CoursPr. BAKRI_Immuno_SVI6_2013

Université Mohammed V-Agdal - Rabat
Faculté des Sciences
SVI6 parcours Biologie et santé (Printemps 2012)
Module : Immunologie/Outils de diagnostic
Elément : Immunologie
Pr. Y. BAKRI
Immunologie fondamentale
L’Immunité Adaptative (spécifique):
Les mécanismes moléculaires et cellulaires de la réponse immunitaire
I- Vue globale du système immunitaire
Concept de défense et Organisation du système Immunitaire,
Les molécules de reconnaissance de l’Antigène (Anticorps, BCR, TCR et CMH): structures, organisation
génétique et diversité immunologique
II- Immunité à médiation cellulaire
Développement des lymphocytes T et sélection : tolérance centrale.
Les cellules présentatrices de l’Ag
Apprêtement et présentation de l’Ag
Activation des lymphocytes T et formation des T effecteurs (Th1, Th2, CTL)
Fonctions effectrices des lymphocytes T (Th1, Th2, CTL)
III- Immunité humorale
Développement des lymphocytes B et sélection.
Activation des B par les Ag thymo-indépendants et par les Ag thymo-dépendants, maturation de la réponse
immunitaire
Fonctions des anticorps spécifiques
IV- Mémoire immunologique et régulation de la réponse immunitaire
Caractéristiques des cellules mémoires, maintien de la mémoire, régulation intrinsèque, réseau idiotypique…
Cytokines
Laboratoire de Biochimie & Immunologie - Département de Biologie
Tolérance immunitaire
Organisation du système lymphoïde
Organes lymphoïdes
Centraux (primaires)
Moelle osseuse
Thymus
Organes lymphoïdes
périphériques (secondaires)
Ganglions
Rate
MALT
(mucosal associated lymphoid tissue)
GALT, BALT, ...
Formation et éducation des
T et B
Établissement de la tolérance
centrale
Engagement de la R I
Cellulaire et humorale
Distribution des organes et tissus lymphoïdes
Ganglion lymphatique
Rate
Capsule
Follicule
lymphoïde
primaire
trabécule
Sinus vasculaire
Zone marginale
Pulpe blanche
Gaine
périartériolaire
Pulpe rouge
Centre germinatif
veine
artère
Tissu lymphoïde associé aux muqueuses (MALT)
Exemple d’Organisation du tissu lymphoïde associé à l’intestin ( GALT*)
Canal thoracique
*Gut Associated Lymphoïd Tissue
Les cellules du système Immunitaire: schéma simplifié de l’hématopoïèse
Moelle Osseuse
Cellule Souche
(SC)
CFU-GEMM
CFU-E
Sang
CS lymphoïde
Thymus
CS Myéloïde
BFU-E CFU-Meg
Tissus
SC
GR
CFU-GM
CFU-M
pl
Mo
CFU-Eo CFU-Ba
Pro-B
Pro-T
CFU-G
N
Eo
Ba
NK
B
T4
T8
Ma
Mac
T activés
CD/CID
Plasmocyte
Naissance, maturation et circulation des lymphocytes
Moelle osseuse (MO)
Maturation des B dans la MO
C
C
Maturation intrathymique des T
(CMH dépendante)
Thymus
Y
Y
Y
Y
C
Y
C
Y
C
C
Circulation
Lymphocytes T matures
Lymphocytes B matures
Ganglions, rate, MALT
(Contact avec l’Ag)
- Les Anticorps (Immunoglobulines)
Structure de base d’une Ig (IgG)
extrémité NH 2
Charnière
extrémité NH 2
VH
charnière
CH1
Région
variable
VL
Région variable
(Reconn. de l’Ag)
chaîne légère
C L C. légère
Région
const ant e
CH2
pont s S-S
C. lourde chaîne
Région conservée
(activité
effecterice)
lourde
C
Char.
*
*
CH3
extrémité COOH
H: heavy (lourde)
L: Light (légère)
V: domaines variables : variabilité d’un clone à un autre
C: identique dans une espèce (ou populations cellulaires)
*4 protéines associés par des
ponts S-S: 2L:2H
*Présence de Sucres
*Symétrie
*Flexibilité
Les différentes classes d’Ig
Classe d’Ig
IgG
4 sous classes
IgM
IgA
(2 sous classes)
IgE
IgD
Chaîne lourde
Chaîne légère
γ
3 c PM ≈ 50 000 1 v
µ
4 cPM ≈ 65 000 1 v
α
3 cPM ≈ 551000v
ε
4 cPM≈70 000
1v
δ
3 PM≈68
c 0001 v
κ
ou
λ
PM ≈ 25000
Quelques caractéristiques et propriétés des Ig
Les 4 sous classes des IgG
Ponts
disulfures
Valence : 2
Monomères
Stables
75% des Ig (13g/l)
Sang, lymphe, tissus
Transmises au nouveau-né
Assurent plusieurs fonctions
IgA
Dimérique
IgM (pentamère)
Pièce
sécrétoire
pont s-s
Chaîne
J
J
Charnière
- Monomère, dimère, et
formes sécrétoires
- Forme sécrétoire stable
Pentamères: valence 10
Peu stables
Généralement de faible affinité
Sang et lymphe
Assure de nombreuses fonctions
IgE
(forme sécrétoire)
- Sang
muqueuses
et sécrétions
(bille, salive, larmes, mucus)
IgD
< 1% des Ig sériques
-Monomère
-Thermosensible
-Tissulaire (à l’état de trace dans le sang)
-Nombreuses fonctions
Très sensible au protéolyse
Tendance à se dégrader spontanément
Associée aux membranes des cellules B
Quelques caractéristiques et propriétés des Ig
(Site de reconnaissance de l’Ag)
( = paratope)
régions déterminant la complémentarité (CDR)
St ruct ure du sit e ant icorps
VH
CDR
VL
25
31
CDR1 35
34
50
55
64
60
CDR2
95
CDR3 102
110
CDR1
CDR2
89
97
CDR3
110
Ag
Notions d’épitope , de paratope et de la réaction Ag-Ac
Dualité fonctionnelle des anticorps
Identification des régions Fc et Fab
re connaissance
de l'Ag
Fab
Fab
papaine
Fc
pepsine
act ivat ion
syst èmes
F( ab' ) 2
des
effect eurs
(complément ,
cellules cyt ot oxiques,
phagocyt es)
pept ides
de faible PM
pFc'
Récepteur du Lymphocyte B (BCR)
BCR:
Récepteur des lymphocytes B
Sites de reconnaissance de l’Ag
Chaine légère
Chaine Lourde
Igβ Igα
Igα Igβ
extracellulaire
membrane
signalisation
ITAM
(Immune Receptor Tyrosine-based Activation Motif)
intraacellulaire
Hétérogénéité des immunoglobulines (variations antigéniques)
variat ion
IgG
isot ypique
IgA
Les isotypes correspondent aux
déterminants antigéniques des Ig
présents chez tous les individus
d’une même espèce. Ils sont présents
au niveau des parties constantes des
chaînes lourdes et des chaînes
légères. Ils permettent de définir les
classes et sous-classes d’Ig.
Inter- intra-espèces
variat ion
IgG
allot ypique
IgG
variat ion
IgG
idiot ypique
IgG
Les allotypes sont caractéristiques
d’un groupe d’individus au sein
d’une même espèce et sont transmis
héréditairement. Ils correspondent à
des déterminants antigéniques
portés par les parties constantes des
chaînes lourdes et légères.
Les idiotypes sont spécifiques d’un
individu. Ils sont spécifiques à un
anticorps donné dirigé contre un
antigène donné. Les motifs
idiotypiques se trouvent au niveau
des régions variables, soit au
niveau du site anticorps soit à sa
proximité
Intra-espèces
Intra-individu
Hét érogénéit é de charge des immunoglobulines
élect rophorèse d' un sérum
Quelques caractéristiques et propriétés des Ig
Organisation génétique et diversité des Ig
?! Mécanismes de la diversité
- Théorie de la chaîne latérale (théorie adaptative):
1896
- Théorie informatrice
- Théorie de la sélection clonale: 1958
A. BENJOUAD –LBI- FSR –UM5a - Rabat
Théorie de la chaîne latérale
Ehrlich 1896
Théorie de la sélection clonale
Burnett & Jerne 1958
Théorie de la chaîne latérale (théorie adaptative): 1896
Erlich
Théorie informatrice
Théorie de la sélection clonale: 1958
Burnet
? : régions variables!! Régions constantes
Théorie germinale
Tonegawa
St ruct ure du sit e ant icorps
régions déterminant la complémentarité (CDR)
VH
CDR
régions
variables
25
31
CDR1 35
34
50
55
64
60
CDR2
95
CDR3 102
Régions
constantes
VL
110
CDR1
CDR2
89
97
110
CDR3
Chaque anticorps est produit
par un clone de lymphocyte B
Origine de la diversité des Anticorps
Principaux mécanismes qui permettent de générer la diversité
des Anticorps chez les mammifères
- Des gènes Variables en très grand nombre
- Des recombinaisons somatiques entre différents
segments génétiques (V, D, J) permettant de
former une région Variable
- Des mutations somatiques
- Association ‘chaînes lourdes/chaînes légères’
A. BENJOUAD –LBI- FSR –UM5a - Rabat
Organisation des Loci des chaînes des Ig
n V ( x5 1 ) D ( x 2 7 ) J ( x 6 )
Cµ
Cδ
Cγ3
Cγ1
Ψ Cε
Cα1 Ψ Cγ
Cγ2
Cγ4
Cε
Cα2
IGH
Chromosome 14
IGK
5'
Lκ1
V κ1
Lκ40 V κ40
Jκ1−5
Cκ
3'
Chromosome 2
IGL
5'
Lλ1
V λ1
Lλ29 V λ29
Jλ1 Cλ1
Jλ4 Cλ4
3'
Chromosome 22
Chr. 14
Chr. 2
Chr. 22
Locus
Chaînes d’Ig
IGH
H
IGK
κ
IGL
λ
nbre de gènes C
nbre de gènes V
nbre de segments J
nbre de segments D
Réarrangement
9
51
6
27
V-D-J
1
40
5
0
V-J
4
29
4
0
V-J
κ = 1Cx40Vx5jx4(ij) = 800
λ= 4Cx29Vx4jx4(ij)=1856
IgM= µ (κ+λ) = 3.5x108
µ= 1Cx51Vx6jx27dx4(ij)x4(ij)=132192
X Mutations Somatiques x diversité N
Chaine légère
Organisat ion et réarrangement du locus de la chaîne κ
Cellule souche
ADN germinal
Chromosme 2
Lymphocyt e B:
réarrangement de
l'ADN ( VJ)
5'
Lκ1
V κ1
Lκ40 V κ40
Jκ1−5
Cκ
3'
Recombinaison somat ique V-J
Lκ1
5'
V κ1 Jκ3-Jκ5
Cκ
3'
V κ1 Jκ3-Jκ5
Cκ
3'
Transcript ion
T r a n sc r it
primaire ( ARN)
Lκ1
5'
Epissage de l' ARN
ARN
messager
5'
Lκ
Vκ
Jκ3
Cκ
Lκ
Vκ
Jκ
Cκ
Traduct ion
Pr é p r o t é ine
Mat urat ion
Chaîne légère κ
Vκ
Jκ
Cκ
CDR
3'
Chaine lourde (IGH)
5'
C e llu le
so u c h e
ADN
g e rm in a l
L1
V 1
1 è re
Lym p ho cy t e
p ro B:
ré a rra n g e m e n t
de
l' A D N
( D J)
5'
2 èm e
L y m p h o c y t e p ré B e t
ré a r ra n g e m e n t
de
l' A D N
( V D J)
L 51
V 5 1
D 1 - 2 7
R e c o m b in a is o n s o m a t iq u e
L1
V 1
Cδ
V 5 1
D 1 - 2
J 3 - 6
Cµ
Cδ
s o m a t iq u e V - D - J
L1
5'
B:
Cµ
D -J
L 51
R e c o m b in a is o n
J 1 - 6
V 1
D 2
J 3 - 6
Cµ
Cδ
3'
T r a n s c r ip t io n
L1
T r a n sc r it
p r im a ir e
( A RN )
V 1
D 2
J 3 - 6
5'
Cµ
Cδ
3'
E p is s a g e d e l' A R N
L
A RN
m e ssa g e r
V
D
J 3
5'
Cµ
T r a d u c t io n
L
V
D
J
D
J
Cµ
Pr é p r o t é in e
M a t u r a t io n
V
Ch a în e
lo u rd e
µ
Cµ
3'
CDR
3'
Réarrangement et expression des gènes des chaînes µ et κ
ADN germinal
L1
V1
L51
V51
D1 - 2 7
J1 - 6
Cµ
Cδ
5'
3'
(chromosome 14)
L V
D J3
5'
ARN réarrangé
Cµ
3'
VH
V
D J
µ
κ
Vκ
Jκ
Cµ
CH1
Cκ
CL
Région
constante
CH2
ARN réarrangé
5'
Lκ
Vκ Jκ3 Cκ
CH3
3'
ADN germinal
(chromosome 7)
5'
Lκ1 Vκ1
Lκ40 Vκ40
Jκ1−5
Cκ
3'
Locus
Chaînes d’Ig
IGH
H
IGK
κ
IGL
λ
nbre de gènes C
nbre de gènes V
nbre de segments J
nbre de segments D
Réarrangement
Diversité jonctionnelle
Diversité N
Mutations
9
51
6
27
V-D-J
+++
+++
++
1
40
5
0
V-J
++
++
4
29
4
0
V-J
++
++
κ = 1Cx40Vx5jx4(ij) = 800
λ= 4Cx29Vx4jx4(ij)=1856
IgM= µ (κ+λ) = 3.5x108
µ= 1Cx51Vx6jx27dx4(ij)x4(ij)=132192
X Mutations Somatiques x diversité N
Diversité jonctionnelle VL-JL
segment
gène V
J
TGG ACG ====
==== CCT CCC
25
différent es
jonct ions
31
CDR1 35
34
50
55
64
60
V-J
95
96
97
CDR2
jonction 1
(normale)
jonction 2
==== CCT TGG
CCC ACG ====
==== CCT CCC
GG ACG ====
Pr o - T r p - T h r
Pr o - A r g - T h r
95
CDR3 102
110
jonction 3
==== CCT CCCG ACG ====
Pr o - Pr o - T h r
jonction 4
==== CCT CCC ACG ====
Pr o - Pr o - T h r
95
96
97
CDR1
séquence d'aa
obt enue
CDR2
89
97
110
CDR3
Locus
Chaînes d’Ig
IGH
H
IGK
κ
IGL
λ
nbre de gènes C
nbre de gènes V
nbre de segments J
nbre de segments D
Réarrangement
Diversité jonctionnelle
Diversité N
Mutations
9
51
6
27
V-D-J
+++
+++
++
1
40
5
0
V-J
++
++
4
29
4
0
V-J
++
++
κ = 1Cx40Vx5jx4(ij) = 800
λ= 4Cx29Vx4jx4(ij)=1856
IgM= µ (κ+λ) = 3.5x108
µ= 1Cx51Vx6jx27dx4(ij)x4(ij)=132192
3.5x108 x Mutations Somatiques x diversité N
Maturation de la réponse immune et commutaion isotypique
- cinétique des réponses Ac primaire et secondaire-
1000
IgG
100
1ère injection
rappel
10
A
c
(
u
d
n
a
in
ts
é
s
le
p
a
lra
b
s
m
it
ra
a
ir
e
s
)
IgM
1
0 .1
1
2
3
4
5
6
7
semaines
Commut at ion isot ypique
Cµ
L
V
D
IgA1
Cδ
J
Cα1
gène recombiné
boucle excisée
Chromosome A
gène réarrangé (VDJ)
L
V
D
V
Cδ
Cα1
Sµ
5'
n
Cµ
J
( x5 1 ) D ( x 2 7 ) J ( x 6 )
Sµ
Sα
Cµ
échange chromatidien
Cδ
Cδ
3'
Sα
Chromosome B
L
gène recombiné
3'
5'
V
D J
Cα1
Cα1
IgA1
sit e d e
p o ly A
Epissage alternatif
permettant l'expression des IgD
L
V
D
J
Cµ
5'
ADN
Cδ
*
réarrangé
*
polyA
L
Transcrit
primaire
V
D
J
Cµ
Cδ
5'
µ
ARNm
L
ARNm
V
D J
Cµ
L
poly A
IgM
5'
V
D J
δ
Cδ
poly A
IgD
Récepteur du Lymphocyte B (BCR)
BCR:
Récepteur des lymphocytes B
Sites de reconnaissance de l’Ag
Chaine légère
Chaine Lourde
Igβ Igα
Igα Igβ
extracellulaire
membrane
signalisation
ITAM
(Immune Receptor Tyrosine-based Activation Motif)
intraacellulaire
IgA
Dimérique
IgM (pentamère)
Pièce
sécrétoire
pont s-s
Chaîne
J
J
Charnière
- Monomère, dimère, et
formes sécrétoires
- Forme sécrétoire stable
Pentamères: valence 10
Peu stables
Généralement de faible affinité
Sang et lymphe
Assure de nombreuses fonctions
IgE
(forme sécrétoire)
- Sang
muqueuses
et sécrétions
(bille, salive, larmes, mucus)
IgD
< 1% des Ig sériques
-Monomère
-Thermosensible
-Tissulaire (à l’état de trace dans le sang)
-Nombreuses fonctions
A. BENJOUAD –LBI- FSR –UM5a - Rabat
Très sensible au protéolyse
Tendance à se dégrader spontanément
Associée aux membranes des cellules B
Synthèse des formes membranaires et sécrétées des Ig
IgM
sécrét ée
t raduct ion
A RNm
polyA
5'
épissage
L
V
Cµ1 Cµ2 Cµ3 Cµ4
D J
T r a n sc r it 5'
S
polyA
pr ima ir e
t ranscript ion
sit e de
polyA
L
ADN
V
Cµ1 Cµ2 Cµ3 Cµ4
D J
5'
S
M
*
*
t ranscript ion
T r a n sc r it
pr ima ir e
L
V
Cµ1 Cµ2 Cµ3 Cµ4
D J
5'
S
M
polyA
épissage
A RNm
polyA
5'
t raduct ion
IgM
membranaire
Origine de la diversité des Anticorps
Principaux mécanismes qui permettent de générer la diversité
des Anticorps chez les mammifères
- Des gènes Variables en très grand nombre
- Des recombinaisons somatiques entre différents
segments génétiques (V, J, D) permettant de
former une région Variable
- Des mutations somatiques
- Association ‘chaînes lourdes/chaînes légères’
Le récepteur des cellules T (TCR)
Structure schématique
du complexe TCR
40-50 KDa
α
β
ré g io n v ariab le ( V )
TCR αβ
(35-47 KDa
hy d rat e d e carb o ne
ré g io n co nst an t e ( C)
ré g io n c har n ièr e
ré g io n
+
+
chaine
β
t ran sm em b r anair e
qqueue
u e u cytoplasmique
e c y t o p lasm iq u e
r e c o n n a is s a n c e
α
chaîne
ε
γ
δ
ε
TCR-CD3
-
- +
+
-
-
ITAM (Immune Receptor Tyrosine-based Activation Motif)
ζ
s ig n a lis a t io n
ζ
TCRαβ
αβ
TCRγδ
γδ
Les co-récepteurs des lymphocytes T
CD4
D1
D2
D3
D4
α
≈ 55 KDa
≈ 32 KDa
CD8
β
≈ 30 KDa
Reconnaissance de l’Ag par les lymphocytes T
Rôle des molécules du CMH
Cellule présentatrice de l’antigène
CMH
B7
Ag
Corécepteur (CD4 ou CD8)
CD28
TCR-CD3
Cellule T
Signal co-stimulateur
1
2
Signalisation
Signal spécifique
ST RUCT URE
D ES
sillon
pept idique
CMH I
α2
M O L EC U L ES
DU
α1
α1
≈45 KDa
α3
12 KDa
β2 m
sillon pept idique
feuillet β
helice α
α2
sillon
pept idique
α1
CMH II
β1
α1
β2
α2
≈ 29 KDa
≈ 34 KDa
β1
CMH
Organisation génétique et Polymorphisme
1000
Polymorphisme du CMH
1178
variants alléliques
618
767
439
133
27
96
34
3
Les gènes du CMH sont les plus polymorphiques de tout le génome
L’expression des gènes
du CMH est co-dominante
Expression t issulaire des molécules du CMH-I et CMH-II
CMH - I
T issu
T issus
CM H - II
ly m phoïde s
c e llule s T
+++
- *
c e llule s B
+++
+++
+++
++
m acrophages
au t re s CPA
( c ell. lan g e rh an s, CD..
c e llule s é p it h é liale s d u t h y m us
A ut re s ce llule s
n e u t ro p h ile s
hepat ocyt es
+++
+++
+
+++
+++
-
+
-
r e in
+
-
cerv eau
+
- #
g lo b u le s r o u g e s
-
-
* les T activées chez l'homme expriment du CMH-II.
# la plupart des types cellulaires n'expriment pas du CMH-II sauf la micropglie
Développement et sélection des lymphocytes T dans le thymus
Différenciation intra-thymique
- Réarrangement des gènes du TCR
- Expression du TCR associé à CD3
- Multiplication des thymocytes et sélection
Développement et sélection des lymphocytes T dans le thymus (bis)
Région sous capsulaire
Sélection positive
Sélection négative
T CD4
Affinité
insufisante
au
CMH du soi
Apoptose
Affinité
excessive au
peptide du
soi-CMH
T CD8
Apoptose
T γδ
Passage des lymphocytes à travers les veinules post capillaires
Ubiquitine et protéasome
Apprêtement et présentation de l’Ag
par le CMH-I
expression du complexe CMH I-pept ide
à la surf ace d' une CPA
exocyt ose
( via le Golgi)
β2−m
synthèse
de la chaîne α
du CMH I
calrét iculine
Ret iculum
e ndo plasm ique
calnexine
Cx
t apase
TAP
peptides
Protéine
(antigène)
A. BENJOUAD –LBI- (TAP)Transporter
FSR –UM5a - Rabat
protéasome
associated with antigen presenting
Cy t o plasm e
Apprêtement et présentation de l’Ag
par le CMH-II
expression du complexe
CMH II-pept ide à la surface
d'une CPA
Antigène
Endosome
migrat ion CMHII-pept ide
vers la surf ace cellulaire
int ernalisat ion de l'Ag
dégradat ion de l'Ag
pept ides
HLA-DM
( via le Golgi)
HLA-DM cat alyse la
libérat ion du CLIP et la
liaison d'un pept ide
Clivage de Ii
prot éine
nouvellement
synt hét isée
Ii
CMH II
( HLA - DR)
Ii empêche la liaison de
pept ides a CMHII dans le RE
mais facilit e son export at ion
CMHII- CL IP
li
: chaine invariante
CLIP : Corticotropin-Like Intermediate Peptide
Comparaison des deux voies
LFA : Lymphocyte Function associated Antigen
ICAM : InterCellular Adhesion Molecule
Activation des lymphocytes T par l’antigène
Cellule présentatrice de l’antigène
CMH
B7
Ag
TCR
CD28
CD4
Cellule T
Signal co-stimulateur
1
2
Signal spécifique
IL 2 R
T CR
Facteurs de transcription (NF-AT, NF-κ
κB …)
IL2
IL2R α
Activation et différenciation des T CD8
A. Activation par une CPA puissante (exprimant B7)
B. Activation avec l’aide des lymphocytes T CD4
Mécanisme d’activation des
macrophages par les Th1
Macrophage activé
Mécanismes de cytotoxicité des
lymphocytes T CD8 (CTL)
Cellule infectée par
un virus
Cytotoxicité par les cytotoxines
Les CTL tuent les cellules
infectées
CTL
Cytotoxicité par le ligand Fas
Interaction non spécifique
Cell.T
cible
La reconnaissance spécifique
Induit la réorganisation de la cellule
Libération du contenu
des granules au site de contact
MTOC : microtubule-organizing center
Développement des cellules B dans la moelle osseuse et sélection
Cellule B Immature (MO)
Endosteum
Espace médullaire
Os
Ag du soi multivalent
Ag du soi soluble
Pas de réaction contre le soi
CS
Sinus central
Délétion clonale
Migr. périphérie
Migr. périphérie
B naïves
Délétion clonale
Apoptose
Cell.
apoptotique
Cell. Stromales
réticulaires
Macrophages
Anergie
B mature
Périphérie
Cellules B naïves
(vie courte)
Cellules B n’entrant
pas dans les follicules
Demi-vie (3 j)
LG ou D-J
Réarrang.
V-DJ
Cµ+
µ+
pre-BCR+
TdT(terminal deoxynucleotide transferase)
Cµ+
µ+
Vκ
κ−Jk
SLC (surrogate light chain) .
B immature
B mature
Cellules B entrant
dans les follicules
Demi-vie (3-8 S)
Activation des lymphocytes B par les Ag TI
Antigènes TI-1
Activation polyclonale des B
Faible concentration
Immunobiologie (Janeway& Travers)
Forte concentration
Réponse anticorps spécifique
Exemples d’Ag TI-1 (PAMP*)
Lipopolysaccharides bactériens (LPS)
Peptidoglycanes (PGN)
Acide lipoteichoique (LTA)
TLR (PRR)*
*PAMP (pathogen-associated molecular patterns)
*PRR (pathogen recognition receptor)
*TLR (Toll-like receptor)
Activation des lymphocytes B par les Ag TI (suite)
Antigènes TI-2
Immunobiologie (Janeway& Travers)
Exemples d’Ag TI-2
Polysaccharides (capsules bactériennes,…)
Epitopes antigéniques répétitifs (12 à 16)
le second signal requis
pour la prolifération et la différenciation des B?!
certains antigènes fixent le complément
et > > agrégation: BCR et CD21/CD19
des cellules comme les monocytes, Mac, CD
Expriment BlyS* (B lymphocyte stimulator)
qui a pour ligand sur les B (TACI*, membre de TNF R)
>> Activation NF-kB, NF-AT, AP-1
? des cellules T!
*TACI : Transmembrane activator and CAML ineractor
CAML (calcium modulating cyclophilin ligand)
*BlyS (= BAFF, TALL-1, THANK, ZTNF4
Activation des lymphocytes B par les Ag TD
Follicule primaire
Cortex
(Zone B)
Paracortex
(Zone T)
1, 2, 3:
Follicule
secondaire
CG
Site
d’infection
L
o
c
a
l
i
s
a
t
i
o
n
Ag
DC
La cellule B fixe l’Ag (1), l’internalise et le dégrade (2), et le présente aux lymphocytes
Th2 (3) . Ces derniers stimulent la prolifération et la différenciation des B
1
Follicule
primaire
Z
O
N
E
B
Follicule
primaire
B
2
B
3
CD40-L
Follicule
secondaire
Th2
Cytokines
Z
O
N
E
Th naïf
Th
CD40
IL4, IL5, IL6
Th
étape de formation
Th des
Th
Th
CPA
Th2
T
Th
Th
Th2
Synapse I
J1
J5
Temps
J9
Distribution des immunoglobulines dans l’organisme
Ig
IgM
IgD
IgG1 IgG2 IgG3 IgG4
IgA
IgE
Taux dans le
sérum
(mg/ml)
1,5
0,04
9
3
1
0,5
2,1
0,0003
% extravasculaire
20
20
55
55
55
55
58
50
Demi-vie (plasma)
10
3
21
20
7
21
6
2
Transport à travers
l’épithélium
+
-
-
-
-
-
+++
-
Transfert placentaire
-
Distribution
(dim.)
-
+++
+++
+++
+++
-
-
Transport des IgA à travers l’épithélium
Transfert placentaire des IgG
Expression du Fc-γγRII sur le trophoblaste
Principales fonction des Immunoglobulines
-Tableau résuméIgM
IgD
Neutralisation
+
-
++
++
++
++
++
-
Opsonisation
-
-
+++
-
++
+
+
-
ADCC* (NK)
-
-
++
-
++
-
-
-
Activation des
mastocytes (allergie,
-
-
-
-
-
-
-
++++
++++
-
++
+
++
-
-
-
Fonction
IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA
IgE
Ig
inflammation)
Activation du
complément
*cytotoxicité cellulaire dépendante des Ac
Neutralisation
(+agglutination,+ précipitation)
Neutralisation des toxines
Rôle biologique de la neutralisation
IgG (liquides extracellulaires) et IgA (muqueuses):
- Empêche/limite l’infection
- Limite l’invasion
- Aide à l’élimination des infections
Haute affinité peuvent neutraliser les toxines
Neutralisation des virus
Les complexes immuns formés sont éliminés par phagocytose
Neutraliser le pouvoir infectieux des virus
Neutralisation des bactéries
Implication
Vaccination, Sérothérapie
Aussi: empêcher l’adhésion des bactéries
(adhésines) aux cellules de l’hôte (ex.
Neisseria gonorrhoeae- tractus urogénital
Activation des cellules ‘accessoires’ à travers les récepteurs Fc
Les cellules exprimant des récepteurs pour les Fc:
*peuvent fixer directement les anticorps à leur surface
ou
*s’activer après fixation de complexes Ac-Ag
Expression des Récepteurs des parties Fc des Immunoglobulines
Récepteur
Fc-γRI
(CD64)
Fc-γRIIA
(CD32)
Fc-γRIIB1
Fc-γRII-B2
Fc-γRIII
(CD16)
Fc-εRI
Expression
Cellulaire
Macrophages
Neutrophiles
Eosinophiles
Macrophages
Neutrophiles
Eosinophiles
Cellules B
Macrophages
Neutrophiles
Eosinophiles
Cellules NK
Eosinophiles
Macrophages
Mastocytes
Eosinophiles
Basophiles
Monocytes
Affinité/
+++ (108 M-1)
IgG1
IgG3, IgG4
IgG2
++
++
++
+ (5x105 M-1)
++++
IgG1
IgG1
IgG3,
IgG4
IgG3, IgG4
Ig liées
(2x106 M-1)
IgG1
IgG3, IgG4
IgG2
IgG2
IgG2
M-1)
IgG1, IgG3
IgE
(1010
Activation des cellules ‘accessoires’ à travers les récepteurs Fc
Opsonisation et phagocytose
Opsonisation des bactéries par les Ac, capture par les FcR, internalisation et formation de phagolysosome,
puis destruction des bactéries
N.B. La majorité des Bactéries extracellulaires possèdent des polysaccharides qui leur
Permettent de résister à la phagocytose naturelle
Fusionnent: facilement la fusion des lysosomes et les phagosomes: Augmentation
de la bactéricidie (production des produits toxiques : H2O2, O2-, NO)
Activation des cellules ‘accessoires’ à travers les récepteurs Fc
Cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC)
Fixation des anticorps sur la cellule cible. Ces Ac sont reconnus par les FcR des NK. Activation
des NK et induction de l’apoptose
IgG1
IgG3
Destruction des gros parasites
(IgE - Eosinophiles)
Larve de schistosome
attaquée par
des Eo en présence d’IgE
Activation des mastocytes
(Allergie/Inflammation)
Les mastocytes fixent les IgE produites lors
d’un premier contact avec l’antigène. Un
deuxième contact avec l’Ag permet à ce
dernier de lier
les IgE Travers
Immunobiologie
(Janeway&
et d’entraîner la dégranulation des mastocytes
Activation de la voie classique du complément par les Ac
Activation par les IgM
Activation par des IgG
C1
Surface du pathogène
C3 convertase
C5 convertase
C3b
C3a, C4a, C5a
Médiateurs inflamm.
C5b,C6, C7,C8,C9
CAM
(complexe d’attaque membranaire)
Recrutement
de phagocytes
Destruction du pathogène
C9
(10 à 15 molécules)
pore
Surface du pathogène
Opsonisation
des pathogènes
Liaison de C3b
aux récepteurs C
sur les phagocytes
Phagocytose
Mémoire immunologique
Les trois phases de la réponse immune adaptative
Cellules naïves
Cellules mémoires
Cellules effectrices
Mort
Immunité protectrice (rôle des effecteurs et de la mémoire)
Réponse immune
initiale
Anticorps et
T effectrices
Immunité
protectrice
mémoire
immunologique
Effecteurs
& mémoires
1ère
infection
Réinfection
inapparente
Jours
Réinfection
Modérée
ou
inapparente
années
Les cellules B à mémoire
L’expansion clonale et la différenciation clonale contribuent
à la mémoire immunologique
Source des cellules B
Réponse primaire
Réponse secondaire
faible
élevée
faibles
élevées
Fréquence des cellules B
spécifiques
Isotypes d’anticorps produits
Affinité des anticorps
mutations somatiques
Les cellules T à mémoire
- Sont plus nombreuses
- ont des exigences d’activation et
des protéines membranaires distinctes
Modification dans l’expression des molécules des Cellules mémoires
Expression relative
Commentaire
molécule
Naïve
mémoire
Ligand de CD2
impliqué dans l’adhésion et signalisation
Adhésion des T et activation
impliqué dans l’adhésion et signalisation
VLA-4
impliqué dans le ‘homing’ des T aux tissus
impliqué dans le ‘homing’ des T aux tissus
**
Forme un complexe avec TCR et Corécepteur
transduction du signal plus efficace.
**
Ne s’associe pas ni avec (TCR/CD3)
ni co-recépteurs (CD4).
élevée
généralement
faible
‘homing’ des T aux ganglions
fait partie du complexe TCR-CD3
**tyrosine phosphatase : régule l’interaction du TCR avec les co-récepteurs
?! Maintien de la mémoire
- Lymphocytes mémoires à longue durée de vie
!- Persistance de l’Ag: aide dans le maintien
Mémoire et réponse immunitaire
Les réponses secondaires et tertiaires et ….
Reposent uniquement sur les cellules à mémoire
Les Anticorps et les cellules T qui subsistent chez les sujets immunisés
S’opposent à l’activation des B et T naïves
Les Ac empêchent l’activation des B naïves
Application: prévenir la sensibilisation des mères Rh- par l’antigène Rh+
Péché originel antigénique
Réponse aux épitopes
% réponse normale
% réponse normale
% réponse normale
Réponse aux épitopes
Même Individu âgé de 20 années
Infecté avec un nouveau variant du
virus influenza fait des Ac uniquement
contre les épitopes du virus original et
non les épitopes du virus rencontré à 5
années
Même Individu âgé de 5 années
Infecté avec un variant du virus
influenza fait des Ac uniquement
contre les épitopes du virus
original
Individu âgé de 2 années
Infecté avec le virus influenza
fait des Ac à tous les épitopes
Réponse aux épitopes
Régulation de la réponse
immunitaire
Régulation de la réponse immunitaire
Régulation Intrinsèque
Rétro inhibition
- Interaction récepteurs à récepteurs (réseau idiotypique)
- Cytokines et populations de cellules T
- Interaction récepteurs
à récepteurs
A l’équilibre: Ac2 supprime la production de Ac1
>> l’introduction d’Ag (ou son image interne)
Rompt l’équilibre et stimule Ac1
Remarque: l’injection d’anticorps anti-idiotypiques
Peut supprimer la production d’Ac correspondants
(réseau idiotypique)
Application: vaccin anti-idiotypique
Régulation de la réponse immunitaire
Régulation Intrinsèque
- Cytokines et populations de cellules T
Les populations de de lymphocytes peuvent réguler
mutuellement leurs fonctions
exemples
- TH2 : sécrètent TGFβ
β et IL-10 >>> inhibent l’activation des Th1
- TH1 : sécrètent l’INFγγ >>> inhibent la prolifération des Th2
- TH2 activent les B
- Des TH1 cytotoxiques peuvent tuer les B
- Des cytokines libérées par les T CD8 activées : TGFβ
β et IL-10
TGFβ
β inhibe Th1
IL10: induction des TH2
Régulation extrinsèque
>> Agents immunosuppresseurs
>> Toxiques :
Azathioprine:
corticostéroïdes
Inhibe la synthèse d’ADN
Fixation sur des récepteurs cytoplasmiques
>> les complexes récepteurs- stéroïdes interagissent avec l’ADN
>> Inhibiteurs de l’activation des T (cyclosporine, FK 506, Rapamycine)
Activation des lymphocytes T par l’antigène
Cellule présentatrice de l’antigène
CMH
B7
Ag
TCR
CD28
CD4
Cellule T
Signal co-stimulateur
1
2
Signal spécifique
IL 2 R
T CR
Facteurs de transcription (NF-AT, NF-κ
κB …)
IL2
IL2R α
A. BENJOUAD –LBI- FSR –UM5a - Rabat