Coopération cellulaire - Cours de DCEM1 2010/2011 à Amiens

Immunologie. Hichem Bouhlal.
COOPERATION CELLULAIRE
Acteurs moléculaires de la réponse immunitaire
Immunité innée
Immunité adaptative
Non spécifique, minutes – heures
Spécifique, mémoire, jours
Acteurs moléculaires de la réponse immunitaire
Membranaires :
Membranaires :
o Pamp : TLR.
o Sélectines.
o Récepteur mannose.
o Intégrines.
o Récepteurs du complément.
o Molécules de la super famille des Ig.
o Autres (lectines type C, etc.).
Solubles :
Solubles :
o Anaphylatoxines : C5a.
o Chimiokines.
o Cytokines (IFN type I, etc.
o Cytokines (Th1, Th2, Th17, etc.).
Acteurs cellulaires de la réponse immunitaire
NK : lymphocytes cytotoxiques naturels.
LT CD4+ : « helper » ou auxiliaires.
o Détruisants cellules infectées : perforine,
o Effecteurs Th1, Th2, Th17.
granzyme.
o Régulateurs: IL10/TGF-β
o IFN-γ.
LT CD8+: Cytotoxiques CTL.
PNN.
o Détruisent les cellules devenues étrangères.
o Chimiokines.
LB
o Molécules B-cide/cytotox.
o Anticorps.
Cellules phagocytaires: Mph+++.
o ADCC (NK), neutralisation.
o Activation + LT.
o Production cytotoxique >> LT (CPA++).
Cellules dendritiques.
o Activation +++ LT.
o Production cytotoxique. >> LT (CPA+++)
Les facteurs moléculaires pour l’immunité adaptative
-
Trajet leucocytaire définie par : Une combinaison spécifique de sélectines, Chimiokines/R,
Intégrines et récepteurs Ig.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
1. Selectines
-
-
Sélectionner certaines cellules de la circulation.
Permettent la localisation des leucocytes dans les tissus spécifiques (ganglions ou autres organes
lymphoïdes).
Domaine extracellulaire de type lectine :
o Exprimées sur les Leucocytes = L-Sélectine.
o Exprimées sur l’Endoth. Vasc. = P-Sélectine et E-Sélectine.
Fonctionnement de la L-sélectine (CD62L) :
o Exprimé par les LT naïfs.
o Reconnait la parie carbohydratée des molécules à motifs SIALYL (type Sialyl Lewis X
sulfaté sur GlyCAM1) : CD34 et Gly-CAM1 appelées adressines vasculaires (End. Vasc.).
o Guider (adressage) l’entrée des LT vers les tissus lymphoïdes.
o Localisation des LT dans les ganglions.
2. Intégrines
-
-
-
Permette l’adhésion des cellules entre elles et à la matrice extracellulaire au cours des
récepteurs immunitaire et inflammatoire. Permet ainsi la diapédèse (passage dans les tissus
périphérique).
Protéines hétérodimériques (deux sous-unités différentes) :
o Grande chaine α avec plusieurs sites occupés par des cations (tels que le calcium,
nécessaire pour fonction,).
o Petite chaine α (liaison non covalente α-β).
Il existe 8 chaines β et 18 chaines α soit au moins 24 intégrines différentes possibles.
Toutes les cellules T expriment une intégrine commune associée à la fonction lymphocytaire β-2 :
LFA-1 (CD11a/CD18 ICAM1/2).
Les cellules T activées expriment des intégrines β-1 : VLA-1, Very Late Antigen (marq.
Activ.tardive).
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
Indiquées en rouge sont les intégrines exprimées par les leucocytes.
-
L’importance des intégrines dans l’extravasation des leucocytes peut être observée dans la LAD.
La LAD (LeyucocytesAdhesion Deficincy) est une maladie de la déficience en adhésion
leucocytaire. Héréditaire résultant d’un défaut de synthèse de la chaine commune β2 
infections bactériennes récurrentes + retard dans la guérison des plaies.
3. Les membres de la superfamille des Immunoglobulines (SF-Igs)
-
-
Superfamille des immunoglobulines comprend aussi :
o TCR.
o BCR.
o Les corécepteurs CD4 CD8, CD19.
o Et les domaines invariants des molécules du CMH/
Au moins trois molécules immunoglobulines, molécules d’adhésion sont importante pour la
stimulation LT :
o Molécule d’adhésion intercellulaire (ICAM) :
o ICAM 1 (CD54), ICAM-2 (CD102)  LFA-1 (CD11a/CD18) ICAM-1 et ICAM-2:
endothélium et CPA. Migration des LT à travers l’endothélium et présentation de
l’antigène.
o ICAM-3 (CD50)  DC-SIGN (CD209) ICAM-3: uniquement sur les leucocytes. Adhésion
aux CPA.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
4. Chimiokines
-
-
-
Les chimiokines : superfamille de petites polypeptides (90 à 130 acides aminés).
o Contrôlent sélectivement l’adhésion, chimiotactisme et l’activation de nombreux
leucocytes.
o Principalement dans le processus inflammatoire mais aussi homéostasie et
développement.
La structure et sous-familles : 4 résidus cystéines conservés, les deux premiers acides aminés
définissent les 4 sous-familles de chimiokines.
o Sous-famille CC quand il n’y a pas d’acide aminé entre les deux premiers acides aminés.
o Sous-famille CxC quand un acide aminé vient entre les deux premiers acides aminés
cystéines.
o Chimiokines C.
o Chimiokines CxC3 : trois acides aminés qui intercalent la séquence des deux premières
cystéines.
Certaines chimiokines CC sont nécessaire à l’orientation du système immunitaire :
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
CC
Ligand humain
Récepteur de la CC
CCL19
MIP3β
CCR7 (CD197)
CCL20
MIP3α
CCR6
CCL22
MDC
CCR4
- Dans la recherche contre le VIH on a démontré que des récepteurs tels que le CCR5 est un
corécepteur du VIH (à la surface des monocytes et lymphocytes).
- Chimiokines chef de files des CXCL :
Nom
-
-
-
Ligand humain
Récepteur de la CC
CXCL8
IL8
CXCR1, CXCR2
CXCR3 et CXCR6 sont exprimés massivement par le Th1 (attire CXC9, 10 et 11).
Le CXCR4 est un corécepteur du VIH (des souches VIH-X4).
Pour induire le chimiotactisme des cellules, ces chimiokines interagissent par l’intermédiaire de
récepteur. Ces récepteurs sont :
o Sont associés à une protéine G.
o Ont 7 domaines transmembranaires.
Leur fixation est à l’origine :
o Polymérisation de l’actine, adhésion et réarrangement cytosquelette.
o Permet le chimiotactisme.
Panel différent en fonction du type Cellulaire, de l’état d’activation, Th1/Th2.
o Th1: CCR1, 5 et CXCR3.
o Th2: CCR4, 8.
5. Cytokines : moyen de « dialogue » cellulaire
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
-
Les cytokines sont des protéines régulatrices de faible poids molécules ou des glycoprotéines.
Moyen de communication entre les cellules de l’immunité :
o Plusieurs effets : activation, apoptose, différenciation.
o Plusieurs mode de dialogue : autocrine, paracrine ou endocrine.
Cytokines : redondance, synergie, antagonisme, pléiotropie.
o Redondance : plusieurs cytokines peuvent induire un même effet. Exemple :IL2, IL4, IL5
induisent la prolifération des LB.
o Synergie : intensifier un effet. Exemple : IL4 + IL5 sur le lymphocyte B permettent une
commutation IgE.
o Antagonisme : bloquer l’effet d’une première cytokine. Exemple :IL4 permet
commutation IgE et INFγ bloque cet effet.
o Pléiotropie : une même cytokine peut avoir plusieurs effets (via des récepteurs
différents, ou des chaines différentes de récepteur). Exemple :
o IL4  activation et prolifération de LB.
o IL4  prolifération des thymocytes.
o IL4  prolifération des mastocytes.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
Famille des récepteurs des cytokines :
II. Acteurs cellulaires de la réponse immunitaire
1. Cellules NK
-
-
-
-
Fonctionnement des cellules NK
Interaction avec les cellules de l’organisme sein. Il faut que cette cellule saine soit présenter
certains molécules pour qu’elle ne la tue pas.
Il ya deux complexes au niveau de la cellule NK (formés par fibres d’actines et tubulines):
o SMAC : Supramolecular Activation Cluster.
o SMIC : Supramolecular Inhibition Cluster.
SMIC bloque la formation de SMAC en bloquant :
o La réorganisation des fibres d’actine.
o Le recrutement des récepteurs activateurs.
o Induit le détachement de la cellule cible du NK.
SMAC :
o Cellule qui ne présente pas de molécules reconnaissable par NK.
o Recrutement des récepteurs activateurs.
o Réorganisation actine/micro-tubulaires.
o Perforine et granzyme pour déclenchement du processus de mort cellulaire.
La cellule NK tue la cellule par deux mécanismes de cytotoxicité :
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
o
o
-
-
Par exocytose : perforine et granzyme induisent des lésions dans la membrane de la
cellule cible.
Cytotoxicité dépendante des anticorps ADCC : rôle des récepteurs du fragment Fc des
IgG.
Coopération cellulaire
Intervient dans l’immunité innée et interactivité avec les cellules de la réponse adaptative.
En effet la cellule NK :
o Production de IFN-γ qui TH1 > TH1 : orientation vers une immunité cellulaire.
o Aussi IL4 IL5 IL10 IL13.
o Cytokines pro-inflammatoires TNFα : inflammation.
o Chimiokines : IL8, MIP1α et MIP1β, RANTES. Diapédèse, migration vers sites
inflammatoires / infectées.
o Cytokines régulateurs : IL10 et TGFβ.
Exemple de coopération NK et cellules dendritique :
o Cellule dendritique est une cellule présentatrice d’antigène.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
2. Les PNN
Fonctionnement
Exemples de coopération avec les PNN
1. Produits de Dégranulation du PNN : Cathespine G – Azurocidine.
o Recrutement des monocytes et des cellules dendritiques.
o Activation des monocytes et des cellules dendritiques par le TNF.
o Activation des LT (IFN-γ et LB (BlyS : tumour-necrosis factor-related ligan B-lymphocyte
stimulator)).
Monocytes/macrophages et LT activés  TNF-α.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
2. Macrophages phagocytes les débrits des polynucléaires  IL-23.
3. IL-23  induit la production d’IL-17 par le LT dans les organes lymphoïdes secondaires.
4. IL-17 cellules stromales de la moelle osseuse  G-CSF granulocyte colony-stimulating factor.
G-CSF stimule la prolifération des précurseurs des PNN.
G-CSF bloque la production du CXCL12 (rétention des PNN dans la moelle osseuse) ce qui permet
le passage des PNN dans la circulation qui migrent vers les sites d’inflammation.
3. Macrophages
-
-
Propriétés fonctionnels
Les macrophages constituent la forme tissulaire des monocytes.
Les macrophages sont des cellules qui font partie des premières lignes de défense de l’immunité
naturelle.
On décrit trois grandes fonctions aux macrophages :
o La phagocytose : digestion de particules inertes, d’agents pathogènes et de cellules
mortes. Elle est facilitée par les opsonines reconnues par les récepteurs RFc et
récepteurs du complément.
o La présentation d’antigènes (CPA) aux lymphocytes T pour initer la réponse immunitaire
spécifique.
o La modulation de la réponse immunitaire par la sécrétion de médiateurs solubles
(cytokines et chimiokines).
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
Macrophages et coopération cellulaire
4. Cellules dendritiques
-
-
-
-
Les cellules dendritiques sont les seules cellules présentatrices d’antigènes capables d’activer le
lymphocyte T naïf.
La présentation d’antigène
La présentation d’antigène :
o Restreinte par le CMH classe I et classe II.
o Expression de molécules de co-stimulation +++.
o Trois types cellulaires de cellules présentatrices d’antigènes (de la plus importante à la
moins importante) : la cellule dendritique, le macrophage et le lymphocytes B.
Localisation différente au niveau d’un ganglion :
o Cellules dendritiques situé au cortex.
o Macrophages situés dans tout le ganglion.
o Les lymphocytes B sont situés dans le follicule.
Spécialisation dans le type d’antigène :
o Cellule dendritique présente large panel d’antigène surtout viraux.
o Macrophage présente des antigènes particulaires (bactéries, etc.).
o Lymphocytes B présente des antigènes solubles (toxines bactériennes).
Cellules dendritiques : différenciation et types
1. Cellules dendritiques interstitielles ou myéloïdes (mDC).
o TLR-3.
o CD11b/c +++ (αM, αX = CR4).
o CD1a.
o Chaîne α récepteur IL-3 +/- (CD123).
o BDCA-1 (CD1c).
o C-lectine DC-SIGN (DC-Specifique ICAM-3-grabbing nonintegrin, CD209).
2. Cellules dendritiques plasmocytoïde (pDC).
o TLR-7/9.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
o
o
o
CD11c-.
Chaîne a récepteur IL-3 +++ (CD123).
BDCA-4 (neuropilin-1, CD304).
-
Obtention in vitro :
-
La cellule dendritique: lien entre l’immunité innée et l’immunité spécifique
Cellule dendritique immature  cellule dendritique mature (exemple : cellule dendritique
Langerhans).
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
Apprêtement de l’antigène et présentation CMH I/II.
- Coopération cellulaire entre cellule dendritique et LB/LT/NK.
1. Cellule dendritique – lymphocyte B:
o LT-LB: CD40-CD40L + sécrétion IL-2.
o Cellule dendritique sécrète IL-12 entrainant la production d’immunoglobulines par le LB.
2. Cellule dendritique – lymphocyte T :
o Cellule présentatrice d’antigène aux lymphocytes T (signal 1 + signal 2).
o En présence de cytokines IFN-γ, IL-2, IL-12.
o Activation du LT naïf en T helper CD4 (TH) ou CTL CD8.
o Polarisation TH1 ou TH2 va dépendre de l’environnement et interactions : PAMPs – TLRs.
3. Cellule dendritique et activation des NK :
o NKG2D - MICA/MICB.
o Cytokines (IFN-α, IFN-β, IL-2, IL-12, IL-15 and IL-18):
o Activité Cytotoxique.
o Production de cytokines par les NK (IFN-γ, TNF).
o Les NK induisent la maturation des cellules dendritiques et leur élimination.
NKp30 = NK-cell protein 30 – TNF= tumour-necrosis factor - MICA/MICB = MHC-class-I polypeptide-related sequence A/B
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
Exemple de l’infection virale : interactions avec toutes les cellules effectrices du système
immunitaire (NK, macrophage, LT-CD4, CTL, LB).
5. Lymphocyte T CD4+
Activation du LT : synapse immunologique
-
S’il n’y a pas de signal 2 = anergie du lymphocyte T.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
Sur le plan moléculaire : rôle de NFAT
Signal 1 : par l’engagement du TCR AVEC signal 2 : molécules de costimulation (CD28CD80/CD86).
Le signal 1 permet les différentes voies de signalisation passant par calcium, calmoduline et
calcineurine qui aboutissent à la mono-phosphorylation de NFAT (p-NFAT).
Le signal 2 permet la translocation de NF-κB et AP1 dans le noyau (grâce à PKC, IKK et RAS-MAPK)
Dans le noyau p-NFAT et AP1 (Activator Protein 1) permettent l’activation des gènes activateurs
de la réponse immunitaire (cytokines, chimiokines, etc.).
NFAT = Nuclear Factor of Activated T-Cells.
IKK = Inhibitor of NF-κB (IκB) kinase.
MAPK = Mitogen Activated Protein Kinase.
-
-
-
NF-κB = Nuclear Factor κB.
NLS = Nuclear Localization Signal.
PKC = Protein Kinase C.
Signal 1 SANS signal 2.
Se produit lorsque le le TCR engage (par signal 1) mais sans engagement des molécules de
costimulation (absence de signal2).
Le calcium active NFAT mais sans translocation d’AP1.
Il y a alors dimérisation de NFAT qui activent les gènes dont les produits induisent l’anergie des
lymphocytes T.
Polarisation de la réponse T
Après activation des lymphocytes T en lymphocytes T effecteurs :
o TH1 (H = helper).
o TH2.
o TH17.
o T régulateurs (Treg).
Cette polarisation dépend :
o De l’environnement des cytokines.
o IL-12  TH1.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
o IL—4  TH2.
o TGF-β  Treg.
o TGF-β / IL-6  TH17.
o De facteurs de transcription différents.
o STAT4, T-bet  TH1.
o STAT6, GATA3  TH2.
o FOXOP3  Treg.
o STAT3, RORγt  TH17.
IL-1 et IL-23 peuvent potentialiser et stabiliser les TH17.
-
IL-4 bloque les TH1 et IFN-γ bloque les TH2.
-
-
Lymphocytes TH1
IL-2:
o Source : LT naïf, Th-1 et quelques CTL.
o Facteur de croissance des LT (CD4, CD8).
o Facteur de croissance des LB et synthèse chaine J (immunoglobulines).
o Facteur de croissance des NK
TNF-α :
o Source : Th1 et quelques CTL.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
-
-
-
-
-
o
o
o
o
IFN-γ :
o
o
o
o
o
Inhibe la prolifération de LB.
Facteur de mort cellulaire (LT).
Active les macrophages et induit la production du NO.
Active les PNN.
Source : Th1, CTL.
Facteur de différenciation des LT (CD4, CD8), NK et macrophage.
Inhibe la prolifération des LT Th2.
Facteur de croissance des NK.
Active les macrophages et augmente l’expression des molécules CMH classe I/II.
Lymphocytes TH2
IL-4 :
o Source : Th-2.
o Facteur de croissance des LT.
o Facteur de croissance/prolifération LB : IgG1, IgE et induction CMH classe II.
o Inhibe l’activation des macrophages.
o Facteur de croissance des mastocytes.
IL-5 :
o Source : Th2.
o Inhibe la prolifération des LT Th2.
o Facteur de croissance des Eosinophiles.
IL-10 :
o Source : Th2 (et les Treg).
o Induit l’expression CMH Cl II dans les LB.
o Inhibe les Th1 (LT).
o Inhibe la libération des cytokines des macrophages.
o Co-stimule la croissance des mastocytes.
Lymphocytes T-reg : mécanismes régulateurs
Les 4 principaux modes de régulation de la réponse immunitaire :
o Cytokines : UIL-10, TGF-β et IL-3.
o Cytolyse : granzyme-A, granzyme-B et perforine.
o Perturbation du métabolisme.
o CD25 (IL-2 récepteur forte affinité)  privation en IL-2  apoptose.
o Inhibition cAMP-dépendante.
o Immunosuppression mdéidée par CD39/CD73-Adénisine et le récepteur A2AR.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
o
-
Cibler les cellules dendritiques :
o Inhibition de la maturation/fonction par l’interaction CMH classe 2 + CD223
(LAG3).
o Interaction CTLA-4 + CD80/CD86 entraine la production d’indoleamine 2,3déioxygénase (IDO) par la cellule dendritique  fonction immunosuppressive.
Treg et effets inhibiteurs du TGF-β sur les cellules de l’immunité innée :
o Inhibe les NK :
o Baisse la production d’IFNγ.
o Diminue l’expression des récepteurs NKp30 NKG2D.
o Diminuent l’action cytolytique des NK.
o Rend les CD « Tolérogène » :
o Baisse la migration.
o Baisse de la maturation.
o Baisse de la production de cytokines.
o Sensibilisation à l’apoptose.
o Rend les PNN moins cytotoxiques.
o Baisse l’activation des macrophages : inhibition du FT NF-κB entrainant une baisse de la
production de cytokines.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
1.
2.
3.
4.
Les lymphocytes TH17 et immunité (exemple : anti-tumorale)
T helper 17 (TH17):
Expansion : IL-23 et IL-1 dont la source sont les cellules dendritiques myéloides / macrophages 
Production massive d’IL17.
Production de chimiokines inflammatoires CXCL9, CXCL10 (CTL, NK) pour intensifier le
recrutement des cellules CTL/NK.
Rétention des CTL/NK dans le foyer tumoral.
Production de CCL20 (cellules endothéliales) pour recruter des cellules dendritiques (CCR6)+ qui
apprêtent des antigènes cancéreux afin des les présenter aux CTL.
Cytotoxicité +++
6. Lymphocyte T CD8+
-
Ce sont des lymphocytes cytotoxiques.
NB : CTL = Cytotoxic T Cells
-
-
Principaux mécanismes de la cytotoxicité des CTL.
Mécanismes majeurs :
o Perforines : par polymérisation pour former des pores traversant la membrane des
cellules cibles entrainant une apoptose.
o Granzyme : serines-protéases qui active l’apoptose une fois qu’elles sont dans le
cytoplasme des cellules cibles.
Mécanismes mineurs :
o Fixation de Fas (cellule cible) sur FasL (CTL) qui appartient à la famille des TNFmembranaire, entraine l’apoptose.
o Libération de cytokines :
o IFN-γ :
o Inhiber directement la réplication virale.
o Expression CMH classe I et peptides viraux par la cellule cible (infectée)
qui sont des cibles pour le CTL.
o Activation des macrophages sur le site de l’infection (phagocytose +
cellules présentatrices d’antigènes).
o TNF-α et TNF-β agissent en synergie avec IFN-γ.
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
Immunologie. Hichem Bouhlal.
7. LB : coopération LT-LB dans la production des anticorps
-
-
Antigènes thymo-indépendants :
o Activent les LB producteurs d’anticorps spécifiques sans nécessiter la coopération LT
spécifique de l’antigène.
o Molécules de grande taille.
o Pas de commutation isotypique.
o Induire exclusivement une réponse LB à IgM.
Antigènes thymo-dépendants :
o La production d’anticorps spécifiques est STRICTEMENT dépendante d’une coopération
LT spécifique de l’antigène.
o Grande majorité de nature protéique.
o Réponse à différents isotypes (commutation isotypique).
o Les isotypes sont fonction des cytokines produites par les LT
Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.