peuvent agir directement sur les cellules phagocytaires et qui sont libérés par les bactéries. Ce sont en fait
des produits de dégradation bactérienne et lorsque les protéines des bactéries sont dégradées, il va se former
un composé qui porte une séquence particulière.
Les peptides possèdent ce motif : formyl méthionine leucine phénylalanine (FMLP) reconnu par les phagocytes et qui va les attirer vers le site infectieux.
Pour faciliter la diapédèse l'endothélium vasculaire produit des récepteurs : les cellules s'accrochent au début
par des molécules d'adhésion faible pour permettre le rolling et vont s'immobiliser devant leur site de diapédèse propre grâce des molécules d'adhésion forte. Chimiokine et chemokine agissent sur l’endothélium et les
leucocytes pour induire l’expression de molécules d’adhésion nécessaire à la diapédèse.
L’infiltration des cellules circulantes passent par plusieurs étapes :
- La première est une étape de rolling. Les cellules vont interagir par interaction faible (molécules
d’adhésion) et ainsi rouler le long de l’endothélium (ralentissement des leucocytes circulants)
- La deuxième est une étape interaction forte entre les leucocytes et l’endothélium vasculaire qui fait intervenir les molécules d’adhésion fortes. A ce moment-là, l’interaction va entrainer l’immobilisation du leucocyte.
- Sa plasticité cellulaire est alors mise en jeu. En effet, il va s’insérer au niveau des jonctions cellulaires :
c’est la diapédèse.
- Après quoi ils migrent au sein du tissu en suivant les gradients de concentration vers le site infectieux.
Ces molécules sont des CAMs :
Faible : sélectine (interagissent avec des mucines) donc rolling
- P sélectine : stockée dans les cellules endothéliales
- L sélectine : néo-synthétisée par les cellules endothéliales
Leurs ligands communs sont des groupements présent chez les mucines (pathogène)
Forte : intégrine (intergissent avec ICAM/VCAM)
LFA-1 exprimé par les phagocytes et composer de 2 sous-unités (alpha, béta) et a pour ligand les ICAM et
VCAM exprimés par les cellules endothéliales vasculaires.
- ICAM 1 (CD54) : exprimé par endothélium activé
- ICAM 2 (CD102) : exprimé par endothélium au repos
-VCAM1(CD106) : endothélium activé
- PECAM (CD31) : permet aux cellules leucocytaires de mimer l'interaction entre cellules endothéliales et
facilite leur diapédèse. Le mécanisme se fait par liaison homotypique (pecam/pecam)
2. Opsonisation
La reconnaissance peut se faire de deux façons :
- directe : il y a des récepteurs à la surface des cellules phagocytaires qui vont pouvoir reconnaitre directement certains déterminants associés aux agents pathogènes. Les récepteurs impliqués dans cette reconnaissance sont les PRR (pathogen recognition receptor) : les plus connus sont les TLR (toll like receptor).
- indirecte : lorsque les agents pathogènes ont été opsonisés, ils vont être recouvert soit par des facteurs du
complément (C3b). Dans ce cas-là c’est le facteur opsonisant qui va être reconnu. Quand c’est les facteurs
du complément qui sont responsable de l’opsonisation on va retrouver des récepteurs du complément : les
CR. Lorsque ces agents pathogènes sont recouverts par des anticorps ils vont être reconnus au niveau de
récepteurs des régions constantes des Ac : les Fc recepteurs (récepteurs du fragment constant des Ac).
Les PRR reconnaissent des PAMPS (motifs moléculaires associés aux pathogènes).
PAMPS (rappel) :
- sont non partagés avec leurs hôtes
- partagés avec de nombreux pathogènes apparentés
- sont relativement invariants
- sont très souvent indispensable à la survie et au pouvoir infectieux du pathogène.
Exemple : flagelline / peptidoglycanes des gram +/ LPS des gram -/ l'acide téichoïque / l'ARN double brin /
l'ADN déméthylé / les peptides formylés.
3 classes de PRR :
- PRR secrété : - CPR, SPA, SPD (protéine du surfactant)
- MBL (mannane binding lectin) : appartient à la famille des collectines (permet
reconnaissance des déterminants glucidiques).
Le MBL appartient à une famille particulière de leptine : les collectines (sous-groupe des sélectines) : les
domaines de reconnaissance qui vont permettre d’entrer en interaction avec les PAMPS sont des domaines
lectines. Ce sont des domaines de reconnaissance notamment des carbohydrates, des sucres que l’on va retrouver à la surface des agents pathogènes bactériens, viraux, protozoaires, champignons…
- PRR endocytique : C’est un récepteur transmembranaire présent dans la membrane des cellules phagocytaires et qui est capable de reconnaitre différentes structures glucidiques à la surface des bactéries et de certains virus comme le VIH. Il reconnait le mannane mais également d’autres sucres, le mannose, le glucose,
le fucose.
Il existe deux familles :
- MMR pour Mannose-Macrophage-Receptor qui reconnaît le mannose.
- scavenger recepteur : (reconnaissance des molécules du soi modifié (LDH) et fonction d'éboueur pour la
phagocytose des globules rouges sénescents par exemple.
- PRR de signalisation (Toll like recepteur) : signale en intracellulaire et participe à la réponse inflammatoire
et l'induction d'une réponse adaptative. Ce sont des récepteurs transmembranaires pouvant contrôler les
milieux extra/intracellulaires.Les PRR de signalisation les plus connues sont de la famille des Toll-like
récepteurs. Les PRR ou TLR sont des protéines transmembranaires type I (au niveau de la membrane
plasmique ou au niveau des membranes intracellulaires -> surveillance des compartiments intra et extracellulaires), qui ont la capacité de reconnaitre les PAMPS.
Les domaines extra cellulaires des TLR sont des domaines riches en leucine (nombre variable en fonction
des TLR). Le domaine intra cellulaire est invariant : c’est le domaine TIR (toll interleukine1 receptor) car ce
domaine intra cellulaire est identique au domaine intra cellulaire du récepteur de l’interleukine 1.
Ils ont une fonction pro-inflammatoire comme l'IL-1.
Les TLR seront sous forme monomérique ou dimérique (hétero/homo) et cela conditionnera leur
reconnaissance spécifique de PAMPs. Les TLR au niveau des endosomes permettront la reconnaissance des
différents ADN pathogènes.
Ligands des différents TLR :
TLR 3 : ARN double brin notamment dans la reconnaissance d'infection virale au niveau des endosomes
puisqu'on a de l'ARN double brin qui se forme.
TLR 4 : reconnaissance de lipopolysaccharide LPS (c'est le CD14 qui va reconnaître le LPS)
TLR7/8 : ARN simple brin
TLR 5 : reconnaissance de la flagelline
TLR9 : ADN déméthylé de type CpG
Les TLR reconnaissent leurs ligands à la surface cellulaire ou à l'intérieur de la cellule.
Ces TLR exprimés à la surface cellulaire peuvent également être recrutés au niveau des phagolysosome pour
pouvoir aller identifier la nature de l’agent pathogène qui a été phagocyté. Cela notamment pour la reconnaissance des structures ADN double brin (associés aux virus) par le TLR3 au niveau des endosomes. De la
même façon la reconnaissance des acides nucléiques de type simple brin est effectué par les TLR7/8 au niveau des endosomes. Les ADN déméthylés de type CPG sont sondés par le TLR9 directement au niveau des
endosomes.
Ce mécanisme permet donc au phagocyte exprimant des PRRs de reconnaître directement les pathogènes et
de les éliminer rapidement. Cependant, de nombreux pathogènes ont développé des mécanismes
d’échappement à la phagocytose : capsule (pneumocoques), inhibition fusion phago-lysozome (mycobactérie), l'inhibition du complément (neisseria), échappement au phagosome (listeria).
Signalisation intracellulaire des TLR : Elle se fait par 2 voies possibles : la voie des MAP kinase et la voie
du NF-kB.
Voie NF-kB : Le TLR avec sa portion TIR intracellulaire va recruter MyD88 (là aussi par son domaine TIR).
Il y a ensuite une activation d'IRAK (kinase) puis de TRAF qui va libérer NF-κB qui était lié à IκB. NF-κB
peut alors se transloquer dans le noyau et activer les promoteurs responsables de la synthèse de chimiokines
et cytokines.
On pensait initialement que MyD88 était le seul adaptateur pour tous les TLR, en fait on a mis en évidence
d'autres adaptateurs comme TRIF.