Immunités innée et acquise - Pôle de Biologie Pathologie Génétique

03/10/2014
Immunités innée et acquise
Notion de barrière
Immunité de la femme enceinte
Explorations biologiques sylvain.dubucquoi@chru‐lille.fr Les fonctions du système immunitaire
Organiser la tolérance vis‐à‐
vis du soi et de ce qui l’accompagne
Se prémunir des dangers internes Défense vis‐
à‐vis des agresseurs extérieurs Défense vis‐
à‐vis des agressions internes
Immunité innée Immunité adaptative Immunité naturelle
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‐ Plaquettes ‐ Polynucléaires neutrophiles
‐ Macrophages ‐ Système du Complément
‐ Protéines de l’inflammation
‐ Peptides anti‐microbiens
‐ Cellules dendritiques
‐ Cellules épithéliales ‐ NK
‐ LT gamma delta
‐ et autres « ILCs »
‐ Lymphocytes T
‐ Lymphocytes B
Mucus
Cellules
dendritiques Polynucléaires neutrophiles
Les acteurs de l’immunité naturelle
‐ Cellules dendritiques
‐ ILCs
‐ Cellules épithéliales
‐ Mucus
‐ IgA sécrétoires ILCs
Lymphocytes T et B
Les acteurs de l’immunité innée ‐ les facteurs solubles (complément, défensines…)
‐ les macrophages ‐ les polynucléaires
Lamina propria
Les acteurs de l’immunité adaptative ‐ les lymphocytes T et B Mastocyte
NK
Macrophages Agents pathogènes
(PAMPs) Marqueurs de la souffrance cellulaire = « DAMPs » HMGB1
Ac urique
HSP, cristalline…
‐ Apoptose Récepteurs de mort
‐ Facteurs de croissance ‐ Cytokines anti‐inflammatoires PRRs
En surface ou intracytosolique
Régulation Réparation
Prolifération/ Recrutement Acteur de l’immunité innée Molécules
effectrices Peptides anti‐microbiens
Récepteurs membranaires Une même cellule peut Cytokines
exprimer des récepteurs Chimiokines de l’immunité innée et de l’immunité adaptative Diffusion de (LT , LB…)l’alarme
(par exemple)
(Le récepteur PRR n’est pas à l’échelle, naturellement)
Acquisition de nouvelles propriétés (migration, collaboration…)
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Les TLRs (« Toll Like Receptors »)
Différents types de récepteurs
Famille de récepteurs capables de reconnaître
des motifs invariants à la surface des pathogènes 1
TLRs
NLRs
CLRs
2 (Bactéries Gram +)…
Bactéries
TLR
4 (LPS : bactéries Gram ‐)
TLR
Activation
5 Flagelline…
6
9
Adaptateur
ARN double brin… 3
Kinases
TLR Virus
ARN viral simple brin… 7
Transcription génique
CpG ADN bactérien 9
Membranaires ou intracellulaires Sollicitation
des caspases
Cytokines pro‐inflammatoires IL‐1, IL‐6, TNF…
7
Bactéries intestinales / Levures
Profil Th‐17 – IL‐22 (IL‐1, TNF‐…)
IL‐10, TGF‐
…
Pathogènes à multiplication intracellulaire : profil Th1 Tolérance (IFN‐; IL‐18)
Agresseurs extérieurs Parasites : profil Th2
(IL‐5, IL‐13)
Prévention Sollicitation des effecteurs sans déclencher d’inflammation (Protéines du complément, macrophages )
TFH
IL‐21
agressions internes
Ischémie re‐perfusion…
(IL‐17, TNF‐ ; IL‐1…)
Agents fungiques, bactéries IL‐17, TNF alpha, IL‐6, IL‐1
CD80/86‐CD28
Th17
Aide spécifique des LB Tolérance IL‐10
TGF bêta
CTLA‐4
Helminthes
IL‐4, IL‐5, IL‐13 ; CD86‐CD28
Pathogènes intracellulaires IFN gamma, IL‐12, IL‐18 ; CD80‐CD28
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Peptides anti‐microbiens
Cytokines et chimiokines pro‐inflammatoires Polynucléaires
Épithéliums
Lymphocytes T CD8, , ILCs, Neutrophiles
Stabilisation
Amplification Génération Réponse inflammatoire massive vis‐à‐vis d’agents bactériens et fungiques IL‐17 (IL‐17A; IL‐17F)
IL‐21, IL‐22
IL‐23
IL‐4 (Th2)
IL‐21
IFN(Th1)
TGF + IL‐6
TCR
Th17
LT CD4+
Réponse immédiate
Récepteurs invariants non spécifiques Complément, MBL, MASP, Défensines
CRP, Pentraxines
Immunité innée Immunité adaptative Délai +++
PRRs
(TLRs, NOD, CARD... ) Immunité naturelle
Récepteurs variables, « Qui s’adaptent (LB)»
Récepteurs invariants (± spécifiques)
Rapide (effet de barrière)
ILCs
(NK, NKT, LB1, …)
LB, LT
Ac spécifiques Effet de barrière
LT CD8
Intra‐épithéliaux Cellules endothéliales
Complément Défensines
B1 B Cells
(IgA muqueuses)
Polynucléaire neutrophile
Plaquettes
Cellule NK
LB
PPAI Immunité
humorale
NK T
Macrophage Phase
vasculaire
IL‐1
Cellule
dendritique
Ac
Chimiokines Mastocyte
TLRs
IL‐4
CMH
Lymphocyte B
TCR
LT V alpha 24…
IL‐12
LT gamma‐delta
Phase
cellulaire
Immunités innée et naturelle IFNg
IL‐2
Lymphocyte
T CD4
IFNg
Lymphocyte T CD8
Immunité
Cellulaire
Immunité adaptative 4
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Les effecteurs solubles
• Le système du complément Les mots clés :
(Complément, pentraxines, CRP…)
Exploration 30 protéines (solubles et membranaires)
(production : foie, entérocytes, macrophages)
Approche fonctionnelle Capacité à former le MAC et à lyser une cible
CH50 (voie classique)
AP50 (voie alterne)
Activation en cascade (activité enzymatique, comparable aux phénomènes liés à la coagulation)
3 voies d'activation
• Alterne
• (Dépendante des lectines)
• Classique
1 composé central = le C3b
Dosages protéiques C3,C4, inhibiteur de la C1 estérase…
Phénotypage
CD55, CD59, (HPN) ; MCP (SHU)
3 fonctions majeures
Lyse des agents pathogènes (MAC)
Phagocytose des agents pathogènes
Amplification de la réponse immunitaire Analyse génique (examen réservé +++)
Besoin de Régulation +++
Dosages
quantitatifs
Voie des Lectines
MBL
MASP
CH50
(test fonctionnel)
AP50
C3 C5 C6 C7 C8 C9
Facteur B
Facteur D
Properdine
(fonctionnel)
Voie alterne
Complexe d’attaque membranaire (voie finale commune)
Activateurs • Bacilles Gram négatif (LPS)
Déficit en C5
Déficit en C3 C6,‐7,‐8,‐9
Déficit en facteur D, Properdine
(Facteurs H, I)
++
Pyogènes
++
Neisseria
Infections à répétition
Lié à l'X
(properdine)


Déficit en facteurs de régulation
Déficit en composés initiaux de la voie classique
Facteur H
C1, C2, C4
C1, C2, C4
C1‐Inh
Consommation du C3
Glomérulonéphrites
Angiœdème Connectivites
(Lupus)
CD55, CD58, CD59 (pont GPI)
Hémoglobinurie nocturne paroxystique
SHU
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4 étapes : Recrutement : Fonction des molécules chimioattractantes et des molécules d’adhérence Perception du « danger « : récepteurs membranaires ou intracellulaires TLRs, NOD, CARD…
Phagocytose : Intervention d’opsonines et de récepteurs cellulaires Bactéricidie :
Métabolisme oxydatif
Enzyme de dégradation
Peptides anti‐ microbiens
« Netose »
Épitope
Pathogène Opsonine
Récepteur
Activation cellulaire Formation de la
vacuole de phagocytose

Mécanismes dépendants de l'O2 (explosion oxydative)
Mécanismes dépendants de peptides anti‐microbiens
Dépendants d'enzymes
(Lysozyme, cathepsine,
sérine protéases, ...) Phagolysosome
acide Lysosome
Petites protéines riches en dérivés cationiques : 18 ‐45 AA (avec 6 à 8 dérivés cystéines)
Retrouvées chez les plantes, les invertébrés et les vertébrés (notamment dans les polynucléaires neutrophiles et les cellules de Paneth (intestinales))
Actives contre les bactéries, les levures et les virus : elles forment des pores (~ MAC) dans les membranes des cibles, à l’origine d’un efflux d’ions et de nutriments 6
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Mort cellulaire particulière des polynucléaires neutrophiles Emission de longs filaments d’ADN nucléaire dans le milieu extracellulaire, formant un réseau
(un « filet à poissons »)
Emprisonnement des pathogènes dans ce réseau (bactéries, levures…)
Fixation de peptides anti‐microbiens sur ces filaments de chromatine
Mort et phagocytose des pathogènes o Abcès cutanés, hépatiques, pulmonaires o Infections digestives, urogénitales
o Pyogènes
o Bactéries intestinales (K. pneumoniae)
o Levures
Abcès pulmonaire Nombre : numération et formule sanguine Capacités de domiciliation : analyse de l’expression des intégrines
(phénotypage lymphocytaire par cytométrie en flux)
Fonctions : phagocytose et bactéricidie
Test au nitro‐bleu de tétrazolium (test sur lame)
Mesure de la production de radicaux libres (chimiluminescence, cytométrie en flux)
Analyse génique (biologie moléculaire : diagnostic anténatal)
Inefficace, inutile
Simple, pas cher
En première intention
Analyse spécialisée, Chère
PAS EN PREMIERE INTENTION !
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Immunité adaptative
Immunité innée Activation
Signaux de danger Cellules dendritiques Prolifération Différenciation Cytokines Acquisition de nouvelles propriétés
LT Présentation de l’antigène Cytotoxicité Action pro‐inflammatoire Effecteurs de l’immunité innée Préservation d’un contingent cellulaire de réserve
(mémoire)
Apoptose TCR et BCR (lymphocytes T et B)
Reconnaissant des motifs moléculaires
partagés par différents pathogènes
très ≠ du « soi (sain) » Capables de « tout reconnaître »
(même le « soi »)
(c’est à dire de nos propres antigènes)
TLRs (1996)
NOD
…
Réponse primaire : IgM
Réponse secondaire : IgG
Capacité à s’adapter à l’antigène (hypermutations somatiques) 8
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Immunité humorale
Immunité Cellulaire Lymphocytes B
Lymphocytes T
Gènes VDJ
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Production d’Ac
Gènes m ou g ou a ou e
Adaptation du site d’interaction avec l’antigène (« Hypermutations somatiques »)
Fab'2
Reconnaissance de l'Ag = Molécule bi fonctionnelle
Interactions Changement d’isotype
Fc
avec les récepteurs cellulaires
(« Commutation isotypique
»)
Collaboration avec le LT Cellule présentatrice d’antigènes
Production de cytokines Pathogène Ac Opsonisation (+++)
Neutralisation
(agglutination)
Lyse
Phagocytose
Bactéricidie
Cytotoxicité dépendante d'Ac
= ADCC
Mécanismes de phagocytose frustrée
Polynucléaires neutrophiles, éosinophiles, ...
Restauration de la sensibilité des pathogènes aux mécanismes de défense non spécifiques
(Complément, macrophages)
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o Infections du tractus respiratoires et digestif
(muqueuses)
o Après le 6ème mois de vie
o Infections à pyogènes, o Pathogènes respiratoires et intestinaux (Giardia)
o Plus rarement infections virales
Inutile
En première intention
PAS EN PREMIERE INTENTION !
Nombre : Numération et formule sanguine
Phénotypage des lymphocytes B : nombre +++
analyse des populations (CD19 et LB mémoire)
Capacités de production des immunoglobulines : Électrophorèse des protéines (agammaglobulinémie)
Dosage pondéral des immunoglobulines (IgG, IgA, IgM)
Dosage des sous classes d’immunoglobulines Analyse fonctionnelle Analyse de la réponse vaccinale, contre épreuve de Simonin (groupe sanguin)
Analyse de l’avidité de la réponse Ac
Les différentes étapes :
Les CD8…
1) Reconnaissance antigénique Interaction CMHI – TCR/CD8
FAS‐L
Les CD4 aussi …
CD4

FAS
HLAII

FADD
LcT
TCR
2) Polarisation cellulaire :
Redistribution des récepteurs membranaires et des vésicules intracellulaires
TRADD
TNF
TNF
membranairerécepteur 3) Libération des effecteurs cytotoxiques
a) Perforines : # MAC (trou dans la membrane de la cellule cible)
b) Granzymes : apoptose de la cible
(± nécrose)
TNF soluble
IFN
Amplification de
la réponse inflammatoire
 Apoptose
Amplification de
la réponse
des macrophages
Bactéricidie des pathogènes
intracellulaires
30
10
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o Infections précoces, graves, répétées
o Pathogènes intracellulaires
o Germes opportunistes (pneumocystis…)
o Cancers, lymphomes, sarcomes…
Nombre : Numération et formule sanguine (±)
Phénotypage des lymphocytes T : nombre +++
Analyse des sous populations
Analyse fonctionnelle ‐ Capacités de coopération Dosage pondéral des immunoglobulines
o
o
o
o
o
(« Syndrome hyperIgM »)
Analyse de la réponse vaccinale, contre épreuve de Simonin (groupe sanguin)
Phénotypage des lymphocytes T : CD40‐L (CD154)
Intradermoréaction
Test de prolifération lymphocytaire (mitogènes, antigènes)
Analyse de la production des cytokines • Jonctions serrées = barrière physique • Attiré par la production du pôle basal d’IL‐8 des • Production de mucus
cellules épithéliales • Production de défensines
• Capture des Ag dans la lumière
• 20 à 30% des cellules immunitaires résidentes
• Barrière aux agents fungiques, bactériens et viraux • Grandes capacités de phagocytose et de bactéricidie • Production de chimiokines : attraction de cellules •
Présentation aux Lymphocytes T CD4 • (peut  jusqu’à 70%)
inflammatoires
• Conducteur des spermatozoïdes
• Défensines +++
• Capacités lytiques et trophiques (synthèse de facteurs de croissance) • Expression de TLRs (libération dans la lumière)
• Nétose
• Possible expression de MHCII : présentation Ag
Mucus
•  en fin de cycle pour protéger l’épithélium • Cellules mémoire Polynucléaires neutrophiles
(immunité spécifique)
Glycoprotéines + eau
Cellules
ILCs
dendritiques + Agents anti‐microbiens
+ protéases
Lymphocytes T et B
Macrophages Mastocyte
NK
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Facteurs de croissance
Revascularisation Stopper l’inflammation
Éliminer les effecteurs (surnuméraires)
Réparation
Stopper la souffrance cellulaire Restreindre les conditions d’activation
 de la charge antigénique
 des cytokines pro‐inflammatoires  des cytokines anti‐ inflammatoires  des signaux pro‐apoptotiques Objectifs Garder l’enseignement de l’événement Restauration fonctionnelle de l’organe touché ‐ Apoptose Récepteurs de mort
Cellules « mémoire »
Auto‐immunité physiologique Cellules fonctionnelles à un stade intermédiaire de la différenciation (immunité adaptative !)
immunité innée ??
‐ Facteurs de croissance ‐ Cytokines anti‐
inflammatoires Régulation Réparation
Molécules
effectrices Peptides anti‐microbiens
Prolifération/ Recrutement Acteur de l’immunité innée Récepteurs membranaires Cytokines
Chimiokines Diffusion de l’alarme
(par exemple)
(Le récepteur PRR n’est pas à l’échelle, naturellement)
Acquisition de nouvelles propriétés (migration, collaboration…)
A retenir:
Les effecteurs de l’immunité innée naturelle et innée sont des éléments déterminants dans la mise en place d’une réponse
immunitaire coordonnée (efficace)
Ils assurent un état permanent de veille vigilante au niveau des sites d’entrée des agents pathogènes, générant un effet de barrière
Ils produisent les mécanismes de défenses qui limitent le potentiel destructeur de l’agent pathogène, le temps qu’une réponse spécifique (adaptative) se mette en place
Ils contribuent à orienter la réponse immunitaire adaptative selon le mode de vie de l’agent pathogène (multiplication intracellulaire ou extracellulaire, par exemple)
Les effecteurs de l’immunité adaptative génèrent la réponse la plus efficace, renforçant les mécanismes déjà mis en place par les effecteurs de l’immunité innée. La constitution de cellules mémoire (immunité adaptative) limite le risque de récidive Les examens biologiques proposés dans le cadre de l’exploration de déficits immunitaires sont des actes spécialisés
Il n’existe pas d’examen biologique propre à l’étude du système immunitaire de la femme enceinte. (Il n’y en a pas besoin).
sylvain.dubucquoi@chru‐lille.fr 12