Cours du 29-01

UE2 immunologie
Professeur : P.Van Endert
RT : Ihsène Taihi Mardi 29/01/2008
Heure : 17h-19h
Cours : la présentation de l’antigène
Plan :
1-introduction
2-caractéristiques CMH I
CMH II
3-CMH II
-CPA professionnelles
-Protéines chaperonnes +étapes :
-chaîne invariante
-HLA-dm
-protéases
4-CMH I
-origine des peptides
-Protéasome
-UPS: ubiquitin-proteasome system
- devenir du peptide issu du protéasome
-TAP
-le peptide dans le RE
-assemblage peptide/CMHI
1-Introduction-définition:
La présentation de l’antigène, ou à proprement dite l’apprêtement de l’antigène, car la
présentation se fait quand le complexe CMH/peptide est bien formé et arrivé à la surface, et
devient capable de présenter l’antigène aux cellules Tc ou Th.
L’apprêtement de l’antigène est une discipline de l’immunologie qui traite des séries
d’événements nécessaires pour produire le complexe CMH/peptide.
Les questions qu’on va traiter :
-quelles protéines vont donner ces peptides ?
-quelles protéases intracellulaires vont agir ?
-quels sont les phénomènes de transport entre les différents compartiments intracellulaires ?
-comment ce peptide se lie au CMH (complexe majeur d’histocompatibilité) et par quelles
protéines chaperonnes ?
Historique :

Selon le prof, dans l’évolution, les organismes ont eu l’idée à une époque qu’il serait utile de
surveiller les tissus de l’organisme et prévenir les dangers tels: l’entrée des microorganismes
pathogènes, l’apparition de cellules malignes, et l’une des façons de le faire c’est de réparer sa
« signature protéique » c'est-à-dire la composante protéique extracellulaire propre au
pathogène.
On avait 2 systèmes protéolytiques dans les cellules qui pouvaient être adaptées à cet
objectif : le cytosol et le lysosome, qui étaient déjà présents avant l’apparition des systèmes
immunitaires adaptatifs.
1-le cytosol : présent dans toutes les cellules, il dégrade les protéines synthétisées pas la
cellule elle-même, il est utilisé par le système immunitaire pour réparer ces protéines……..
2-lysosome : propre à certaines cellules capables d’internaliser et d’endocyter des protéines de
l’extérieur, ce système à été adapté aux cellules spécialisées qui portent le CMH II.
2-caractéristiques :
CMH I : liés à la surveillance de la composante protéique de la cellule présentatrice elle-
même, on le trouve dans toutes les cellules du corps sauf les cellules anucléées (les globules
rouges). Il agit sur les antigènes endogènes (produits par la cellule présentatrice elle-même),
et dans certaines cellules comme les cellules dendritiques, il peut agir sur les antigènes
internalisés: exogènes. Le système cytosolique est induit par l’interféron γ (cytokine) qui
augmente la production de facteurs et protéines nécessaires à son fonctionnement.
Mécanisme : CMHI avec les LT CD8+ ou LTc
Au début il y a dégradation des protéines produites par la cellules, dans le cytosol, ceci se fait
par le : protéasome, le peptide produit devra être transporté vers le réticulum
endoplasmique RE, où se trouve la molécule du CMH I néosynthétisée qui forme un
complexe multi protéique qui optimise l’assemblage avec les peptides qui arrivent par un
transporteur, et après la liaison du CMHI avec le peptide il va aller jusqu’à la surface
cellulaire pour le présenter aux LT.
CMH II : présent chez les cellules présentatrices d’antigène : CPA professionnelles, il
peut être induit dans les autres cellules si elles sont traitées par des cytokines : l’interféron γ,
TNF
La protéolyse a lieu dans les lysosomes, qui ont accès à tout ce qui est endocyté surtout les
cellules phagocytaires.
Mécanisme : CMH II est différent du système précédent, leur synthèse commence comme
toutes les protéines sécrétoires dans le réticulum endoplasmique RE, elles y sont assemblées
mais restent inactives, car l’acquisition du peptide se fait plus tard après avoir quitté le RE,
donc dans un autre compartiment : le lysosome. Ce dernier va fusionner avec les endosomes
qui contiennent les protéines internalisées par les CPA, qui vont être dégradées et se lier au
CMH II, ceci se fait grâce à des protéines chaperonnes qui vont se fixer sur la molécule de
CMH II et empêcher sa liaison au peptide dans le RE.
3-CMHII :
Sa spécificité est la capture de l’Antigène par la CPA, ceci ne se fait pas pour les cellules du
CMH I.
-Avec des méthodes biochimiques qui ont cherché la nature des peptides liés aux CMH II, on
a constaté que 50% de ces peptides sont synthétisés par la CPA elle-même, donc elles ne
viennent pas toutes de l’antigène internalisé. Ceci est important pour la sélection typique des
cellules T CD4+ ou Th qui vont reconnaitre le complexe : CMHII/peptide, avec des peptides
endogènes et reconnaitre le monde protéique des cellules.

-Les lysosomes qui contiennent les CMHII sont très acides avec un PH=5 donc agressif, et
donc les protéines endogènes et exogènes n’échappent pas à la dégradation dans ce
compartiment, c’est aussi le lieu de l’internalisation de tout ce qui se trouve à la surface
cellulaire, tel que les récepteurs cellulaire, qui ont une durée de vie limitée, et qui vont y être
dégradés et éliminés. Ceci explique que les CMHII vont être liés non seulement à des
protéines exogènes, mais aussi endogènes.
 CPA professionnelles :
- cellules dendritiques : très puissantes, multivalentes, peuvent contrôler la réponse
adaptative et innée.
Elles ont un très grand nombre de récepteurs à leur surface :
-C-Lectines qui reconnaissent les protéines glycosylées.
-les RFc.
Elles ont plus de mécanismes d’internalisation que les LB: la pinocytose comme chez les
macrophages (c’est la capacité englober des gouttelettes de différentes tailles du liquide
extracellulaire) c’est une sorte de filtration des protéines extracellulaires, d’autre part on a
la phagocytose (internalisation de débris cellulaires, composants de pathogènes, produits
de nécrose et d’apoptose) elle est déclenché par le contact par le récepteur de la cellule
avec l’élément pathogène.
-LB : cellule qui a une très forte affinité (Ig), mais incapable de phagocytose, elle
internalise. elle contient la molécule du CMH II, et trois récepteurs qui servent à
internaliser l’Ag :
-les BCR qui sont des Immunoglobulines.
- le récepteur du mannose, qui reconnait de façon spécifique les glucides, ou protéines
glycosylées spécifiques sur les pathogènes.
-les récepteurs RFc qui reconnaissent des particules opsonisées ou des complexes immuns
qu’ils peuvent internaliser.
- autres cellules : macrophages : efficaces, se trouvent dans les tissus périphériques.
L’antigène va être internalisé dans un endosome précoce qui a un PH de 5-6 relativement
neutre, il mature en un endosome tardif, qui va fusionner avec le compartiment qui contient la
molécule de CMH II : le lysosome, ce CMHII arrivant du réticulum endoplasmique.
 Protéines chaperonnes+étapes :
Dépend de trois facteurs :
La chaine invariante (protéine chaperonne), molécule HLA-dm, protéases (qui dégradent
l’Ag).
1) la chaine invariante : protéine non polymorphe contrairement à la molécule de
CMHII, non codée sur le même chromosome que lui, elle a plusieurs fonctions,
chacune est attribuée à un domaine donné au sein de sa séquence :
-Elle a un domaine de trimérisation qui sert à produire dans le RE le complexe de trois
chaines invariantes avec trois molécules de CMH II par leurs chaines α et β.
-Elle a une fonction chaperonne sur les CMHII : elle a des signaux de ciblage « targeting »
qui font en sorte d’acheminer les molécules de CMH II dans le bon compartiment qui est
le compartiment endo-lysosomal pour rencontrer les Ag internalisés.
-Elle empêche aussi la fusion prématurée CMHII/peptide dans le RE. Sur le schéma: à
gauche: CMHII sous forme immature dans RE, avec la chaine invariante et ses domaines :
CLIPs (classe II associated invariant chain peptid) qui occupe le sillon des molécules de
CMHII, tjrs dans le RE on a des complexes de trois chaines invariantes avec donc trois
chaines α et trois chaines β du CMHII. Lors du transport de ces molécules du RE vers les

compartiments plus acides endo-lysosomaux, il y a découpage successif par plusieurs
protéases et en plusieurs étapes de cette chaine invariante, avec pour résultat le domaine
CLIP qui reste associé au CMHII. Ces protéases ne sont pas toutes connues, on a les
cathepsines S, (dans le thymus c’est la cathepsine L). Ce qui est important à retenir c’est
que la chaine invariante est dégradée par des protéases tout au long de son trajet du RE
vers le lysosome. Peu importe les noms des protéases.
2) HLA-DM : molécule peu polymorphique codée dans des les mêmes régions que le
CMHII, elle a une structure similaire à la HLA I ou HLA II (intermédiaire entre les
deux) elle a aussi des chaines α et β mais qui sont incapables de fixer les peptides.
par des méthodes de cristallisation on a su que leur sillon ou site de fixation du peptide
est occupée par des chaines latérales larges, elle a donc pour rôle d’assister les
molécules d’HLAII : DQ et DR, sans fixer elle-même les peptides. Elle va être
acheminée dans le même compartiment de chargement des CMHII : le RE, puis va
interagir avec les HLAII DR, HLAII DQ par ces 3 actions :
-rôle catalyseur : elle agit sur HLA II/CLIP en dissociant CLIP du HLAII pour
permettre la fixation des peptides sur HLAII.
-rôle de chaperonne: stabilisante, qui permet aux CMHII de rester longtemps sans
fixer le peptide, et empêchent leur dénaturation.
-et enfin elle agit comme éditeur : les peptides présentés à CMHII sont optimisés :
HLA-DM a une fonction déstabilisante de l’interaction du peptide dans les sillons du
CMHII et ses chaines, elle force le peptide à avoir une interaction très stable et solide
pour avoir une meilleure affinité avec le CMHII, et devenir résistant à la fonction
déstabilisante de HLA-DM en passant le contrôle de qualité et peut donc apparaitre à
la surface cellulaire, alors que le complexe: HLA/CLIP ne résiste pas justement à ce
contrôle.
3) GILT : c’est une enzyme réductase qui réduit les Ag en cassant les ponts disulfures
qui stabilisent le peptide sous forme globulaire, ceci se fait pour favoriser l’action des
protéases.
4) Protéases : la plupart sont des cathepsines de type cystéine dans leur site actif, (il y a
d’autres qui sont type aspartique)
exemples :on a une protéase AEP (asparguinule endo protéase)qui joue un rôle
important dans la présentation antigénique (car chez une souris invalidée pour cette
protéase on aura un déficit de production de ces peptides et donc moins de
présentation antigénique), cathepsine L et cathepsine B. parmi les populations des
cellules dendritiques il y a des différences biologiques et protéolytiques :
a-cellules dendritiques immatures, pas encore activées par les TLR, on trouve CMH II
associée avec la chaine invariante ou seulement le peptide CLIP. Donc le sillon du
CMHII n’est toujours pas libéré, et les protéases ne sont pas encore actives. elles
devront être activées pas le clivage d’un petit bout ou dissociation d’inhibiteurs
endogènes fabriqués par la cellule dendritique elle-même, par exemple la cystatine C
inhibiteur de cathepsines.
b-cellule dendritique mâture : lorsqu’elle devient activée par une signalisation ou
récepteurs toll like : TLR, les protéases seront activées et libérées, la cystatine C va se
dissocier de la cathepsine et va se dégrader, il y a moins de complexes CMHII/CLIP
donc les molécules du CMHII vont être chargées massivement avec les peptides et
vont être envoyées rapidement à la membrane cellulaire pour être présentées aux
cellules T, il y a remaniement du cytosquelette.

4-CMH I :
Présente dans toutes les cellules, renseigne principalement les TCD8+ sur l’état intérieur de la
quasi-totalité des cellules.
On va parler de la synthèse de l’antigène (pas de capture), son transport car il se trouve dans
le cytosol et les CMHI se trouvent dans le RE, sa dégradation.
1-Origine des peptides :
Pour toutes les cellules (sauf les CPA) ces peptides sont d’origine endogène.
Pour les CPA professionnelles (cellules dendritiques++, macrophages et LB moins capables
de le faire), on a un mécanisme de : « Cross présentation » limité aux CMHI et non pour les
CMHII qui présentent les Ag exogènes. Dans ce cas le CMHI présente le peptide exogène qui
est internalisé de la même façon que pour les CMHII, mais l’apprêtement n’a pas lieu dans les
compartiments endo-lysosomaux, car il y a très peu de CMHI qui arrivent dans ces
compartiments, en général ce qui est internalisé arrive dans le cytosol, qui est une barrière
phagocytaire chez les cellules autres que les cellules dendritiques, car les cellules dendritiques
sont les seules à pouvoir faire que ce qui est dans l’endosome arrive dans le cytosol, grâce à
des mécanismes spécifiques de transport membranaire. L’intérêt de cette « cross
présentation » est que : dans le cas où le virus ne pénètre pas les CPA professionnelles, qui
sont les seules à pouvoir présenter l’Ag aux TCD8+ naïves, ou quand ces CPA ne sont pas
capables d’internaliser les débris cellulaires des cellules infectées au virus, (la voie
CMHII/peptide ne marche pas) dans ces cas ce sont les cellules dendritiques qui vont faire la
« cross présentation » et internaliser l’Ag exogène et le coupler au CMHI pour le présenter au
TCD8+.
Voie endogène normale : la cellule ne fait pas de différence entre une protéine synthétisée à
l’intérieur qu’elle soit virale ou cellulaire (elle peut faire la différence au moment de
l’infection mais ce sont des mécanismes pas encore connus). On pensait que les protéines
avaient une demi-vie limitée et que leur dégradation est source des peptides qui seront couplés