C3b
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LE COMPLEMENT COURS 2ème ANNEE 2011 Dr SAMAR SAMOUD EL KISSI Le Complément • Découvert au début du siècle comme une substance sérique thermolabile qui “complétait” l’action des anticorps. • Ensemble de protéines sériques et membranaires qui participe aux réponses innées et adaptatives via la formation en cascade de complexes enzymatiques • Vocabulaire: – Les protéines du complément circulent dans le plasma sous forme biologiquement inactive ( Protéines constitutives) Activation du complément : une cascade de clivages enzymatiques initiée par une surface “activatrice” qui transforme les protéines constitutives en composants biologiquement actifs. – Les étapes initiales de l’activation du complément peuvent se produire selon la voie classique, alterne ou lectine aboutissant à la formation de complexe d’attaque membranaire : CAM. NOMENCLATURE • Voie classique: Cn avec n varie de 1à 9 • Voie alterne: lettres majuscules B, D, P • Fragments de clivage après activation: lettres minuscules C3a C4b • Fragments inactifs: i ex i C3b • Activité enzymatique: une barre C3bBb • Molécules jouant le rôle de récepteurs : CR1 CR2 CR3 Voies d’activation VOIE ALTERNE VOIE CLASSIQUE Complexes Ag-Ac VOIE LECTINE MBL Bacteries avec MASP des structures carbohydrates C1 B C4 D Bactéries, Virus C3b like C2 Clivage de C3: point de convergence C5 C6 C7 C8 C9 Lyse Voie Finale Commune Voie classique • Protéines constitutives: Complexe C1: C1q (C1r)2 (C1s)2 C1q: sous-unité de reconnaissance C1r et C1s : sérine estérases Composant C4 Composant C2 • Protéines régulatrices: C1 Inhibiteur: C1inh C4 binding protein: C4bp C3b inactivateur: I • Aboutit à la formation de la C3 convertase classique, enzyme capable de cliver C3 • L'activation de la voie classique nécessite ions Ca++ et Mg++ Activateurs de la voie classique • Fc des immunoglobulines complexées IgG1, IgG2, IgG3, IgM (domaine C2, C4) • Activateurs non immuns LPS RNA virus Souches de salmonelles, E. Coli, Neisseria Membranes mitochondriales, Acides nucléiques Complexes héparine-protamine C- réactive protéine Protéines d’enveloppe virales (VIH, EBV) Activation de la voie classique et C1 • Première molécule activée • Complexe macro-moléculaire comprenant une protéine C1q et un tétramère (C1r)2 (C1s)2 C1q est l’unité de reconnaissance C1r et C1s sont des sérines estérases Formation de la C3 convertase classique C2 est clivé par C1s C4 C2 C1s C1s C4b C4b C2 C2b C2a C4b C2a C4b2a = C3 convertase classique Au cours d’une activation systémique, le C4 sérique puis le C2 diminuent (consommé) Clivage de C3 C3 C3a C3b C2a C4b C2a C4b2a C3b Fixation covalente de C3b sur la surface activatrice C2a C4b C2a C4b2a(C3b)n Formation de la C5 convertase classique : Permet la formation du complexe lytique Voie alterne La voie alterne est un mécanisme de surveillance • Système de résistance naturelle à l’infection : – utilise les protéines C3, B et D – formation d’une C3 convertase alterne, qui clive C3 en C3b • C3 convertase “initiale” : libération en permanence de petite quantité de C3b dans la circulation. • C3 convertase amplificatrice ‘au contact d’une surface activatrice. – C3b se lie de manière covalente à la surface activatrice. Activateurs de la voie alterne • Structures polysaccharidiques de: bactéries, virus, cellules transformées, surfaces artificielles La voie alterne est activée en l’absence d’Ac Mécanisme de défense naturelle qui a précédé l’apparition des Ac • Cependant, la présence d’Ac spécifiques (fragments Fab’2) augmente le niveau d’activation de la voie alterne • Des molécules de C3b déposées par activation de la voie classique peuvent servir de point d’assemblage de la C3 convertase alterne C3 convertase alterne • Composants: C3, B, D, ions Mg++ • C3 convertase initiale en phase fluide dans le plasma “C3b like molécules” Hydrolyse spontanée du pont thiolester D: serine esterase Mg++ Ba + “C3b” B “C3b”, B •C3b, Bb: C3 convertase alterne clive C3 en C3b et C3a Bb est la sous-unité qui clive le C3 “C3b”, Bb C3 convertase alterne d’amplification Formation sur une surface sur laquelle C3b est déposé de façon covalente C3 C3b, Bb C3 convertase initiale C3 convertase d’amplification sur une surface activatrice de la voie alterne C3a C3b B, D, Mg++ surface acceptrice possédant - OH ou - NH2 Voie d'activation des lectines • Homologie avec le complexe C1 • Complexe macro-moléculaire regroupant plus de 3 protéines – MBL (Mannose binding lectin), – MASP2 – MASP1, MASP3 et Masp 19 • MBL est la protéine de reconnaissance, se fixe sur les carbohydrates des microorganismes • MASP possède une activité sérine estérase: entraine le clivage de C2, C4. La voie lectine d’activation du complément carbohydrate complexes immuns MBP C1q C2 MASP1 MASP3 Map19 C1r/C1s C4 MASP2 C4b C2 C2b C2b C4b, 2a C3 C3a C3b C3 convertase classique C3 convertase alterne activateur activateur C3bBb C4b2a C3a C3 C3b Rôle identique = Permet le clivage de la protéine C3 C3b activateur C2a C4b C2a C3b C3b C3bBb C4b2a (C3b)n = C5 convertase classique C3bBb(C3b)n = C5 convertase alterne Permet la formation du complexe lytique Clivage de C5 par les C5 convertases C3b C5 convertase alterne Bb C3b C3b C3b C3b C2a C4b C5 convertase classique C5a anaphylatoxine C5 C5b + C6, C7, C8, C9 complexe lytique C5b-9 Voie finale commune Formation du complexe d’attaque membranaire • Formation d’un complexe moléculaire stable : C5b,6,7 à la surface • Interaction de C8 (C5b678) et début d’insertion dans la membrane • Polymérisation de C9, insertion dans les membranes cellulaires, création de pores • Entraîne la lyse cellulaire • Régulation importante: Protéine S et CD59 Insertion du complexe terminal et lyse C5a C7 C6 C8 [C9] n C5 C5b C6 C7 Bb C3b C5 C3b C4b C2a C5b C3b C5b C6 C7 canal transmembranaire C8 poly C9 C5 convertases C4b,C3b, 2a C3b, Bb, C3b complexe d’attaque membranaire (MAC) mC5b-9 inhibiteurs du MAC protéine S ou vitronectine CD59, HRF Régulation du système du complément • Régulation intrinsèque: les constituants du complément sont extrêmement labiles et subissent une inactivation spontanée et parfois irréversible s’ils ne sont pas stabilisés par leur liaison à un autre composant ou en cas de leur diffusion loin de la cible ex: C2a /C4b2a - CBb/C3bBb. • Régulation extrinsèque: le système du complément comporte une série de protéines régulatrices qui inactivent les différents composants du compléments solubles et membranaires. Protéines solubles de régulation Protéines Cibles Fonctions C1-inhibiteur C1s C4 bp C4 C3b Factor H C3b Facteur I C3b/C4b Properdine C3b Bb S proteine C5b-7 Stabilisation du complexe C1 Inhibiteur de C1s activé Dissociation du complexe C4b2a et C3bBb Cofacteur de I Liaison à C3b Cleavage de C3b et de C4b Stabilisation de la C3 convertase alterne Limite l’insertion du complexe dans les membranes Protéines membranaires de régulation Protéines membranaires et récepteurs CR1 (CD35) ligands fonctions C3b Cofacteur de I MCP C3b Cofacteur de I DAF C4b2a et C3bBb Dissociation de la C3 convertase HRF C8 binding protein Previent la formation de MAC CD59 C5b-8 Previent la formation de MAC Fragments dérivés de l’activation du complément Fragments diffusibles Fragments bifonctionnels surface activatrice C3a, C4a, C5a C4b Récepteur anaphylatoxine Cellule C3b Récepteur C3 (CR1, CR2, CR3, CR4) Cellule Récepteurs pour les fragments de C3 Erythrocytes CR1(CD35) enzyme I+ cofacteur ( H, CR1, MCP) enzyme I+ cofacteur ( CR1, MCP) Macrophages CR3 (CD11b/CD18) CR4 (CD11c/CD18) CR2 (CD21) Lymphocytes B, CPA CR2 (CD21) Rôles du Complément • Modulation de la réponse immune: • Mécanismes de défense contre l ’infection – Lyse des agents infectieux ( composants C5 à C9 formant les complexes d'attaque de la membrane: activité cytolytique) – Opsonisation: Facilitation de la phagocytose – Neutralisation virale • Activation cellulaire menant à la réaction inflammatoire: Production de nombreux fragments de clivage au cours des premières étapes de l’activation :(anaphylatoxines: C3a et C5a) • Transport et élimination des complexes immuns – permet le maintien des complexes Ag-Ac en solution Modulation de la réponse immune • CD21 appartient à un complexe multimoléculaire • In vivo, CD21 est nécessaire à la production optimale d’Ac – Active les lymphocytes B – signaux de survie – Facilite la présentation de l’Ag C3dg CD 21 Ag IgMmb CD19 CD81 CD21 régule la réponse immunitaire spécifique Mécanismes de défense contre l ’infection •Lyse des agents infectieux •Opsonisation: Facilitation de la phagocytose Applications Voie alterne Voie lectine Voie classique Opsonophagocytose Meningo Bacteriolyse Activation cellulaire menant à la réaction inflammatoire → Anaphylatoxines C5a >C3a >C4b se lient à leurs récepteurs sur la mb des mastocytes et des basophiles du sang et induisent la dégranulation avec libération des médiateurs actifs… Elimination des complexes immuns • CR1 érythrocytaire participe au clivage par I de C3b en C3bi et C3dg Transfert dépends aussi des récepteurs Fc exprimés par les cellules acceptrices CR1 est protéolysé pour libérer le IC de l ’E IC est internalisé par les CI se détachent des E et sont captés par CR3 exprimés par les macrophages cellules phagocytaires ou les FDC (revue par Nardin et al, Mol du foie ou de la rate Immunol,1999) CR1 érythrocytaire - Polymorphisme quantitatif d’expression. 200 à 1000 molécules/érythrocyte - Les érythrocytes sont la source principale de CR1 intravasculaire. - Regroupement en agrégats des molécules de CR1. - Fixation des complexes immuns et transport jusqu’au foie. - Rôle cofacteur pour le clivage de C3b en C3bi/C3dg par l’enzyme I. Complément et maladies Hypercomplémentemies • Etats inflammatoires de diverses origines: → Infectieuses → Tumorales → Maladies rhumatismales • C’est un signe non spécifique de l’inflammation Hypocomplémentemie par activation de la voie classique: Déficit acquis en complément consommation de C1, C4, C2 ± C3 = liées à la formation de complexes immuns réversible après TTT Lupus Erythémateux Disséminé Cryoglobulinémie Glomérulonéphrite / vascularite Vascularites urticariennes Rare: Sjogren ; Thyroïdite,choc septique, embole d ’athérome Exceptionnel: ΣAPL, maladie de Berger, Σ Goodpasture, PR Hypocomplémentemie par activation de la voie alterne: Déficit acquis en complément consommation de C3 et B. avec C1, C2 et C4 normaux • Septicémie à BGN • GMP Hypocomplémentemie secondaires aux déficits héréditaires • Décrits pour presque tous les types de protéines. • Conséquences variables selon le type du composant déficitaire: →Infections à répétition → Maladies à CI → Hémoglobinurie paroxystique nocturne… Les Angio-oedèmes secondaires à un déficit en C1 inhibiteur • Oedèmes localisés itératifs de la peau ou des muqueuses laryngées et intestinales. • Gravité de son pronostic spontané • Déficit héréditaire (Transmission autosomique dominante; formes de novo) ou acquis (contexte lymphoprolifératif fréquent) • oedème angio-neurotique Déficit C2 1% de la population européenne LED et Déficit C2 Déficit complet le plus fréquent de la 1% de la population LED population caucasienne (1/20 000 ) clinique peu différente Asymptomatique le plus Particularités : arthralgies et atteinte cutanée fréquemment Ac anti- ADNn négatif mais présence d ’Ac 10 % des sujets présentant un déficit anti- SSA homozygote présentent un Lupus ou une maladie apparentée Infections à répétition Déficit en C2 de type I : Plus fréquent (>90%) 180 bp 152 bp Délétion génomique de 28pb au niveau de l’exon 6: skipping de l’exon 6, stop codon précoce aucune synthèse de C2 Déséquilibre de liaison avec haplotype HLA A10B18DR2 Association entre les déficits en Terminaux et les infections à Méningocoques • Infection à Neisseria meningitidis pour plus de 60% des déficits homozygotes rapportés • Particularités: faible mortalité, adulte jeune, infections récidivantes • Serogroupes rares (W135, Y,X) • Fréquence des déficits variable selon les ethnies (C6: Africains (1/1600; C9 : Japon); Plus de 50 familles en France EXPLORATION DES PROTEINES DU COMPLEMENT • Dosages fonctionnels: →CH50: explore la voie classique et terminale Mesurer l’activité hémolytique du sérum vis-à-vis des GR de mouton sensibilisés par un Ac anti- GR de mouton. → AP50: explore la voie alterne GR de lapin qui activent directement la voie alterne • Dosages pondéraux: Ce sont des dosages quantitatifs par des techniques immunochimiques → Immunodiffusion radiale → ELISA.
