4 - LES ANTIGENES

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4 - LES ANTIGENES
(Ag)
4-1- Définitions
4-2- Conditions de l’immunogénicité
4-3- La spécificité antigénique
4-1- Définitions
4-1-1- Antigènes
4-1-2- Immunogénicité
4-1-3- Antigénicité
4-1-4- Déterminants antigéniques ou épitopes
4-1-5- Haptènes
4-1-6- Les différentes catégories d’antigènes
4-1-1- Antigènes
Ag = Toute substance capable d’entraîner une
réaction immunitaire spécifiques
-Origine de l’Ag peut être: endogène ou exogène.
-Nature de l’Ag : naturelle ou synthétique
Les antigènes complets présentent
2 propriétés fonctionnelles essentielles
-l’immunogénicité
-la réactivité antigénique (antigénicité)
4-1-2- Immunogénicité
l’immunogénicité ou pouvoir d’induction de la
réponse immunitaire spécifique par un
antigène donné
=
capacité d’un Ag donné à stimuler la prolifération
de LT et LB spécifiques immunocompétents et à
induire la formation d’Ac spécifiques
Cellules B + antigène
cellules B effectrice + cellules B mémoire
Cellules T + antigène
cellules T effectrice + cellules T mémoire
4-1-3- Antigénicité
la réactivité antigénique (antigénicité)
ou capacité de réagir avec les produits de
la réponse immunitaire
=
capacité de réagir avec les lymphocytes
spécifiques activés et les anticorps libérés en
réponse à un antigène donné
CONSTAT
une substance immunogène est forcément
antigénique
L’inverse est t’il vrai ?
4-1-4- Déterminants antigéniques
(DA) ou épitopes
La capacité de reconnaissance et de liaison spécifique avec l’anticorps réside
dans une partie limitée de l’antigène, connue sous le nom de DA ou épitope
L’épitope ou DA est la plus petite unité structurale reconnue par l’Ac.
Comme chaque antigène possède x DA, il peut mobiliser plusieurs
lymphocytes spécifiques et stimuler la production d’une grande variété d’Ac
// sérotypage d’une Salmonelle
La valence d’un Ag correspond au nombre de DA
accessibles aux Ac
Seules quelques parties de l’Ag sont antigéniques et ces régions de
l’antigène possèdent une structure tridimensionnelle complémentaire
du site de liaison de l’anticorps
4-1-5- Haptènes
Doc 4. Haptènes expérience
Substance chimique de faible poids moléculaire possédant une
réactivité antigénique mais dépourvue de pouvoir immunogène.
HAPTENE seul
=
ANTIGENIQUE, NON IMMUNOGENE
- Reconnaissance par le S.I.
POSITIVE
- Induction production d’Ac
NEGATIVE
HAPTENE COUPLE A UNE MOLECULE PORTEUSE
Couplage à des molécules porteuses de taille importante :
Protéines carrier (porteuses), Particule de latex
=
ANTIGENIQUE, IMMUNOGENE
- Reconnaissance par le S.I.
- Induction production d’Ac
POSITIVE
POSITIVE
Remarque : les haptènes sont des DA isolés, on parle également
d’Ag incomplets ou partiels
DOC 4. EXPERIENCE MISE EN EVIDENCE DES
CARACTERISTIQUES DES HAPTENES
1
2
3
4
Protéine
porteuse
haptènes
+
bactérie
bactérie
haptènes
Ac
Complexe Ag-Ac
Absence Ac
Ag-Ac
Ac
Immunogénicité
+
Immunogénicité
-
Immunogénicité
-
Immunogénicité
+
antigénicité
+
antigénicité
?
antigénicité
+
antigénicité
+
4-1-6- Les différentes
catégories d’antigènes
Les auto-antigènes, présents chez l’individu lui-même.
Ex : cellules cancéreuses , maladie auto-immune
Les allo-antigènes, caractérisent des groupes d’individus au sein d’une
même espèce.
Ex : HLA, système ABO
Les xéno-antigènes, hétéroantigènes ou antigènes ubiquitaires
portés par les individus d’une espèce différente.
Ex : antigène de Forssman ( sur les globules rouges de cheval, mouton…)
Les différentes catégories d’antigènes (doc 5)
Figure 7. Topographie des antigènes de groupes
sanguins sur la membrane érythrocytaire
Le système A, B, O
Selon que les gènes A et B sont présents, les sucres qui leur
correspondent viennent s'ajouter au "socle de base" représenté
par la substance H.
Anticorps naturels du système ABO en fonction du
groupe
Règles de compatibilité dans le système ABO en transfusion de globules rouges.
Les sujets O sont dénommés donneurs universels et les sujets AB receveurs
universels. Le plus logique est une transfusion iso-groupe (O donne à O, A donne à A
etc…). Cependant, les groupes B et AB sont rares, et il se peut que l'on n'ait pas assez
d'unités iso-groupe pour transfuser de tels malades. C'est par exemple dans cette
situation que l'on utilise le schéma de la figure suivante.
4-2- les conditions
d’immunogénicité
4-2-1- Caractères étrangers à l’organisme des Ag
4-2-2- Les caractéristiques moléculaires : taille,
rigidité, complexité
4-2-3- Nature chimique des antigènes
4-2-4- Conditions d’administrations
4-2-5- Conditionnement de l’antigène
4-2-1- Caractères étrangers à
l’organisme des Ag
En règle générale, un organisme n’induit pas de
réponse immunitaire contre ses propres constituants.
l’animal est capable de reconnaître le « soi » du « non soi » donc de
distinguer une substance immunogène de ses propres constituants
antigéniques.
il y a tolérance vis à vis des antigènes du soi
sauf en cas de maladie auto-immune
4-2-2- Les caractéristiques
moléculaires
- d’une protéine immunogène : 10 kDa
Poids
- d’un polysaccharide immunogène beaucoup plus
moléculaire élevé que 10 KDa
Flexibilité
Une certaine flexibilité de la structure
tridimensionnelle est nécessaire pour assurer
une bonne complémentarité Ac-Ag.
Complexité Plus l’antigène est chimiquement complexe, plus le
chimique nombre de DA différents est important
pour être immunogène
polymère synthétique
d’acide glutamique et lysine
+
tyrosine
PM minimum de
30 à 40 kDa
PM minimum
à
10 à 20 kDa
+
PM minimum
phénylalanine
composition
+ le niveau d’organisation
à
4 kDa
Poids moléculaire
4-2-3- Nature chimique des
antigènes
Une variété quasi infinie de molécules étrangères peuvent jouer le rôle
d’antigènes complets
-les lipides et acides nucléiques sont peu ou pas immunogènes,
-les polyosides sont modérément immunogènes seuls ceux de fort
poids moléculaire sont immunogènes.
-Les protéines sont les plus immunogènes,
4-2-4- Conditions d’administrations
 voie orale (digestive) peu utilisée
Voies
 voies parentérales (non digestives)
d’introduction - intraveineuse moins immunogène
- intramusculaire, sous-cutanée et intradermique
sont les plus utilisées et les plus immunogènes
Dose
L’immunogénicité d’une substance s’exprime
uniquement si la dose injectée est adéquate.
Une dose trop faible ou trop élevée induit un état de
tolérance vis à vis de l’antigène. Lorsqu’un tel état à
été induit, une immunisation ultérieure avec une dose
normalement immunogène n’est plus efficace.
Adjuvant
l’intensité de la RI peut être augmentée lorsque
certaines substances appelées adjuvants sont injectées
en même temps que l’antigène.
Substance qui permet d’augmenter la réponse
immunitaire en provoquant un retard dans
l’élimination de l’antigène dans l’organisme en
retenant l’antigène au niveau de l’organisme
Exemples d’adjuvants : sels minéraux insolubles, huiles
minérales, extraits microbiens, LPS
Augmentation de la production des anticorps par les adjuvants
Une même dose d'antigène est injectée seule (a), en mélange avec de
l'alun (b) et en émulsion dans de l'adjuvant complet de Freund (c)
L'adjuvant complet de Freund n'est utilisé qu'en expérimentation animale. Il
est composé d'un mélange d'huiles minérales et d'un broyat de bacilles
tuberculeux tués. On émulsionne l'antigène dans l'adjuvant.
Vaccins: le rôle clé des adjuvants
Dans un vaccin, il y a une fraction antigénique, qui entraîne de la part de l’organisme une
réaction immunitaire ciblée contre l’antigène. Cependant, cette réaction est souvent
insuffisante pour assurer une protection efficace.
A la fraction antigénique est rajouté un adjuvant qui vise à potentialiser la réaction. Le choix
de l’adjuvant est donc primordial (alun, adjuvant incomplet de Freund) .
L’intérêt pour les adjuvants vaccinaux va en augmentant, car la majorité des nouvelles unités
vaccinales aujourd’hui utilisées induisent, certes, une réaction immunitaire, mais celle-ci est
insuffisante en pratique pour protéger le sujet vacciné. Les adjuvants modernes peuvent être
administrés par différentes voies : orale, transcutanée, intranasale...
Chaque adjuvant présente un mécanisme d’action complexe souvent lié à plusieurs facteurs
mal compris dans les travaux en laboratoire.
Cette complexité et ce caractère multifactoriel expliquent que chaque couple vaccin-adjuvant
est unique.
Nom de l'adjuvant
Composition
Mécanisme d'action
Adjuvant
incomplet de
Freund
Huile en émulsion dans
l'eau
Libération retardée de l'antigène ;
capture facilitée par les
macrophages.
Adjuvant
complet de
Freund
Huile en émulsion dans
l'eau avec des
mycobactéries tuées
Libération retardée de l'antigène ;
capture facilitée par les
macrophages ;
induction de la costimulation.
Alun (hydroxyde
d'aluminium)
Gel d'hydroxyde
d'aluminium
Libération retardée de l'antigène ;
capture facilitée par les
macrophages.
Alun +Bordetella
pertussis
Gel d'hydroxyde
d'aluminium avec B.
pertussis tuées
Libération retardée de l'antigène ;
capture facilitée par les CPA ;
induction de la costimulation.
Matrice de Quil A
Complexes
contenant des protéines
immunostimulants
virales
Délivre l'antigène dans le cytosol
; permet l'induction des Tc.
4-2-5- Conditionnement de
l’antigène
La présentation de l’antigène par certaines cellules présentatrices de
l’antigène est nécessaire à l’induction de la réponse immunitaire.
Or pour présenter cet antigène aux lymphocytes, il faut qu’un DA de ce
dernier se fixe à la surface de la CPA
Il faut donc protéger sur l’antigène la partie chimique qui peut se lier
à la surface du phagocyte
Immunogénicité
accrue
Immunogénicité
réduite
grande
petite (PM<2500 Da)
intermédiaire
forte ou faible
sous-cutanée>intrapéritonéale
> intraveineuse ou intragastrique
complexe
simple
Forme
particulaire ou dénaturée
soluble ou native
Proximité
avec le Soi
différences nombreuses
peu de différences
Adjuvants
libération lente + bactéries
libération rapide, sans bactéries
ajoutées
Paramètre
Taille
Dose
Voie
Composition
d'après Janeway et al., Immunobiology, 1999
4-3- La spécificité
antigénique
4-3-1- Définition
4-3-2- Réactions croisées
4-3-1- Définition
Un anticorps ou un lymphocyte reconnaît une structure particulière
(un épitope) à l’exclusion de toute autre.
Ces épitopes correspondent à des régions dites exposées de l’antigène
La spécificité antigénique désigne la propriété d’un antigène
donné de réagir avec un anticorps donné.
Doc 7. La spécificité antigénique
Doc 7. La spécificité antigénique
Anticorps
A
Anticorps
C
Antigène
Anticorps
B
Réaction Ag-Ac
possible
Antigène
Anticorps
D
Pas de réaction
Ag-Ac possible
Spécificité antigénique
La réaction Ag-Ac nécessite une complémentarité entre
les sites réactionnels de l’antigène et ceux de
l’anticorps
l'épitope ou déterminant antigénique est une forme spatiale adoptée par une courte
séquence peptidique ou polysaccharidique (5 à 10 acides aminés ou sucres)
Les épitopes des antigènes peptidiques sont reconnus directement par
les anticorps.
Leur reconnaissance dépend :
• de leur accessibilité dans l'espace ; le site peut être inaccessible par :
- enfouissement dans une macromolécule ;
- repliement de la molécule ;
- glycosylation…
• de la nature des épitopes :
- séquence d'acides aminés linéaires ;
- rapprochement spatial d'acides aminés (sites conformationnels) .
4-3-2- Réactions croisées
On parle de réaction croisée lorsqu’un anticorps est capable de se
combiner avec un antigène autre que celui qui a stimulé sa production
Cette réaction est due au fait que les deux antigènes ont un ou plusieurs
épitopes (DA) en communs
Doc 7. La spécificité antigénique
Doc 7. La spécificité antigénique
Anticorps
anti-A
Anticorps
anti-B
A
Antigène
1
B
a- l’Ag 1 a deux sites
antigéniques A et B
auxquels
correspondent deux
types d’Ac anti-A et
anti-B
Anticorps
anti-A
Anticorps
anti-B
A
C
Antigène
2
b- première
possibilité de
réaction croisée :
l’Ag 2 possède un site
antigénique (A)
identique à celui de
l’Ag 1
Anticorps
anti-A
Anticorps
anti-B
A
Antigène
3
B
’
c- deuxième
possibilité de
réaction croisée :
l’Ag 3 possède un
site antigénique (B’)
de structure voisine
de (B) de l’Ag 1.
JOYEUX NOËL
ET
BONNE ANNEE 2004
ANTIGENES
Substance qui, introduite dans un organisme, provoque la formation
d'un anticorps spécifique susceptible de la neutraliser.
Quel type d’immunité est mise en jeu ?
Un antigène peut provenir de sources très diverses: bactéries, virus,
cellules étrangères, substances toxiques.
Quelles origines peut avoir un Ag ?
Alex et lolo
substance reconnue par l’organisme comme appartenant au non-soi
biologique.
Pourquoi parle t’on de non soi biologique? Signification ?
1. Un antigène peut être défini comme une substance
capable de susciter une réaction immunitaire
spécifique de nature humorale ou cellulaire.
2. Un antigène peut aussi être défini comme une substance
reconnue par le système immunitaire.
3. Cette deuxième définition a le mérite de centrer le
problème sur le système immunitaire d’un individu, car une
substance peut être antigénique pour un individu et ne pas
l’être pour un autre : c’est le cas des allergènes.
Marie et roxanne
IMMUNOGENICITE
substance capable de provoquer une réaction immunitaire. Le plus
souvent c'est un antigène. Alex et lolo
capacité d’une molécule à induire une réponse immunitaire
Karen et nadia
toute substance capable de susciter une réaction immunitaire
spécifique.Jessica et ma / ludo et geoffrey
antigène de grande taille, provoquant une réponse immunitaire de
l’organisme
Particularités ! signification ?
ANTIGENICITE / SPECIFICITE ANTIGENIQUE
capacité d’un épitope à se lier au paratope de l’anticorps ou au
récepteur des LB/LT. Karen et nadia
= à quoi correspondent paratope + récepteurs LB/LT ?
propriétés que possède l’antigène à réagir avec un anticorps ou un
récepteur spécifique d’un lymphocyte
Interaction Antigène-Anticorps effectuée sur une partie limitée de
l’antigène (DA). Karen et nadia suite…
DETERMINANTS ANTIGENEQUES (DA) ou
EPITOPES
L'épitope est une région de l'antigène reconnue par des récepteurs
membranaires des lymphocytes : le BCR des lymphocytes B ou le
TCR des lymphocytes T. Adeline et stéphanie seulement ?
Synonyme de site antigènique.Fraction de la molécule d'un antigène
qui a la propriété de se combiner avec l'anticorps spécifique
correspondant ou avec les lymphocytes correspondant. Alex et lolo
C’est une région limitée de l’antigène capable de se fixer soit au site
de l’anticorps (paratope), soit aux récepteurs lymphocytaires.
Karen et nadia
structure moléculaire de l'antigène reconnue par les anticorps. Les
plus petits épitopes comptent 3 acides aminés. Un même épitope peut
se retrouver dans différents antigènes ; un antigène porte souvent
plusieurs épitopes différents.
HAPTENES
molécules de faible masse moléculaire, n’étant pas des constituants
naturels de l’organisme Nadia de karen
antigène de petite taille, incapable de provoquer seul une réponse
immunitaire de l’organisme. Les haptènes ne sont pas des
immunogènes car même s'ils sont reconnus, ils n'engendrent pas de
réponse immunitaire sauf s'ils sont associés à des molécules
"porteuses". Donc :
- tous les immunogènes sont des antigènes ;
- tous les haptènes sont des antigènes ;
- les haptènes ne sont pas immunogènes.
MOLECULES PORTEUSES
molécule de nature protéique, immunogène, sur laquelle l’haptène
est fixé
LES DIFFERENTES CATEGORIES D’ANTIGENES
Allo-antigène: antigène rencontré chez certains individus d'une même
espèce. Ex: Les antigènes A, B, O et la molécule HLA. Alex et lolo
Auto-antigène: molécules potentiellement antigéniques propre à
chaque individus et normalement tolérées mais qui peuvent induire,
dans certaines circonstances, chez l'individu qui en est porteur, une
réponse immunitaire accompagnée ou non de manifestations
pathologiques.
Adjuvant: Substance qui amplifie la réponse immunitaire,
quand elle est administrée en même temps et au même point
qu'un antigène. Comment se fait l’amplification ? Suite…
Vaccins: le rôle clé des adjuvants
Dans un vaccin, il y a une fraction antigénique, qui entraîne de la part de l’organisme une
réaction immunitaire ciblée contre l’antigène. Cependant, cette réaction est souvent
insuffisante pour assurer une protection. A la fraction antigénique est rajouté un adjuvant qui
vise à potentialiser la réaction. Le choix de l’adjuvant est donc primordial.
L’intérêt pour les adjuvants vaccinaux va en augmentant, car la majorité des nouvelles unités
vaccinales aujourd’hui utilisées induisent, certes, une réaction immunitaire, mais celle-ci est
insuffisante en pratique pour protéger le sujet vacciné. Les adjuvants modernes peuvent être
administrés par différentes voies : orale, transcutanée, intranasale...
Chaque adjuvant présente, en fait, un mécasnime d’action complexe, souvent lié à plusieurs
facteurs mal compris dans les travaux en laboratoire. Cette complexité et ce caractère
multifactoriel explique que chaque couple vaccin-adjuvant est unique.
Le choix d’un adjuvant implique des essais cliniques souvent coûteux. A l’heure où les études
se multiplient, il semble important de pouvoir réaliser des essais comparant une même fraction
vaccinale avec différents adjuvants, selon un protocole commun à toutes les études. Cette
démarche permettrait sans doute d’accélérer la mise au point de nouveaux vaccins, efficaces et
bien tolérés.
plusieurs facteurs mal compris dans les travaux en laboratoire. Cette complexité et ce
caractère multifactoriel explique que chaque couple vaccin-adjuvant est unique.
Le choix d’un adjuvant implique des essais cliniques souvent coûteux. A l’heure où les études
se multiplient, il semble important de pouvoir réaliser des essais comparant une même fraction
vaccinale avec différents adjuvants, selon un protocole commun à toutes les études. Cette
démarche permettrait sans doute d’accélérer la mise au point de nouveaux vaccins, efficaces et
bien tolérés.
Facteurs d’Immunogénicité
L’immunogénicité dépend des caractéristiques de l’antigène
1- Origine étrangère de la molécule
Auto antigène : antigène reconnu par SI d’origine
Tolérogène : antigène non reconnu
Hétérophile : présent chez plusieurs individus de plusieurs espèces = ubiquitère
2- Taille de la molécule
100 000 Da pour être immunogène, les haptènes sont non immunogènes du fait
de leur taille
3- Nature chimique et complexité de la molécule
Protéines : +++
Polysaccharides : ++
Lipides et oses : Plus la molécule est complexe, plus elle est immunogène
Facteurs liés à la préparation de l’antigène
Voie d’administration
.Voie parentérale
-Sous-cutanée, intra-péritonale, intramusculaire => ganglions
lymphatiques. (immunogène +)
-Intraveineuse à rate (très irriguée)
.Voie orale (digestive)
.Deux zones de tolérance : basse dose liée aux LT et à forte dose par
les LB
Rôle des adjuvants
- Substance qui permet d’augmenter la réponse immunitaire en
provoquant un retard dans l’élimination de l’antigène dans
l’organisme en retenant l’antigène au niveau de l’organisme
- Exemples : sels minéraux insolubles, huiles minérales, extraits
microbiens, LPS
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