UE9-JJH-Mecanismes_effecteurs_de_l_immunite_innee_partie_3
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UE9 – Immunopathologie-Immunointervention J-J Hoarau Date : 25/03/16 Promo : 2015-2016 Plage horaire : 10H45-12H45 Enseignant : JJH Ronéistes : SOUPIN-COULIN Quentin AKBARALY Mourtaza Mécanisme effecteurs de l’immunité innée (Partie 3) III. IV. V. VI. Fonctions immunes des Toll-like récepteurs Mécanisme de la phagocytose Ingestion de microorganismes dans un phagosome Les cellules tueuses (Natural killer, NK) A. Généralités B. Les récepteurs des cellules NK C. Le modèle des signaux opposés D. La lyse par les cellules NK VII. Autres cellules de l’immunité innée A. Généralités B. Les lymphocytes T γ-δ C. Les lymphocytes NKT VIII. Autres composantes moléculaires et cellulaires de l'immunité innée impliquées dans l'élimination des pathogènes A. Rôle des immunoglobulines et récepteurs Fc (FcR) 1. 2. 3. 4. 5. 6. Les récepteurs Fcγ (FcγR) : L'ADCC : Cytotoxicité Cellulaire Dépendante des Anticorps Autres mécanismes de reconnaissance indirecte Principaux récepteurs aux IgA Principaux récepteurs aux IgE Rôles des différentes immunoglobulines B. Les Basophiles C. Les Mastocytes D. Les Eosinophiles E. Autres cellules de l'immunité innée III. Fonctions immunes des Toll-like récepteurs Les Toll-like récepteurs vont être responsables notamment de l’initiation, de l’entretien et de l’évolution de la réaction inflammatoire. De façon naturelle, la signalisation des TLR va entrainer l’expression de différents gènes qui vont être impliqués dans l’expression de cytokines, notamment les proinflammatoires qui vont initier la réponse inflammatoire. Pour rappel, parmi les trois principales cytokines pro-inflammatoires, on retrouve : l’IL1 l’IL6 et le TNLα. On verra que, dans le cas de l’activation de lymphocytes NK, on retrouvera l’activation d’une cytokine très importante qu’est l’IL12. Parmi les cytokines, on retrouve aussi les chimiokines, qui vont avoir un rôle important chimiotactique pour le recrutement des leucocytes circulants et pour l’action sur l’endothélium vasculaire. La chimiokine leader est l’IL8 (CXCL8), déclenchant l’expression de sélectines et des intégrines au niveau de l’endothélium vasculaire. Tout cela agit sur le déclenchement de l’inflammation, des cellules phagocytaires circulantes, qui vont ainsi être activées et vont pouvoir gagner le site inflammatoire. Ces éléments agissent sur les cellules phagocytaires, macrophages et PN mais aussi sur d’autres cellules telles que les lymphocytes B, les lymphocytes T, les PNB, PNE… Ce cocktail de cytokines et chimiokines va faire le lien avec la réponse adaptative, via l’activation des cellules dendritiques, spécialisées dans la présentation antigénique. Ils vont stimuler la co-stimulation des CD80 et CD86. Si on devait résumer l’action de ces TLR, au niveau de la réponse innée mais surtout du lien qu’elle va avoir au niveau de la réponse adaptative : - On a des pathogènes qui vont aller agir au niveau des TLR, participant au déclenchement de la phagocytose, pour éliminer les agents infectieux. - Mais aussi, les vacuoles d’endocytose, les phagosomes, vont suivre la voie endocytaire, et participer à la présentation antigénique via le CMH. - Les TLR vont induire l’expression de cytokines, de chimiokines et des molécules de co-stimulation pour assurer la présentation antigénique. Ici, on voit le rôle important des cellules de l’immunité innée : la nature des cytokines émises va orienter la nature de la réponse immunitaire adaptative, via notamment l’activation du lymphocyte T helper, qui déterminera si la réponse immunitaire adaptative sera davantage de réaction humorale ou cellulaire. D’où l’importance d’avoir une bonne réponse immunitaire innée, afin d’assurer une bonne réponse adaptative. Les TLR jouent un rôle important dans la signalisation. Des défauts dans la signalisation, vont entraîner un certain nombre de pathologies. De nombreuses études soulignent le lien entre le polymorphisme des TLR et des pathologies liés à des infections bactériennes. Le polymorphisme des TLR4 impliqués dans la détection des bactéries et des TLR 5 entraînent une symptomatologie plus marquée lors d’infection bactérienne. IV. Mécanisme de la phagocytose Ici on a le schéma classique de la phagocytose. Suite à la capture d’un agent étranger, ces derniers vont ensuite se retrouver dans des vésicules d’endocytose (phagosomes), qui vont fusionner avec des lysosomes. Ces derniers contiennent toutes les enzymes cellulaires capables de s’attaquer à la cellule cible et normalement, on aboutit à son élimination. Ensuite tout le contenu de ces phagolysosomes va être déversé dans le milieu extérieur. On peut résumer les différentes étapes : 1. Une étape d’adhésion, qui permet la reconnaissance des agents étrangers et qui fait intervenir les structures glycolipidiques membranaires de la cellule immunitaire. Souvent les cellules immunitaires réagissent avec des sucres complexes présents qu’au niveau de l’élément étranger. 2. Ensuite on a la phase d’ingestion de particules étrangères. Elle passe par des phénomènes d’invagination, puis de formation de pseudopodes venant capturer l’agent étranger. 3. Formation d’un phagosome. Souvent ce qui constitue la membrane de cette structure sont des éléments de la membrane plasmique + endosome de recyclage apportant des TLR supplémentaire. Parfois, elles proviennent du RE. 4. Fusion des lysosomes avec les phagosomes pour former des phagolysosomes. On verra par la suite l’ensemble des éléments constituants ces phagolysosomes 5. Ensuite on a la phase de digestion au sens stricte, avec entre autres le rôle important des enzymes lysosomes. Néanmoins, tout n’est pas digéré et certaines particules vont persister. De plus certains agents pathogènes vont développer des stratégies pour résister à la phagocytose (résistance aux enzymes) : comme les salmonelles. D’autres organismes vont échapper à la phagocytose, tel que listéria, shigella persistant alors dans le cytoplasme des cellules. 6. Formation de corps résiduels contenant les particules non digérables 7. Et puis on a la dernière étape, l’étape de rejet correspond à l’élimination par exocytose de ses éléments. Questions : Quel est le rôle des capsules dans la résistance à la phagocytose ? Ce n’est pas une résistance absolue, mais plutôt, une résistance plus longue permettant une évasion à la phagocytose par épuisement des enzymes lysosomales. Pour les éléments qui sont libérés, est ce qu’ils le sont dans le corps humain comme ça en étant plus virulents ? Non, ces éléments vont devoir être éliminés. Ils forment une accumulation de pus, qui peut être éliminée si en petite quantité en étant drainé par les voies lymphatiques. Ou alors, être drainé vers le milieu extérieur par ouverture du tissu. Avec soit une fistulation, soit une accumulation dans les conduits internes, qui devra être éliminé. Tant que ces éléments seront présents ils vont engendrer une réaction inflammatoire d’où l’intérêt de les éliminer. V. Ingestion de microorganismes dans un phagosome Micrographie électronique : bactérie phagocytée Elle nous montre les déformations membranaires qui vont former les pseudopodes. Le phagosome se forme par évagination (déformations membranaires, qui englobent l'agent pathogène). Les granules ou lysosomes vont se déverser au sein de ce phagosome. Tous ces mécanismes de déformation de membrane se font par polymérisation de molécules d'actine (moteur de l'extension) qui font intervenir le cytosquelette. Ce sont toutes les substances agressives libérées au sein des phagolysosomes qui vont permettre d’éliminer efficacement la plupart du temps les substances pathogènes. Très souvent, lorsque les cellules phagocytaires sont en contact avec des agents étrangers, il va y avoir une polarisation, c’est à dire que les granules cytoplasmiques vont se regrouper dans la zone de contact avec l’agent infectieux. Les mécanismes bactéricides intracellulaires des phagocytes (phagolysosomes) : - Le niveau d'acidité : ph 3,5 à 4 qui aura soit une action bactéricide soit une action bactériostatique (= bloquer la croissance bactérienne). - Des espèces toxiques dérivées de l’oxygène (ion superoxyde O2-, peroxyde d'hydrogène H2O2, radicaux hydroxyles OH-, acide hypochloreux HOCL-) et des oxydes nitreux toxiques (monoxyde d'azote NO). Le NO est produit grâce à une enzyme : INOS ou NO synthétase inductible. - Associés à cela on trouve des peptides antimicrobiens (défensines, protéines cationiques) et des enzymes (hydrolases acides). - Des compétiteurs : lactoferrine (immobilise le fer, essentiel à la croissance des bactéries). Des protéines capables de lier la VITB12 pour limiter le développement des bactéries. L’un des pouvoirs destructeurs le plus important dont disposent les cellules phagocytaires est celui de produire les espèces oxygénées et les espèces nitrées toxiques. Celles-ci vont être très réactives vis à vis des espèces glucidiques, les acides nucléiques… Si ce contenu est libéré dans le milieu extérieur, il y aura une agression des tissus. Mécanismes biochimiques de l'explosion respiratoire : Au cours de la phagocytose, on va assister dans ces cellules phagocytaires à ce qu’on appelle l’explosion respiratoire ou burst oxydatif. Ces mécanismes font appel à plusieurs enzymes : La NADPH oxydase (NOX) : est un complexe multi-protéique qui s'associe à la membrane des phagolysosomes (à la vacuole d'endocytose). Elle est capable de convertir des ions oxygènes en ions superoxydes O2- à l'intérieur du phagolysosome. La Superoxyde dismutase (SOD) : se trouve à l’intérieur du phagolysosome. Elle transforme les ions superoxydes en molécules d'eau oxygénée H2O2. La Myéloperoxydase (MPO) : les molécules d'H2O2 vont être transformées en ions hypochlorites HCLO- ou en radicaux hydroxyles OH-. Il y a donc production d'espèces oxygénées réactives de plus en plus agressives qui vont pouvoir aller s'attaquer aux pathogènes à l'intérieur du phagolysosome. Ces composés sont extrêmement agressifs, s’attaquent aux protéines, lipides... Il existe des déficits congénitaux en NADPH oxydase (diminution des éléments oxygénés et nitrés), limitant ainsi la capacité à détruire les agents phagocytés, ce qui entraîne des granulomatoses septiques chroniques (infections bactériennes persistantes, formation de granulomes (granules dures) par accumulation de phagocytes qui essaient en vain d'éliminer les agents pathogènes, formation de pus. Production de dérivés actifs de l’oxygène: Il s’agit de la voie qui permet de synthétiser des espèces oxygénées réactives. De façon synthétique sur ce schéma, on a les mécanismes oxydatifs. On a à partir de l’O2, l’intervention de la NADPH oxydase (NOX) qui forme les ions superoxydes (O2-). Puis le superoxyde dismutase (SOD) va donner le peroxyde d’hydrogène (H2O2). On retrouve également un ensemble d’hydrolase telle que la MPO: Myéloperoxydase qui intervient pour former le radical hydroxyle ou l’acide hypochlorique (HOCl-). En présence de fer on peut également former des ions hydroxydes. Cette voie va aussi s’intercaler avec la voie de formation des espèces nitrées oxygénées qui, elles, démarre à partir de la L-arginine. En présence de NADPH et en utilisant l’enzyme INOS (Inductible Nitric Oxide Synthase), on forme à partir de la L-arginine du monoxyde d’azote (NO), NADP et L-citrulline. Cette réaction nécessite de l’O2. Le NO en présence d’ion superoxyde va pouvoir former d’autres espèces oxygénées réactives comme des anions péroxynitrites. Les dérivés nitrés sont aussi agressifs que les dérivés oxygénés. L’ensemble permet une bonne efficacité une bonne élimination de tous les: lipides, protéines, acides nucléiques… Donc voilà les mécanismes mis en œuvre au niveau des phagolysosomes. Bien évidemment, une fois que tout ce qui a été digéré va être libéré dans le milieu extérieur, il va souvent rester des composés oxygénés. Ceux-ci vont aller attaquer les membranes de la cellule qui les produit c’est-à dire les phagocytes. Cela explique que leur durée de vie soit limitée du fait de cette agressivité. Ces facteurs peuvent aussi aller entrainer des dommages collatéraux à d’autres cellules. Tout cela est responsable de pas mal de dommages collatéraux au cours de la réponse immunitaire innée. Les cellules phagocytaires sont principalement les macrophages, PNN mais aussi d’autres cellules capables de faire de la phagocytose lors de la lutte infectieuse. En effet, on a les PNE et d’autres types cellulaires qu’on verra un peu plus tard. Autre type de cellules pas encore abordé jusqu’à maintenant et qui joue un rôle très important dans l’immunité innée qui sont les Lymphocytes NK (cellules tueuse). Elles ne font pas de phagocytose mais on un mode d’action différent qui va venir compléter le fonctionnement des cellules phagocytaires. VI. Les cellules tueuses (Natural killer, NK) A. Généralités Ces cellules agissent par contact et vont avoir un rôle dans le repérage et l’élimination des cellules infectées. Il faut imaginer des cellules déjà infectées par des bactéries ou virus, les NK vont avoir la capacité de reconnaître ce type de cellules et du coup déclencher la destruction de celles-ci par 2 mécanismes : Apoptose des cellules infectées (Fas Ligant, granzyme, caspases) : activation des récepteurs de mort cellulaire par contact entre la cellule et le lymphocyte NK, Lyse des cellules infectées, tumeurs (perforines) : les cellules NK vont déverser directement un certain nombre d’enzymes tels que les granzymes directement dans le cytoplasme de ces cellules cibles. Leur mode de fonctionnement fait que ces cellules peuvent également agir contre les cellules du soi altérées (telles que les cellules tumorales.) Ce sont des cellules à l’interface des lymphocytes T (Immunité adaptative). Cependant, elles ont un mécanisme effecteur qui est davantage tourné vers l’immunité innée. Les lymphocytes NK sont de grandes cellules lymphoïdes (comme les lymphocytes B et T) granuleuses, représentant 5 à 10% des lymphocytes circulants. Ils présentent des caractéristiques qui les rapprochent des cellules phagocytaires, notamment des granulocytes et des monocytes-macrophages dans leur fonctionnement, et d'autres caractéristiques qui les rapprochent des lymphocytes T car ils sont originaires de la lignée lymphoïde. On les classe parmi les cellules de l’immunité innée. Caractéristiques, similaires aux granulocytes et macrophages (cellules de l’immunité innée): - présence de granules cytoplasmiques constitutives de perforine et granzymes (absents des LT), - absence de TCR (contrairement aux cellules NKT) - CD3- (alors que les lymphocytes T sont CD3+), - CD56+, marqueur d’adhésion cellulaire - CD16+ (récepteur des régions constantes des IG G) - absence de mémoire NK comme toutes les cellules de l’immunité innée. Les Ly NK possèdent ces granules cytoplasmiques en permanence contrairement au Ly T cytotoxiques qui nécessitent une activation pour qu’elles se mettent en place. Caractéristique commune avec les lymphocytes T : - Capacité de lyser les cellules tumorales ou infectées par des pathogènes intracellulaires, avec un mode d'action identique à celui des lymphocytes T cytotoxiques. Parmi les facteurs capables de fortement stimuler l'activité des cellules NK, on trouve : L’interféron-α (IFN- α) + l'interféron-β (IFN- β) = interféron de type 1, notamment quand les cellules vont être infectées par des virus : ces interférons sont des puissants activateurs des cellules NK (activité augmentée de 20 à 100 fois), Une cytokine très importante : l'IL-12, produit massivement par les cellules dendritiques et les macrophages au cours de la réponse inflammatoire. La particularité des lymphocytes NK est leur mode de fonctionnement c’est-à-dire leur mode d’activation. On a très longtemps pensé qu'il y avait à la surface de ces lymphocytes 2 types de récepteurs : des récepteurs de type activateur ou de type inhibiteur. On s'est très vite rendu compte que la détermination du type de récepteur était complexe. C'est en fait une balance entre signaux activateurs et signaux inhibiteurs qui va déterminer si la cellule NK va s'activer ou non. Au niveau des lymphocytes NK, il existe 2 types de récepteurs qui contrôlent leur activité lytique : Les récepteurs de la famille des lectines : qui reconnaissent avant tout des motifs protéiques et non pas carbohydrates (contrairement aux cellules phagocytaires). Les récepteurs de type Ig (immunoglobulines), notamment type KIR (Killer-cells Immunoglobulin-like Receptors) qui ont la particularité de fixer les molécules HLA de classe I (dans lesquelles on retrouve les molécules HLA A, B, C et E, G). En 2005, on pensait qu’il n’existait que ces deux types récepteurs: le récepteur lectine était un activateur, alors que le récepteur IG like était un inhibiteur. On sait maintenant que la nature du récepteur extracellulaire ne conditionne pas son effet activateur ou inhibiteur. B. Les récepteurs des cellules NK C’est principalement le domaine extracellulaire qui va être responsable de la nature de l’interaction entre ces récepteurs avec des ligands notamment ceux qui appartiennent aux HLA de classe 1. On a ici des exemples de récepteurs : de type lectine (récepteur CD94/NKG2) qui a pour ligand les molécules HLA de classe I (HLA-E). de type immunoglobuline : récepteur p58 KIR qui reconnaît des HLA de classe I (HLA-C) et le récepteur p70 KIR qui reconnaît les HLA de classe I (HLA A et B). On constate que pour des récepteurs de type lectine ou de type immunoglobuline, la partie du récepteur située sur la face externe de la membrane cytoplasmique des lymphocytes NK vont être associée en intracellulaire à des séquences activatrices ou bien à des séquences inhibitrices. Le marqueur extracellulaire ne permet donc pas de déterminer si le récepteur sera activateur ou non, c'est la séquence intracellulaire qui est déterminante. Schéma de droite ci-dessus : On a des récepteurs de type lectine (en bas) et de type immunoglobuline (en haut). On voit qu’ils peuvent associer en interne soit des motifs inhibiteurs soit des motifs activateurs. On ne peut pas se fier uniquement à la structure extracellulaire du récepteur pour déterminer s’il est activateur ou non. Les Récepteurs NK de type inhibiteur : On a ici différents types de récepteurs inhibiteurs qui sont présents chez l’homme et la souris (chez la souris on a le système H2 identique au système HLA chez l’homme). On se rend compte que leur domaine intracytoplasmique est lié de façon covalente au domaine extracytoplasmique contrairement aux récepteurs activateurs qui ont leur domaine intracellulaire lié de façon non covalente, ce sont des molécules adaptatrices. Les domaines intracellulaires de signalisation inhibitrice sont appelés : domaine ITIM (=Immunoreceptor Tyrosine-Phosphate Inhibiting Motif). Les domaines intracellulaires de signalisation activatrice sont appelés : domaine ITAM (=Immunoreceptor Tyrosine-Phosphate Activating Motif). Les récepteurs NK de type activateur : On retrouve que cela soit dans les récepteurs inhibiteurs ou activateurs : des domaines KIR associées à des domaines extracellulaires de type immunoglobuline. des domaines CD94 ou NKG associés à des domaines extracellulaires lectines. Comment les distinguer quand on les verra ? Pour les domaines KIR, il y a des KIR 2, 3,4… Le nombre indique le nombre de domaines protéiques extracellulaires. La lettre L indique qu’il s’agit d’un récepteur inhibiteur. La lettre S indique que ce récepteur est activateur. (S comme stimulateur). Il y en a 1 qui est intéressant, c’est le KIR2DL4 qui interagit avec les HLA G. HLA qui induit des mécanismes de tolérance immunitaire notamment exprimés au niveau de la barrière placentaire, permettant d’inactiver les cellules immunitaires maternelles pour éviter un arrêt de la grossesse. Dans le cas des récepteurs de type lectine avec notamment les plus connus qui sont : les NKG. Les NKG2 A et B sont des récepteurs inhibiteurs. Les NKG2 C, D et E sont des récepteurs activateurs. Au niveau du domaine intracellulaire des récepteurs activateurs, on a différents types de motifs de signalisation qui peuvent être retrouvés. Ce sont des motifs de type : KARAP/DAP12, CD3ζ, DAP10 ou encore FcRγ (qui permet la liaison à la partie constante des Ig G). Rappel : Les domaines activateurs intra-cellulaires ne se lient pas de façon covalente. Le marqueur extracellulaire ne permet donc pas de déterminer si le récepteur sera activateur ou non, c'est la séquence intracellulaire qui est déterminante. Les récepteurs NK peuvent être : Activateurs KIR S par exemple Inhibiteurs KIT L par exemple Les récepteurs des cellules NK : Ces NK récepteurs viennent compléter la panoplie des récepteurs qu’on peut retrouver à la surface des cellules NK. Ainsi sur les cellules NK, on trouve : Des récepteurs de type lectines Des récepteurs de cytokines : récepteur de l’IL12, IFNα/β (de type1) IFNAR… Des récepteurs impliqués dans les costimulations : notamment dans les interactions avec les lymphocytes T, le CD40L permettant d’interagir avec les cellules dendritiques. Des récepteurs impliqués dans l’adhésion : avec CD56 l’un des plus importants qui sert à l’identification des Lymphocytes NK. Des récepteurs associés aux NK (NKR): les KIR-L inhibiteurs ou KIR-S activateurs, les CD94, NKG2-A, B, C, D, E... Faisait partie de ce groupe des NKR, un groupe de récepteurs appelés les NC récepteurs (NCR), signifiant natural cytotoxic receptor. On a voulu les distinguer des NK récepteurs parce que ce sont des récepteurs qui sont impliqués dans la cytotoxicité cellulaire des NK. Ce sont aussi des marqueurs de l’activation des NK. On préfère davantage suivre ce genre de marqueurs qui sont les NCR : NKp44, NKp46, NKp30 et NKG2D (plus spécifique de l’activation que les KIR-S..) car lorsqu’ils sont activés ils sur-expriment ce type de récepteurs. Le NCR déclenche la polymérisation des NK et entraîner la dégranulation. J’insiste ici sur un autre marqueur qu’on trouvera à la surface des NK qui est le : CD16 ou FcRγ activation des NK lors d’un contact avec un complexe immun (récepteur des Ig G). Permet aux cellules NK de faire de la cytotoxicité dépendante des Ac. Voilà encore un exemple où on voit encore le lien entre l’immunité innée et adaptative. C’est un récepteur capable de lier les régions constantes des Ac et donc déclencher les mécanismes de cytotoxicité cellulaire. Donc en terme de récepteurs, on voit que c’est relativement complexe ce qui fait qu’aujourd’hui le modèle qui permet de comprendre globalement comment fonctionnent les Ly NK dans leur activation est ce qu’on appelle : le modèle des signaux opposés. Les lymphocytes NK sont capables de produire tout un ensemble de cytokines dont les interférons important dans l’immunité adaptative. Il y en a d’autres tels que les TNF… On voit ici un rétrocontrôle de ces cellules induites par les cytokines. Lorsque ces cellules sont activées, elles ont néanmoins une durée de vie limitée. C. Le modèle des signaux opposés Ce modèle illustre le fonctionnement des cellules NK. Lorsque des récepteurs de type activateurs sont en contact avec des ligands (caractéristiques de cellules infectées par des éléments intracellulaires ou cellules cancéreuses) ; on doit normalement avoir l’activation de ces cellules pour détruire la cellule cible. Mais l’activité lytique des cellules NK dépend de récepteurs de type inhibiteurs activés par les molécules de CMH 1. Tout dépend du taux de molécules de classe 1. En fait, l’activation va dépendre de l’équilibre qui va s’établir entre récepteurs de type activateur et inhibiteur. Il faut s’imaginer que vous avez des cellules qui expriment des molécules de classe I du CMH. La diminution de ces molécules de classe 1 du CMH se retrouve dans les infections virales ou intra-cellulaires ou encore les cancers, levant l’inhibition. On a 2 cas possibles : Chez des cellules normales : on a beaucoup de molécules de CMH de classe I qui vont plus interagir avec des récepteurs de type inhibiteur qu’avec les récepteurs de type activateur. Lorsque les récepteurs de type activateur vont envoyer un signal, ce signal va être contrecarré par les signaux de type inhibiteur qui vont empêcher le Ly NK de s’activer. Chez les cellules infectées/tumorales : le Ly NK va s’activer lorsque les récepteurs de type inhibiteurs seront dans la balance moins impliqués. A ce moment là, les signaux induits par les récepteurs de types activateurs vont déclencher l’activité cytotoxique du Ly NK. On s’est rendu compte que lorsque les cellules sont infectées par des bactéries, virus ou même avec des cellules tumorales, on observe une diminution de l’expression des molécules du CMH de classe I à la surface des cellules. Les Ly NK auraient donc la capacité de déterminer la densité en molécule du CMH de classe I à la surface des cellules. Si on a : une augmentation de la densité de molécules du CMH de classe I : on a une prépondérance de signaux inhibiteurs. Pas d’activation et donc de cytotoxicité. une diminution de la densité de molécules du CMH de classe I : cela déclenche l’activité cytotoxique des cellules NK car les signaux activateurs sont majoritaires. Lorsqu’on s’intéresse à l’activité cytotoxique des Ly T, on remarque qu’elle est basée essentiellement sur la présentation antigénique que vont faire les cellules lorsqu’elles sont infectées. Or si une cellule ne fait plus de présentation antigénique, la capacité des Ly T cytotoxique à se retourner contre ces cellules est diminuée. Visiblement l’évolution aurait gardé à côté des Ly T, ces Ly NK qui sont capables de repérer ces cellules devenues anormales à cause d’une infection ou un développement de nature tumorale. Même avec une diminution de l’activité de Ly T, on garde un moyen de vérification, de contrôle et d’élimination de ces cellules anormales. Au cours d'une infection : La courbe verte (graphique ci-dessus) montre la production de cytokines produites par les monocytesmacrophages, les polynucléaires neutrophiles et même les cellules infectées (IFN-α ; IFN-β ; TNF-α ; IL-12). C’est l’initiation de la réponse inflammatoire. Ces cytokines vont stimuler les Ly NK. La courbe bleue montre l'activation des lymphocytes NK par ces cytokines, qui vont augmenter leur nombre: les cellules NK peuvent identifier et détruire les premières cellules infectées avant même que les premiers lymphocytes T n'apparaissent, afin de temporiser l’infection et eviter la production de nouveaux virions. Le taux de Ly NK commence à diminuer lorsque le taux de Ly T commence à augmenter. Il y a un passage de relai entre Ly NK et Ly T. Quand la réponse lymphocytaire T est à son maximum, la réponse de NK est quasiment à son niveau de base. On a bien ici, des Ly NK qui dans les primo-infections assurent ce rôle de relai pendant une période d’environ 4j. Cela permet d’assurer notre protection le temps que la réponse immunitaire adaptative prenne le relai. Il y a donc tout d'abord un contrôle qui se fait par les cellules phagocytaires et les cellules non-spécialisées de l'immunité innée, avec un rôle très important des lymphocytes NK qui permettent de contrôler l'infection sans pour autant l'éliminer en attendant que la réponse lymphocytaire T adaptative se mette en place. Les schémas de droite montrent les différentes interactions entre les cellules NK et les cellules infectées ou non : lorsque l'équilibre des signaux (médiés par la cellule cible) tend davantage vers l'inhibition (de l'activité de la cellule NK), il n'y aura pas de destruction de la cellule cible, c’est lorsqu’il y a une expression normale ou augmentée des molecules de CMH1 ; lorsqu'il y a une diminution des molécules du CMH de classe I (à la surface de la cellule infectée), les cellules NK vont pouvoir éliminer cette cellule. D'autres marqueurs importants au niveau des cellules NK : CD3 CD19- (le marqueur CD19 étant caractéristique des lymphocytes B) CD14- (le marqueur CD14 étant caractéristique des monocytes/macrophages et cellules dendritiques) CD16+ (FcγR) et CD56+ (caractéristiques des cellules NK, marqueurs utiles en cytométrie de flux) Lorsqu’on recherche à isoler par cytométrie de flux les Ly NK, très souvent on va utiliser un cocktail d’anticorps qui est constitué de ce qu’on appelle un cocktail d’ILIN (CD3, CD14, CD19). Par cytométrie de flux, on va écarter toutes les cellules qui seront positives et conserver uniquement celles qui seront négatives pour ces marqueurs. On gardera seulement celles qui seront positives pour CD16 et CD56. Rappel : CD56 est très souvent utilisé comme marqueur d’activation des Ly NK. Résumé : La perte des molécules CMH de classe I est un moyen fréquemment utilisé par les cellules tumorales ou par les cellules infectées par des virus pour échapper au contrôle des lymphocytes T cytotoxiques CD8+. Cela rend les cellules en question plus sensibles à l’activité des NK. L’évolution a conservé les NK aux côtés des lymphocytes T cytotoxiques pour contrecarrer les mécanismes d’échappement des virus. Come on, just a kiss GTFO! Juste une photo pour illustrer la manière dont un lymphocyte NK se met en contact avec une cellule cible. Ce sont toujours de cellules qui agissent par contact direct et qui d’ailleurs entraîne un mécanisme de polarisation de ces Ly NK. Ici on a une cellule cancéreuse au contact d’une cellule NK qui se déforme. On a une sorte de baiser de la mort. D. La lyse par les cellules NK On va s’intéresser maintenant à l’arsenal dont les Ly NK disposent pour éliminer les cellules cibles. Notamment celui responsable de leur cytotoxicité. La lyse par les cellules NK joue un rôle à part dans l’immunité innée. Les cellules NK exercent une cytotoxicité naturelle. Les NK sont actifs essentiellement contre les pathogènes intracellulaires : ils éliminent nos cellules infectées par certains virus, parasites ou bactéries qui séjournent suffisamment longtemps dans nos cellules, pour que ces antigènes puissent être présentés via le CMH de classe 1. Si une cellule NK par exemple une bactérie dans le milieu extérieur elle ne réagira pas. La lyse par les NK met en jeu le relâchement de molécules cytotoxiques telles que la perforine et les Granzymes contenues dans des granules au contact des cellules cibles. Comme son nom l’indique, la perforine va créer des pores dans la membrane des cellules infectées facilitant l’entrée des Granzymes qui sont des enzymes protéolytiques. Quand une cellule NK s'active au contact d'une cellule cible (après contrôle de la densité des marqueurs de surface et signalisation à tendance activatrice), l'information de « destruction de la cellule cible » entraîne une zone contact permettant une repolarisation ou redisposition des granules (dans cette zone) puis une libération de leur contenu dans la cellule cible. 3 agents principaux sont responsables de l'activité cytotoxique des cellules NK : Perforine : molécule (protéine) sécrétée par exocytose, capable de polymériser dans la membrane cytoplasmique de la cellule cible et de former des pores. Elle va permettre l’entrée de granzyme dans la cellule. La cible ne meure pas de la perforine, mais du granzyme libéré en même temps. Si vous vous souvenez un peu de la formation du complexe d’attaque membranaire (CAM) de l’immunité innée : on a le facteur C9 du complément qui s’insère et polymérise ce qui créer un pore. La perforine fonctionne un peu de la même façon. Granzyme : protéase qui pénètre dans la cellule cible grâce aux pores de perforine. Elle a pour rôle de dégrader les protéines cytoplasmiques de la cellule cible mais aussi d'activer la mort cellulaire par apoptose. Ce sont des Serines protéases. Granulysine : possède à la fois l'activité perforine (créer des pores dans la membrane) et l'activité serineprotéase ainsi que la capacité à induire la mort cellulaire par apoptose. La cellule NK dispose également d'un autre arsenal : la présence à sa surface de molécules capables d'induire la mort cellulaire via les récepteurs de mort cellulaire (présents à la surface de toutes les cellules). Lorsqu'une cellule NK s'active au contact d'une cellule à détruire, elle exprime à sa surface ces molécules qui vont induire la mort cellulaire : c'est ce qu'on appelle le baiser de la mort. Ce mécanisme passe par l'expression de Fas-ligand (FasL) CD95L par la cellule NK, qui va interagir avec les récepteurs Fas (FasR) CD95R à la surface des cellules cibles et activer le processus de mort cellulaire par apoptose. Ces voies-là sont déficientes dans le cas des cellules cancéreuses. Il y a d’autres molécules telles que TRAIL qui peuvent lier des récepteurs de mort cellulaire. Voici des micrographies électroniques d'une cellule NK et le schéma d'un canal de perforine. Sur l’image A et B: une cellule NK avec ses granules en cours de polarisation. Sur l’image C: on a cette cellule NK qui est s’est déjà mise en contact. Vous voyez dans l’espace entre les 2 cellules, toutes les enzymes libérées qui vont entraîner la formation des pores et la destruction de la cellule. Sur l’image D: on voit que les pores sont de relativement grande taille. Environ 16nm, suffisant pour faire passer des enzymes protéolytiques. VII. Autres cellules de l’immunité innée Donc voilà pour le 2e grand type cellulaire impliqué dans l’immunité innée. On doit encore aborder d’autres types cellulaires qui appartiennent à l’immunité innée mais qui assurent un rôle moins effectif. Ils ont davantage un rôle de régulation. On a notamment un groupe de cellules qui un peu comme les Ly NK sont issus de la lignée lymphocytaire. Dans ce groupe, on retrouve 3 types de lymphocytes qui font également parti de l’immunité innée. Ce sont : Les lymphocytes B1, récepteur de type BCR Les lymphocytes NKT (à ne pas confondre avec les Ly NK mais exprimment un TCR) Les lymphocytes T avec un TCR de type γδ (et non pas αβ). A. Généralités Avant de les voir individuellement nous allons d’abord aborder des propriétés qui leur sont communes. Il existe des sous-populations rares de lymphocytes impliqués dans la réponse immunitaire innée et présentant : Un répertoire de récepteurs antigéniques (de type BCR ou TCR) très limité (en comparaison aux lymphocytes B et T classiques) c’est-à-dire que ce qu’ils vont pouvoir identifier est très limité. Des localisations spécifiques, notamment épithéliales (interfaces où ils seront en contact avec les agents pathogènes). Ces lymphocytes sont surtout classés parmi les acteurs de la réponse innée car ils : Ne subissent pas de processus d’expansion clonale même si leur TCR est engagé (contrairement au B et au T), Fonctionnent de façon innée (semblables au fonctionnement des cellules NK), Et ne font pas de réponse mémoire. Parmi ces lymphocytes de la réponse innée, on trouve : Lymphocytes T γ-δ intraépithéliaux : présent notamment dans la peau. Ils pourraient faire de la reconnaissance antigénique directe, en l’absence de cellules présentatrices de l'antigène=CMH indépendants ( très controversé). Ils auraient la capacité de reconnaître certaines molécules de stress (alarmine…). Lymphocytes B1: diversité très limitée (au niveau de leur BCR). Ils expriment le CD5 en plus du CD19. C'est la principale population de lymphe dans les séreuses (péritoine, plèvre, péricarde). Ils seraient capables de reconnaître les polysaccharides, mais leur rôle demeure incertain. Lymphocytes NKT: retrouvés essentiellement dans les organes lymphoïdes. Ils se rapprochent énormément des Ly NK mais contrairement à eux ils possèdent des TCR. Ils reconnaissent des antigènes glycolipidiques présentés par la molécule CD1 (plutôt que par des motifs peptidiques) par des cellules dendritiques. Ils permettent une production rapide de cytokines. (Le rôle des lymphocytes NKT est beaucoup moins bien défini que celui des NK). C’est une cellule qui est davantage impliquée dans le mécanisme de régulation, coordination réponse immunitaire. B. Les lymphocytes T γ-δ Ce tableau (à titre informatif) montre les particularités des lymphocytes Tγδ par rapport aux lymphocytes T αβ : A noter la particularité des marqueurs cellulaires : les lymphocytes T γδ sont CD4- et CD8- 60 à 70%. C’est la diversité des CD3 qui permet de les distinguer. Ils reconnaissent des composés de nature protéiques ou non sans intervention du CMH. Les lymphocytes T γδ se retrouvent majoritairement au niveau de l’épithélium vasculaire et aussi celui du tube digestif, même si on peut les retrouver circulants. Ces lymphocytes T γδ fonctionnent un peu comme les lymphocytes T cytotoxiques et sont capables de relarguer des cytokines (principalement de type TH1 interféron IL12 active CD8+). De manière globale, il s'agit d'immuno-régulateurs, qui interviennent davantage dans le contrôle de la réponse immunitaire plutôt que dans un mécanisme effectif d'élimination des pathogènes. Autres particularités des lymphocytes T γδ : ils possèdent un TCR relativement limité dont l'activation ne va pas dépendre essentiellement du Complexe Majeur d'Histocompatibilité (CMH) donc activation du TCR non restreinte au CMH ; ils possèdent un répertoire d'antigènes reconnus limité. Il semble qu’il y ait eu une sélection de ces TCR au cours de l’évolution. Néanmoins, comme ce sont des lymphocytes T, ils ont une ontogenèse (= origine) identique à celle des lymphocytes de l'immunité adaptative. Concernant les TCR, chez l'adulte, il existe deux sous-types de lymphocytes T γδ: Vγ9-Vδ2 (ce qui signifie : chaînes variables de type γ9 et de type δ2) : retrouvés principalement au niveau du sang activés directement par certains métabolites bactériens. Ceux présents au niveau des épithéliums (notamment digestif) ne possèdent pas de chaînes variables de type δ2. Ils sont de type Vδ1 ou Vδ3 Propriétés innées typiques des lymphocytes T γδ: ils possèdent plusieurs récepteurs dont certains sont activateurs comme le NKG2D, retrouvé aussi chez les lymphocytes NK. Ces récepteurs donnent aux lymphocytes T γδ une activité cytotoxique et par conséquent ces lymphocytes T γδ ont la capacité de proliférer dans certaines infections virales, bactériennes ou parasitaires. A noter que les lymphocytes T γδ sont des producteurs d'interférons de type II (IFN-γ)qui permet l’activation des lymphocytes T (notamment cytotoxiques) d’où un fort impact dans l’immunité adaptative. Ils sont aussi capables de senser la présence des molécules du CMH à la surface des cellules (immunité antitumorale). C. Les lymphocytes NKT Les lymphocytes NKT sont globalement des hybrides de lymphocytes NK et de lymphocytes T cytotoxiques. Ils ont pour particularité d'avoir un TCR invariant (Vα24-Vβ11) qui reconnaît des dérivés glycolipidiques présentés par le CD1d au niveau des macrophages et des cellules dendritiques ; ce qui permet de reconnaître un certain nombre d'agents bactériens : les mycobactéries la paroi de certaines bactéries LPS négatif (bactéries GRAM-) les glycosphingolipides lysosomaux endogènes. Ces lymphocytes NKT : possèdent des récepteurs NK, activateurs et inhibiteurs ; présentent des granules cytotoxiques avec des perforines et du granzyme dans leur cytoplasme (comme les cellules NK) ; ont une localisation tissulaire, surtout au niveau du foie. Ils sont très peu circulants et donc rares dans le sang (<0,05%) parce qu’elles quittent très rapidement la circulation sanguine ; sont fortement activés par l'IL-12 produite par les cellules dendritiques (comme les NK) et par les macrophages. Il existe en fait un mode de fonctionnement particulier entre cellules dendritiques et cellules NKT : les cellules dendritiques, lorsqu'elles font de la présentation antigénique, produisent de l'IL-12 qui va activer les cellules NKT ; en retour, les cellules NKT expriment le CD40-ligand qui va interagir avec son récepteur à la surface des cellules dendritiques. Comme ces cellules appartiennent à l’immunité innée, elles n’ont absolument pas de mémoire. C'est un phénomène de co-stimulation ou crosstalk ; les cellules dendritiques poussant l'activité cytotoxique des cellules NKT, et les cellules NKT poussant les cellules dendritiques à faire de la présentation antigénique pour davantage activer le système immunitaire adaptatif. Le rôle des lymphocytes NKT est ambivalent : on ne sait pas s'ils ont un pur rôle de régulateur (comme les lymphocytes T γδ) ou bien un pur rôle d'effecteur pour agir contre les pathogènes ou cellules infectées. Actuellement on suppose qu'ils auraient: une action anti-tumorale ; la capacité d’inhiber l'induction de maladies auto-immunes : contrôle des lymphocytes T cytotoxiques et la production des anticorps auto réactifs (mécanismes très mal compris) la capacité d'éliminer certaines bactéries. En revanche on sait que ces lymphocytes NKT sont capables de produire des cytokines : de type Th1 à médiation cellulaire (capables d'induire l'activité cytotoxique des lymphocytes T) : IFN-γ ; GM-CSF ; TNF de type Th2 (capables d'activer la réponse humorale, c'est-à-dire la production d'anticorps par les lymphocytes B) : IL-4 IL-2 (souvent intervient dans la réponse de type Th1) VIII. Autres composantes moléculaires et cellulaires de l'immunité innée impliquées dans l'élimination des pathogènes A. Rôle des immunoglobulines et récepteurs Fc (FcR) Les immunoglobulines, produites par les lymphocytes B, jouent un rôle très important dans la réponse immunitaire innée, via leur capacité à interagir avec un récepteur présent à la surface des cellules de l'immunité innée : les récepteurs Fc (notamment les FcαR et les FcγR) qui sont capables de reconnaître les régions constantes de différents types d’Ac (IgA, IgE, etc.) Les cellules de l’immunité ne sont pas capables de fixer des Ac, seulement les complexes immuns pour éviter l’activation de ces cellules de façon inutile. Rôle des Ig et des FcR dans la phagocytose Pour faire de la phagocytose il y a nécessité d'un contact direct des cellules via des empreintes moléculaires portées par les agents pathogènes qui sont directement reconnues par les PRR (Pathogen Recognition Receptors). Il existe un deuxième mode de reconnaissance qui est indirect et passe par les mécanismes d'opsonisation. C'est-à-dire que, lorsqu'un agent pathogène est reconnu par les immunoglobulines (Ig ou anticorps), les récepteurs Fc à la surface des cellules phagocytaires vont lier la partie constante des Ig permettant une reconnaissance indirecte du pathogène via ces anticorps (voir schéma de droite ci-dessus). Il est important de noter que les anticorps qui ne sont pas liés aux agents pathogènes ne possèdent pas la capacité de se lier à ces récepteur Fc et donc d'enclencher une signalisation intra-cellulaire. Ce n'est que lorsque l’anticorps a formé un complexe immun avec un agent pathogène que la zone constante de l'Ig va pouvoir se lier au FcR. Donc un anticorps libre ne peut pas interagir avec un FcR. Ces interactions dépendent de la nature de l'Ig qui va lier le pathogène. Il existe donc différents types de FcR en fonction de la nature de l'Ig qui va opsoniser l'agent pathogène. 1. Les récepteurs Fcγ (FcγR) : Ces FcγR ont la capacité de lier des immunoglobulines G (IgG). Il existe : le FcγR-I ou CD64 ; le FcγR-IIA ou CD32A ; le FcγR-IIB1 ou CD32B1 ; le FcγR-IIB2 ou CD32B2 et le FcγR-III ou CD16. Quand on regarde la structure de ces récepteurs, ils possèdent des domaines extracellulaires, Ig-like avec 1, 2 ou 3 domaines et 1 domaine intracellulaire de signalisation (qui peuvent être inhibiteurs ou activateurs donc ITIM ou ITAM). En ce qui concerne les FcγR impliqués dans l’immunité innée, il s’agit principalement des FcγR-I, FcγR-IIA, FcγR-IIB2 et le FcγR-III. FcγR-IIB1 est un peu particulier car on va le retrouver principalement au niveau des lymphocytes B donc il concerne surtout l’immunité adaptative. Le FcγR I est extrêmement important chez les cellules phagocytaires. En effet il possède un domaine intracellulaire activateur qui va être responsable de la capacité chez les macrophages, neutrophiles, éosinophiles ainsi que chez les cellules dendritiques à capturer les agents pathogènes et activer la phagocytose. Le FcγR-IIA ne déclenche pas le mécanisme qui entraine la production des espèces oxygénées et nitrées mais il va déclencher également la phagocytose et surtout les mécanismes de dégranulation dans le milieu extérieur. Il est capable de déclencher la dégranulation également au niveau des plaquettes. A l'inverse, le domaine intracellulaire des récepteurs FcγR IIB2 est un domaine inhibiteur de type ITIM : cela va permettre un rétrocontrôle de la phagocytose. Ils vont inhiber la stimulation provoquée par FcγR I. Le FcγR III, qu'on retrouve chez les monocytes macrophages et les lymphocytes NK, est capable d'induire l’activité cytotoxique des lymphocytes NK. Les cellules NK possèdent la capacité de reconnaître les différents organismes grâce à un système d'anticorps (principalement IgG1 et IgG3) qui sont capables de lier les Fc récepteurs (comme le CD16), ceci est donc à l'origine de la polarisation des cellules NK qui vont pouvoir ensuite dégranuler et ainsi induire la réponse immunitaire. Les cellules NK ont un système de reconnaissance direct via les NK récepteurs et un système de reconnaissance indirect via les anticorps. Ce mécanisme d’activation ne se déclenche pas s’il n’y a qu’une seule liaison, il faut qu’au minimum deux récepteurs de type Fcγ soient engagés pour que l’activité cytotoxique soit mise en place. On a une polarisation du lymphocyte NK qui libère alors des granzymes et des perforines. Mécanismes de reconnaissance indirecte des cellules NK 2. L'ADCC : Cytotoxicité Cellulaire Dépendante des Anticorps L'ADCC (antibody dependant cells cytotoxicity) est la cytotoxycité induite et dépendante des anticorps. Lorsqu'une cible cellulaire est liée par des anticorps, cela va former un complexe immun. Il y a alors une réponse non spécifique de la part de l'immunité innée car toutes les cellules de l'immunité innée qui possèdent des FcR vont pouvoir être activées et déclencher leurs mécanismes de lyse / de dégranulation et détruire les cellules cibles. Le mécanisme d'ADCC est retrouvé chez les lymphocytes NK, les monocytes, les macrophages, les éosinophiles et d'autres cellules. Principe de l'ADCC (exemple avec les cellules NK) : a cible est reconnue par un anticorps e complexe cellule cible / anticorps est reconnu via sa partie Fc par un FcR de la cellule NK (FcγRIII = CD16) Déclenchement de la lyse / dégranulation 3. Autres mécanismes de reconnaissance indirecte Les anticorps peuvent déclencher deux autres types de mécanismes : la formation du complexe d'attaque membranaire (vu plus en détail dans le cours sur le complément, car ce mécanisme sert à la formation du complexe du complément). Certaines molécules du complément (notamment les facteurs CNQ) sont capables de reconnaitre les parties constantes des anticorps et de recruter tout un ensemble de sous-unités du complément qui vont former des pores directement dans la membrane des cellules cibles (cellules infectées, bactéries...) et ainsi entrainer la mort de ces cellules cibles par diffusion d'électrolytes. le deuxième mécanisme, se rapprochant de l'ADCC, est le CDC (complement dependent cytotoxicity) qui est dépendante du complément. Cette voie ne passe pas par des récepteurs aux Ig mais par des récepteurs du complément. En effet les facteurs du complément vont se fixer sur les régions constantes des anticorps et ils vont être reconnus par certaines cellules telles que les monocytes-macrophages qui possèdent à leur surface des récepteurs du complément (CR 1, CR3…). Ce mécanisme permet aussi de déclencher la formation des complexes d’attaque membranaire ou même la phagocytose. Ainsi, les anticorps reconnaissent la cellule cible, certains facteurs du complément (C1q) reconnaissent les domaines constants des Ig et enfin, un récepteur du complément vient reconnaitre ces facteurs pour déclencher la dégranulation et le pouvoir cytotoxique des monocytes macrophages. Dans la lutte anti-infectieuse il y a donc plusieurs mécanismes qui vont souvent intervenir en même temps. Vision globale des mécanismes indirects 4. Principaux récepteurs aux IgA Concernant les autres récepteurs aux immunoglobulines, on retrouve le FCα récepteur 1 ou CD89 (α car ce ne sont plus des IgG qui sont liées mais des IgA, notamment les IgA1 et IgA2), ces récepteurs sont retrouvés au niveau des macrophages, des neutrophiles mais aussi des éosinophiles et sont responsables de la phagocytose et de l'induction de la mort cellulaire. On peut ainsi voir que les IgA jouent à peu près le même rôle que les IgG (celles-ci permettent de lier différentes toxines bactériennes afin de faciliter leur élimination). Ceux sont les principales Ig que l’on retrouve au niveau des sécrétions que ce soit le lait, la salive ou les larmes. Ils permettent d’immobiliser les agents infectieux et les empêchent alors de proliférer et de pénétrer à l’intérieur de l’organisme. Ils se retrouvent surtout au niveau des épithéliums. 5. Principaux récepteurs aux IgE Un autre type de récepteur aux immunoglobulines est le FcεR1 (qui lie donc les IgE, cette Ig est responsable des réactions allergiques notamment), que l'on retrouve principalement au niveau des mastocytes, des basophiles et des éosinophiles (et pas les NK !). Ces récepteurs contrairement aux précédents ne sont pas impliqués dans les mécanismes de phagocytose mais déclenchent la dégranulation cellulaire. Les mastocytes et les basophiles possèdent dans leurs granules de l'histamine, de la sérotonine et des composés à activité vasodilatatrice et bronchoconstrictive, elles sont notamment impliquées dans les mécanismes allergiques. Les IgE présentent une très haute affinité aux FcεR de ces 2 types cellulaires. Très souvent donc les FcεR au niveau pathologique sont associés aux mécanismes de l'allergie voire au choc anaphylactique dans les cas extrêmes. Les éosinophiles jouent un rôle particulier: ils vont dégranuler des histaminases. Ils ont donc un rôle inverse car ils sont mobilisés pour contrer les réactions allergiques. 6. Rôles des différentes immunoglobulines Les IgA sont retrouvées au niveau des différents tractus. Les IgE sont souvent retrouvées au niveau des épithéliums qui sont responsables des réactions allergiques (au niveau de la peau, du poumon, de l'intestin...) Les IgG sont les immunoglobulines ayant la distribution la plus étendue et font de la lutte anti infectieuse. Les IgM sont retrouvées essentiellement au niveau du système cardiovasculaire. Le système nerveux central ne possède pas d'Ig. /!\ Les Ig ne traversent pas la barrière hémato-encéphalique. On aura donc à faire, au niveau du SNC, à un système immunitaire particulier qui repose essentiellement sur l'immunité innée (avec les microglies qui sont des macrophages particuliers) et très peu sur l'immunité adaptative. /!\ Les lymphocytes T et B n'accèdent normalement pas au SNC. Les cytokines sont finement régulées. On peut expliquer cela par le fait que le SNC n'a pas de capacité de régénération donc si une réaction inflammatoire se produit ce serait directement dommageable. Au niveau du système placentaire, seules les IgG sont capables de traverser. Au cours de la grossesse, la mère transfère ses propres Ig au fœtus ce qui permet d’assurer sa protection tout au long de la grossesse. A la naissance, le nouveau-né garde ces Ig jusqu’à ses six mois, en attendant que son système immunitaire se mette correctement en place. Les autres types cellulaires impliqués dans l'immunité innée sont : les basophiles les mastocytes les éosinophiles. B. Les Basophiles Pour rappel : les basophiles appartiennent à la famille des granulocytes (dans lesquels on retrouve aussi les neutrophiles et les éosinophiles) produits par la moelle osseuse. Ils possèdent un noyau polylobé. La coloration MGG est la plus utilisée pour différencier les leucocytes et surtout les granulocytes. Les basophiles sont les moins nombreux des granulocytes (environ 1% des leucocytes circulants), ces cellules ne sont pas phagocytaires (contrairement aux macrophages et aux neutrophiles), elles sont notamment impliquées dans tous les mécanismes d'hypersensibilité de type 1, via leur capacité à dégranuler et à libérer de l'histamine et de la sérotonine, et via leurs récepteurs de haute affinité aux immunoglobulines de type E (Fcε récepteurs). Ils sont également capables de libérer le facteur ECFA (facteur chémoattractant des PNE) qui va permettre de recruter des éosinophiles pour contrecarrer la réaction allergique que l'histamine et l'héparine vont déclencher. C. Les Mastocytes Les mastocytes (Mast cells) sont des cellules résidentes, qui prennent naissance dans la moelle osseuse et vont très rapidement se répartir et résider dans les tissus pour jouer le même rôle que les macrophages résidents (en attente de la pénétration d'un agent pathogène et élimination des débris cellulaires) ainsi qu'un rôle de reconstruction du tissu après la réaction inflammatoire. Elles font parties des premières cellules d'alerte. Ces cellules se situent surtout au niveau de la peau, dans les muqueuses et à proximité des vaisseaux. Cette proximité avec les vaisseaux leur permet de recruter des nouvelles cellules immunitaires au niveau du site de l'activation. L'activité des mastocytes est principalement liée à leurs granules riches en histamine et héparine en plus de leur capacité à fabriquer tout un tas de cytokines, chimiokines, médiateurs hormonaux et médiateurs de l'inflammation. Les basophiles et mastocytes jouent tous deux un rôle très important dans les mécanismes allergiques et dans les chocs anaphylactiques. En effet ils expriment comme les PNB énormément de récepteurs aux IGE : lorsqu'ils vont être activés, ils vont entrainer une dégranulation importante d'où les réactions allergiques et les réactions vasculo-excitatives qui s'en suivent. Mastocytes : Allergie : hypersensibilité immédiate Les réactions allergiques font partie des réactions d'hypersensibilité dites immédiates ou de type 1 (allergie classique). Il existe globalement 4 types d'hypersensibilités. L'hypersensibilité est une réponse immunitaire excessive ou aberrante vis-à-vis d'antigènes qui normalement ne devraient pas entrainer de réponse mais qui chez certains individus, du fait de déterminants d'origine génétique vont faire qu'ils vont répondre à ces allergènes. La conséquence de cette réaction est la dégranulation massive des basophiles et mastocytes via les IgE provoquant des mécanismes souvent systémiques liés à l'inflammation. Les allergies touchent à peu près 20% de la population. C’est un dysfonctionnement au niveau des lymphocytes B qui entraine l’apparition de ces allergies (trop forte production d’IgE). Ce phénomène se déroule en 2 phases : une étape de sensibilisation, c'est le premier contact avec l'allergène, il n'y a donc pas d'allergie. Les IgE produits se fixent sur les FcεR à la surface des mastocytes et des basophiles et il ne se passe rien. une étape de réponse allergique qui se met en place au bout du deuxième ou troisième contact avec l'allergène. L’allergène peut faire un cross-linking au niveau des IgE et les activer entrainant la dégranulation massive des mastocytes et des basophiles. La dégranulation peut se faire à un niveau local voir même systémique ce qui est la cause des chocs septiques. Il faut que le deuxième contact avec l’allergène s’effectue dans un temps limité, 2 ou 3 semaines après le premier contact, puisqu’après ce laps de temps, les IgE disparaissent de la surface des cellules. D. Les Eosinophiles Les éosinophiles sont en proportion plus importante que les basophiles (entre 2,5 et 5% des leucocytes circulants), ce sont des cellules phagocytaires (comme les neutrophiles), mais possédant néanmoins une capacité à phagocyter cent fois moins importante que celle des neutrophiles et des monocytes-macrophages. Ces cellules sont fabriquées dans la moelle osseuse, elles circulent pendant 3-8h puis gagnent rapidement les tissus pour devenir des cellules résidentes avec une durée de vie d'une dizaine de jours. Il y a donc besoin de les produire régulièrement. Ils possèdent des granules et ont une activité principalement antiparasitaire. Ces cellules sont appelées éosinophiles car elles fixent l'éosine (couleur rosée au MGG) et elles possèdent un noyau bilobé. La maturation en éosinophile est dépendante de facteurs de croissance, notamment le GMCSF, et certaines cytokines dont l'IL3 et l'IL5 (puissant activateur de l’éosinophile). Puis ces cellules vont migrer vers les tissus en étant guidées par certaines chimiokines dont l'éotaxine, le facteur RANTES surtout et des facteurs attractants comme les leucotriènes. Ces cellules possèdent des granules cationiques : qui présentent une activité anti-virale (grâce à l'action de RNAses qui dégradent le matériel génétique des virus) et anti-parasitaire, qui sont capables de faire du boost oxydatif (qui leur donne une action contre les bactéries et les parasites), qui produisent de l'élastase leur permettant de dégrader les tissus et qui sont de gros pourvoyeurs de cytokines et de médiateurs de l'inflammation (médiateurs lipidiques avec les leucotriènes (LTC4), les prostaglandines ; des facteurs de croissances pour restaurer les tissus lésés …). Eosinophiles Les éosinophiles interviennent également dans les mécanismes de reconstruction des tissus en produisant des facteurs de croissance qui vont stimuler l'angiogenèse, la production de fibroblastes,… Le schéma ci-contre décrit les deux voies de formation des médiateurs lipidiques (la voie de la cyclooxygénase et la voie de la lipo-oxygénase) Les prostaglandines et leucotriènes sont des dérivés issus de la dégradation des phospholipides membranaires utilisant comme précurseur l'acide arachidonique. La voie de la cyclo-oxygène mène à la formation de prostaglandines, la voie de la lipooxygénase conduit à la formation des leucotriènes. Les prostaglandines et leucotriènes sont de puissants médiateurs de l'inflammation ; les prostaglandines sont responsables de phénomènes de vasodilatation alors que les leucotriènes sont plutôt responsables de bronchoconstriction. Mécanismes d'attaque des parasites par les éosinophiles Les IgE vont reconnaître le parasite (ex : helminthe), pour ensuite interagir avec les FcεR des éosinophiles, ce qui va permettre leur dégranulation et donc la destruction du parasite. Il s'agit du mécanisme d'ADCC par les éosinophiles. Le pouvoir de phagocytose des éosinophiles étant faible, ces cellules peuvent agir à plusieurs pour éliminer une menace parasitaire (une larve ici) : E. Autres cellules de l'immunité innée Les autres cellules de l'immunité innée sont un ensemble de cellules non spécialisées d'un point de vue immunitaire mais qui vont par exemple être responsables de la libération d’interférons, perforines, granzymes, lectines, défensines, facteurs du complément... On retrouve ainsi: les cellules endothéliales les cellules épithéliales les fibroblastes les cellules gliales les neurones les hépatocytes les cellules musculaires les kératinocytes les pneumocytes Toutes ces cellules ne vont pas agir directement sur la réponse immunitaire mais constituent de gros pourvoyeurs de cytokines et de chimiokines qui permettent de recruter les cellules immunes professionnelles (monocytes-macrophages, neutrophiles, lymphocytes B, T, NK).
