Lymphocytes T non conventionnels

Lymphocytes T non conventionnels
Ils sont répartis en 2 grandes populations :
- les lymphocytes Tαβ (comme la majorité les lymphocytes T conventionnels)
- les lymphocytes Tγδ : les chaînes des récepteurs T (TCR) sont différentes.
Les lymphocytes Tαβ invariants (non conventionnels) sont représentés
aujourd'hui par 2 sous populations :
- les NKT qui ont des fonctions diverses et importantes dans le système
immunitaire.
- les MAIT qui sont toujours associés aux muqueuses.
Le point important à retenir de ce cours est que ces lymphocytes T non
conventionnels se situent à mi chemin entre l'immunité innée et acquise.
Ils possèdent un répertoire très restreint, donc ils vont reconnaître un
nombre limité de pathogènes (comparé aux lymphocytes T conventionnels qui
reconnaissent un nombre très important de pathogènes grâce à un répertoire
extrêmement large. Par contre leur réponse est très rapide, 1-2 jours contre les
8 jours des LT conventionnels.
I) Lymphocytes NKT
1) Développement
La localisation est la même que les LT conventionnels, développement dans
les os ou le foie fœtal, puis différentiation dans le thymus et migration dans les
ganglions.
L'important réside dans l'étape de maturation thymique, où la
recombinaison fait appel à 2 enzymes, RAG 1 et 2 qui permettent un
réarrangement des gènes codant le TCR, créant ainsi une variabilité.
Le gène des TCR possèdent un ensemble de régions hypervariables où l'on
distingue 3 segments : le V, le D et le J. La combinaisons de ses 3 différents
segments crée la variabilité des TCR. Pour les LT conventionnels, cette diversité
est de l'ordre de 106 a 108.
En ce qui concerne les LT non conventionnels, il existe bien différents
gènes (αβγδ) mais tous les lymphocytes auront la même chaîne.
Par exemple pour les lymphocyte NKT γδ, on aura bien différents sous
groupes correspondant aux différents gènes des chaînes VDJ, mais chaque sous
groupes possèdera la même chaîne donc le même TCR.
Au niveau génétique, cela s'explique par des homologies de séquences qui
permettent des appariements préférentiels, ce qui empêche la diversité.
La plupart de ces LT à chaîne invariante sont codés très tôt dans la vie
fœtale, car l'enzyme chargé d'ajouter des nucléotides lors de la jonction des
chaînes ne s'exprime pas. Donc tous les individus vont créer les mêmes LT
invariants et à une fréquence élevée.
a) Développement dans le thymus
Les précurseurs sont des DN (doubles négatifs) arrivants par les vaisseaux
sanguins, après différents stades de maturation, ils donnent les DP (doubles
positifs) qui deviendront des SP4 ou SP8.
En ce qui concerne les LT gd, ce sont essentiellement des DN qui ne passeront
jamais par le stade DP. Ce qui signifie que les molécules CD4 et CD8 qui sont
mises en jeux pour l'activation des LT conventionnels ne sont pas requises pour
l'activation des LT invariants.
Pour les Lymphocytes NKT, ceux-ci passent par les stades DP mais sont ensuite
reconnus par la molécule CD1d, ce qui permet leur maturation en LT NK.
2) Spécificité de LT non conventionnels
Si l'on compare avec les LT conventionnels
CD8 reconnaît des peptides grâce au CMH 1
CD4 reconnaît des peptides grâce au CMH 2
NKT reconnaît des glycolipides grâce au CD1d
Les molécules CD1 sont apparentées aux molécules de classe 1. Elles sont
divisées en 2 groupes :
- le groupe 1 qui comprend entre autre les CD1 a,b et c
- le groupe 2 qui comprend principalement CD1d
Chez l'homme il y a 5 molécules CD1 qui peuvent présenter un antigène.
Tous ces lymphocytes expriment le marqueur CD161 et les chercheurs ont choisi
de définir les lymphocytes NKT comme étant ceux exprimant un CD1d semi
invariant.
a)Antigènes présentés par CD1d
La molécule CD1d présente des glycolipides qui peuvent être endogènes ou
exogènes.
Nous allons voir comment CD1d va présenter l'antigène à la surface de la
membrane.
Si l'on compare avec CMH1 et 2.
On voit que pour les molécules de classe 1, l'association entre le CMH et
l'antigène se fait dans le réticulum endoplasmique et il y a ensuite migration a
travers le golgi jusqu'à la membrane.
Pour les molécules de classe 2, l'association entre le CMH et l'antigène se fait
dans le phagosome.
En ce qui concerne la molécule CD1d, on a 2 étapes de présentation qui
sont comme le cumul des 2 précédentes. Tout d'abord il y a chargement d'un
antigène endogène dans le RE et migration dans le golgi jusqu'à la membrane
plasmique. Puis une fois cet antigène présenté, il y aurait recyclage du CD1d dans
un endosome, échange de l'antigène endogène contre un exogène et migration
jusqu'à la membrane dans un lysosome.
Le compartiment de chargement de l'antigène du CD1d est très proche du
CMH de classe 2. La différence réside dans la nature du chargement car ici on
ne charge plus un peptide de 9AA mais des chaînes de glycolipides qui peuvent
être de taille importante. La structure de réception du glycolipide est composée
de nombreux feuillets et surtout de 2 hélices α qui permettent de maintenir le
glycolipide. On voit que le glycolipide descend beaucoup plus profond et ressort
très nettement de la structure que ne le font les peptides dans le CMH.
Ces structures sont très conservées et très similaires pour différentes
espèces et l'on a remarqué que les NKT de souris reconnaissaient des ligands
reconnus par les NKT humains comme l'α-GalCer.
b) Détection des lymphocytes avec des tétramères
Les tétramères sont des molécules solubles biotinilés qui ici vont être capable de
fixer 4 molécules de CD1d. L'utilisation de tétramères augmente la spécificité et
l'affinité de la fixation par rapport aux monomères. Cette technique permet
aussi de marquer les cellules.
On peut regarder le taux de NKT et ainsi grâce à différents ligands tel que l'αGalCer augmenter ou diminuer la concentration de ces lymphocytes.
c) Classification des NKT
Le type 1, ce sont des NKT qui possèdent un CD1d et qui sont sensible à l'αGalCer.
Le type 2, qui possèdent un CD1d mais qui sont insensible à l'α-GalCer.
II) Fonction de LT non conventionnels
La plupart des NKT sont autoréactifs, ils vont proliférer en présence d'antigène
du soi.
On sait aussi que la plupart de ces NKT vont exprimer des récepteurs
inhibiteurs ce qui évite une surexpression des NKT. Le récepteur TCR est plutôt
activateur, il est contrôlé par un co-récepteur SHP. Si la cellule cible change
l'expression de ses ligands et diminue la proportion de ligand inhibiteur, on
assistera à une activation des NKT.
Les NKT fonctionnent comme le système immunitaire inné. Il y a donc une
réponse rapide, non spécifique que pathogène et qui ne change pas en fonction du
temps (pas de mémoire).
1) Les 3 étapes de l'activation des NKT
On a présentation de l'antigène par APC via le CD1d. Il y aussi 2 co-stimulations
via 2 autres récepteurs.
- CD28 qui se fixe à B7 de l'APC
- CD40L qui se fixe à CD40 de l'APC
La stimulation de CD1d et de CD28 active la production d'Il-4 et d'IFN-γ.
La stimulation de CD40 va activer la production d'Il-12 par l'APC, qui va
stimuler l'Il-12 R du NKT et ainsi augmenter la production d'Il-4 et d'IFN-γ.
De plus, le relargage d'IL-12 active aussi les cellules NK qui vont-elles
aussi produire du IFN-γ.
Les 1ères cellules qui seront activés par l'APC seront les NK et NKT. Elles
vont donc constituer les 1ères lignes de défense de l'organisme.
Le système NKT est un système de défense primitif, les cellules sortent
du thymus déjà matures et actives et migrent directement dans les tissus. Ce
système est capable de réagir à toutes sortes d'infections : parasitaires,
bactériennes, virales et tumorales.
2) Les NKT activés
Les NKT activés produisent une grande quantité de substances qui vont activer
d'autres cellules du système immunitaire.
- Le NKT peut activer des APC par production d'Il-12 et d'IFN-γ.
- Il y a activation de LT4 par production d'Il4, 10, 13, de TGF-β, et d'IFN-γ.
- Les NKT peuvent aussi activer les LB, les NK, les macrophages et les
granulocytes.
- Enfin le NKT peut aussi attaquer directement les cellules cibles.
Dans un contexte d'infection virale, les NKT boostent la réponse des
lymphocytes CD8.
Les NKT dans les organes lymphoïdes promouvoient la réponse adaptative, alors
que dans les tissus les NKT jouent un rôle d'immunité inné pour éviter la
prolifération de l'infection en attendant une réponse spécifique.
3) Les NKT et la réponse antitumorale
Les macrophages, les cellules NK ainsi que les LT γδ reconnaissent les cellules
transformées.
Les macrophages vont activer les NKT qui vont ensuite moduler la réponse des
cellules NK.
L'intérêt thérapeutique est que l'Il-12 à faible dose active les NKT qui vont
ensuite activer les cellules NK, augmentant la lutte contre les cellules
transformées.
Cela fonctionne aussi avec l'α-GalCer qui va activer l'APC. Le cas physiologique
étant l'activation des APC par des antigènes glycolipides tumoraux.
Mais les TNK peuvent aussi bloquer les réponses antitumorales. Ils
possèdent de nombreuses fonctions et parfois elles sont antagonistes. Ainsi, le
TNK peut sécréter des cytokines anti-inflammatoires qui vont inhiber la réponse
antitumorale.
4) Rôle des NKT dans le contrôle des maladies auto-immunes
On a remarqué qu'un défaut numérique ou fonctionnel des NKT était souvent
associé à une maladie auto-immunes type diabète 1, lupus ou sclérose en plaque.
Cela suggère que les NKT inhibe la différenciation des LT autoréactifs. En
présence de NKT, les LT naïfs autoréactifs deviennent des LT anergiques. Ces
LT anergiques sont des cellules régulatrices.
Dans certains cas, on remarque que les NKT vont exacerber les maladies
auto-immunes. Cela est encore du à leurs multiples fonctions qui sont parfois
antagonistes.
5) Réponse des NKT in vivo
Lors stimulation par l'α-GalCer.
On a très rapidement au bout de 2 h une forte production Il-4 et une légère
production d'IFN-γ. Cette tendance va s'inverser au bout de 24h.
On a un pic de population au bout de 3 jours avec une production d'Il-4 et
d'IFN-γ redevenue faible pour les 2.
6) Balance de fonctions des NKT
Le type de réponse va dépendre de l'environnement.
Si on a plutôt un environnement de type infectieux, L'APC va produire de
Il-12 qui induira la production d'IFN- γ par le NKT. Cela va stimuler le Th1.
Au contraire, si l'environnement est plutôt tumorale. L'APC va produire de l'Il-7
et 18 qui stimulera la production d'Il-4 et 13 par le NKT. Cela favorisera plutôt
le versant Th2 de l'immunité.
Cette dualité des réponses nous pousse à nous demander si l'on est en
présence d'une cellule plurifonctionnelle ou si les NKT sont divisés en 2 sous
population capable chacune de stimuler le Th1 ou le Th2.
En réalité les 2 réponses sont vraies. On a des NKT plurifonctionnels et
des sous populations spécialisés dans le Th1 ou 2.
III) Lymphocytes MAIT (Mucosal Associated Invariant)
Ce sont des αβ invariants. On trouve les mêmes chaînes chez tous les
individus.
Ils sont localisés dans la Lamina Propria. Ils reconnaissent grâce aux
molécules MR1 (class 1 like).
On ignore encore leur rôle, on pense qu'ils jouent un rôle dans la tolérance
buccale. De même on ne connaît pas la nature des ligands activateurs présentés
par MR1.
On a remarqué que la flore commensale était indispensable à l'activation
des MAIT