les sous-populations lymphocytaires du porc: identification

LES SOUS-POPULATIONS LYMPHOCYTAIRES DU
PORC: IDENTIFICATION, FONCTION,
ONTOGÈNÈSE ET MIGRATION
Salmon H
To cite this version:
Salmon H. LES SOUS-POPULATIONS LYMPHOCYTAIRES DU PORC: IDENTIFICATION, FONCTION, ONTOGÈNÈSE ET MIGRATION. Annales de Recherches Vétérinaires,
INRA Editions, 1987, 18 (3), pp.288-291. <hal-00901722>
HAL Id: hal-00901722
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00901722
Submitted on 1 Jan 1987
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d’enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.
Le lymphocyte B mature. Les cellules B dans ce stade sont insensibles à la tolérance. Elles ont
durée de vie très courte et sécréteront des anticorps lors d’une stimulation antigénique.
-
-
Le
lymphocyte doué
de mémoire. Les
de la
caractéristiques
réponse
secondaire (durée de vie des cel-
lules ; expression d’immunoglobulines d’un isotype donné ; mobilité de cellules impliquées dans
réaction) font penser que
donnant
une
cette
lignée de cellules représente
une
lignée
une
cette
distincte de celle des cellules B
réponse primaire.
LES SOUS-POPULATIONS LYMPHOCYTAIRES DU PORC:
ET MIGRATION
IDENTIFICATION, FONCTION, ONTOGÈNÈSE
H
SALMON
INRA, Laboratoire de Pathologie Porcine, 37380 Nouzilly, France
dernières années dans la compréhension du système immunitaire (S1) sont laret la purification de sous-populations (sous-populations) lymphocytaires identifiées grâce à la présence de marqueurs, récepteurs ou antigènes (AG), ces derniers se diversifiant au fur et à mesure de la production d’anticorps (AC) monoclonaux permettant d’analyser très (parfois trop) finement leurs spécificités antigéniques. D’autre part, la disposition de lignées d’animaux histocompatibles a permis de mettre en évidence que la majorité des réactions immunes est restreinte au self
et a l’avantage de diversifier l’éventail des fonctions des sous-populations. L’étude des sous-populations
lymphocytaires chez le porc procède des mêmes étapes méthodologiques.
Originellement, l’étude de l’ontogenèse du SI visait à déterminer le moment où une réponse immunitaire peut s’initier, soit qu’on espère immuniser le foetus in utero, soit qu’on veuille étudier ses aptitudes à
répondre à une éventuelle infection in utero. Avant la mise en évidence des marqueurs des souspopulations, les études avaient principalement porté sur le développement histologique du tissu lymphoïde en relation avec le démarrage de la réponse immunitaire cellulaire ou humorale contre différents
antigènes injectés (ou ingérés) à différents moments de la vie foetale. Toutes ces études convergeaient
pour conclure que le foetus de porc se développe bien en l’absence de stimulations AG exogènes et qu’il
1 jour de vie
est immunocompétent (jugé par la synthèse d’AC et le rejet des greffes) entre le 70 et 80
fcetale.
Les
progrès réalisés
ces
gement tributaires de l’individualisation
On admettait que les lymphocytes périphériques qu’on visualise sur coupe d’organes lymphoïdes ne
faisaient pas partie intégrante de cet organe; ils seraient simplement en transit dans l’organe. Chez le
porc, la quasi-absence de lymphocytes dans le canal thoracique, le nombre de lymphocytes transitant
dans les lymphatiques efférents, cent fois plus faible que celui dans les autres espèces, et la structure histologique inverse du ganglion, pouvaient faire penser à une physiologie particulière du SI du porc. Enfin, la
division de la réponse immunitaire en réponse systémique et réponse locale, doit trouver sa justification
au niveau de voies de migration différentes.
Les résultats de l’étude des sous-populations lymphocytaires chez le porc permettront, par comparailes résultats obtenus chez l’homme et la souris de faire la part entre ce qui constitue la partie
constante, essentielle du SI et ce qui est variable, accessoire et spécifique de l’espèce.
son avec
antigènes d’histocompatibilité (6)
région génomique des antigènes (AG) de classes Il est séparée de la région des AG de classe1 par
0,4 centimorgan et chacune d’elle peut être à son tour subdivisée en deux sous-régions, DQ et DR pour la
première, B et A pour la seconde. Comme chez le chien et le cobaye, mais à la différence de l’homme et la
souris, une proportion importante des lymphocytes T non activés comporte de l’AG classe 1 représenté
majoritairement sur les lymphocytes PT8.
1, Les
La
2. Les
cinq sous-populations lymphocytaires identifiées
par des
récepteurs
2.1. Lignée T
2, 1. 1.
Récepteur
au
globule
rouge de mouton
(GRM)
et
de porc (GRP)
membranaires
(5)
Récepteur GRM
Les lymphocytes T porcins ont d’abord été identifiés par la présence de l’antigène spécifique des thymocytes qui est en même temps le récepteur des GRM aboutissant à la formation de rosette. Comme le
xénoantisérum, le monoclonal MSA4 est capable d’inhiber le phénomène des rosettes. Cette aptitude du
lymphocyte T à fixer les GR de mouton et même autologues est demeurée longtemps inexpliquée. Chez
l’homme, on a pu montrer que l’interaction de ce récepteur avec différents ligands, conduit soit à l’activation du lymphocyte T notamment après fixation d’une interleukine IV ou au contraire à son c<blocage»
après fixation d’un monoclonal particulier (1, 2, 3).
Récepteur GRP
Utilisant les GRP en lieu et place des GRM, les lymphocytes T peuvent encore être subdivisés en deux
sous-populations dont l’une ne fixe que les GRP (P+S+) à la différence de l’autre (P-S+1, différence vraisemblablement due à une moindre densité du récepteur GRM sur cette dernière.
Des différences de localisation thymique, de sensibilité à la cortisone, de réponse aux mitogènes et de
taille, suggèrent que les P+S+ et les P-S+ pourraient représenter deux étapes de maturation de la lignée
T. De surcroît, la présence de ces mêmes sous-populations dans les organes périphériques dans des proportions diverses suivant les organes, mais à propriétés de réponse similaire aux mitogènes pose le problème de la filiation de ces mêmes sous-populations avec celles du thymus avec étapes de maturations
distinctes. L’utilisation des monoclonaux permet de constater que la fréquence de rosettes autologues est
plus élevée parmi les PT8 que les PT4 et dans l’ordre croissant, sang, ganglion mésentérique intestin,
montrant que le marqueur P+S+ est un marqueur de maturation des lymphocytes T périphériques, situation radicalement inverse de celle observée dans le thymus.
2.2. Lymphocytes à Ig membranaires
Récepteur C3b
Comme ce récepteur est présent sur tous les lymphocytes B à lg (stable) de membrane, il peut être utilisé en lieu et place d’un sérum anti-Igb. Grâce à la formation de rosette zymosan sur coupe d’organe, on
peut localiser les zones B-dépendantes qui sont les follicules des ganglions et notamment les centres germinatifs et les corpuscules de Malpighi de la rate. Chez l’homme, c’est également le récepteur du virus
EBV; ce virus représentant ainsi un activateur polyclonal des lymphocytes B, T-indépendant (chez la souris, les produits de dégradation du C3, sous forme soluble, inhibent à la fois la réponse des lymphocytes T
et B ; en revanche, ces mêmes produits couplés à du Sépharose agissent comme des facteurs de différenciation et de croissance pour les cellules B, pourvu qu’elles aient été activées au préalable (4).
Récepteur FcG
Dans nos conditions techniques, seule la population présentant des (gG labiles (d’où le terme de lymphocyte L), éluables de la surface du lymphocyte par incubation à 37 °C est révélée par la formation de
rosettes EA et indépendamment des deux autres sous-populations T et B. De par la présence du récepteur FcG cette sous-population devrait être responsable des phénomènes d’ADCC (antibody dépendent
cell cytotoxicity) dont la spécificité d’action ne tiendrait qu’à celle des AC recouvrant la cellule cible. Ce
type cellulaire prédomine dans la rate mais est également rencontré dans de nombreux autres organes
périphériques notamment l’épithélium intestinal.
La majorité de ces lymphocytes se lie aux cellules K 562, cellules cibles couramment utilisées pour
mettre en évidence le phénomène NK, suggérant leur participation dans ce type de lyse, d’autant plus
qu’elles contiennent des granules azurophiles, source d’enzymes lytiques. La lignée de ce type cellulaire
demeure encore à l’heure actuelle imprécisée et seuls les procédés de sélection négative pourraient permettre d’analyser leurs fonctions régulatrices.
Sur coupe de ganglion, cette sous-population se localise dans la zone médullaire à l’exclusion des
follicules.
2.3.
Lymphocytes onulsu»
premières estimations quantitatives des différentes sous-populations énumérées ci-dessus, il
est apparu que leur somme différait de 100, le déficit portant sur la proportion moindre des lymphocytes
T en comparaison des autres espèces. Malgré l’augmentation de sensibilité des techniques de détection,
adjonction de dextran dans le milieu réactionnel pour augmenter la proportion de rosettes à GRM ou utilisation de l’anticorps monoclonal MSA4, il apparaît toujours une proportion de lymphocytes dénués de
tout marqueur, d’où leur nom, culminant dans le sang jusqu’à atteindre 30 % chez le jeune porc et diminuant par la suite. C’est la première sous-population à disparaître après thymectomie néo-natale ou irradiation. Cette particulière thymo-dépendance peut être reliée avec l’observation de la diminution avec
l’âge et leur particulière abondance dans le sang avec leurs propriétés de non-re-circulation.
D’autre part, ces lymphocytes répondent faiblement à la stimulation par les mitogènes T, suggérant
qu’ils représentent des lymphocytes T immatures.
Dès les
3.
Sous-populations fonctionnelles révélées
3.1. 1.
Lignée
par des
anticorps monoclonaux (6)
T
Les lymphocytes de cette lignée peuvent être caractérisés par l’AC MSA4 ou CD2 qui délimite un
ensemble de cellules très marquées en fluorescence dont 90 % sont des lymphocytes T4 et T8 et les
10 % restants étant des lymphocytes de phénotypes T4- et T8-. Cependant, cet anticorps marque également les lymphocytes B, quoique moins intensément.
3.1.1. Sous-populafion auxiliaire
La fixation de l’AC PT4 sur les lymphocytes correspondants bloque leur capacité de prolifération à la
suite de leur stimulation par un antigène soluble, situation également rencontrée chez l’homme et la souris. Cependant, chez le porc, ces cellules sont les seules à être stimulables par les allo-AG de classe 11, la
prolifération anti-classe1 étant inconstante, à la différence de l’homme et de la souris.
Après élimination des PT4 d’une culture mixte, l’activité cytotoxique (CTL) est quand même préservée,
doute à cause d’une stimulation en retour des PT4 présentes parmi les cellules stimulantes, bien
qu’inactivées par irradiation. Donc l’induction de CTL à partir de précurseurs, nécessiterait quand même
une «aide» apportée par les PT4.
3.1.2. Sous-population T cytotoxique
L’AG détecté par l’AC PT8 est présent sur les stades précurseur et effecteur des CTL dont l’activité
lytique est spécifique des AG cellulaires de classe 1.
Comme son homologue OKT8 humain, cet AC une fois fixé sur les lymphocytes correspondants, est
capable d’empêcher leur aptitude à induire la lyse des cellules cibles, suggérant que l’antigène reconnu
est impliqué dans cette fonction. A la différence de l’homme et la souris, les lymphocytes PT8+ prédominent sur les PT4+ dans la majorité des organes (exception faite pour l’intestin où les PT8 sont majoritaires comme dans les autres espèces) et on observe une proportion non négligeable de cellules doublement marquées T4+/T8+, (en fait T8 faiblement positif), les deux populations se recouvrant sur 10 à
1 5 %, et leur fonction demeurant inconnue ainsi que leur lignée (par exemple en culture, il n’y a pas de
sans
modification
phénotypique).
Enfin, la destruction des cellules CD8+ par l’AC
répondre,
face à
lation
3.2.
ce
et le complément laisse une population capable de
population originale, à la stimulation par la PHA, suggérant leur moindre réactivité
type de stimulation; en l’absence de cellules PT4+, les CD8+ ne prolifèrent pas bien à la stimu-
aux
autant que la
allo-AG
Lignée
ou
AG solubles.
T et B
3.2.1. LFA-1 ou CD-18
Chez l’homme, la souris et le porc, un AG présent sur les leucocytes et constitué de deux chaînes de
PM, 180 et 94 kDa est associé à la majorité de leurs fonctions, d’où le nom (leucocyte function AG1; ainsi
l’AC correspondant inhibe partiellement les réponses induites par les mitogènes à des doses suboptimales, inhibent complètement la réponse MLR à un stade précoce, l’activité CTL au stade des effecteurs,
et l’activité NK.
3.2.2. Th-B ou CD-11
Bien que l’AG reconnu ait des propriétés biochimiques proches des AG de classe 1 (une chaîne lourde
de 45 000 et une chaîne légère de 12 000) sa distribution tissulaire est restreinte aux lymphocytes du
cortex thymique (90 à 100 % des cellules corticales et 5-10 % des cellules médullaires) et 50 à 75 % des
lymphocytes B périphériques.
De surcroît, il existe une relation inverse entre niveau d’expression des AG de classe 1 et de CD-1 ;
notamment les cellules corticales sont dépourvues de classe 1 au contraire des cellules de la medulla.
Enfin, cet AG est également présent sur les cellules de Langerhans de la peau. Jusqu’àprésent aucune
étude fonctionnelle n’a été réalisée.
4.
Ontogenèse (5)
Comme aucune étude n’a été entreprise jusqu’à présent avec les AC monoclonaux, nous n’envisagerons que l’étude des sous-populations définies par leur récepteur. Très brièvement, on observe l’apparition de chacune des cinq sous-populations dès le 50’ jour de vie foetale (durée totale de 1 1 5 jours).
sous-populations P+S+ et P-S+ évoluent inversement dans le thymus et la périphérie, suggérant
émigration indépendante du thymus. Quel que soit l’organe, les lymphocytes B et L évoluent de façon
parallèle ainsi qu’on peut le prévoir de lignées indépendantes. Fonctionnellement, le premier organe où se
manifeste une réponse à la stimulation par les mitogènes PHA et conA, est le thymus après la constitution de la démarcation entre cortex et medulla au 60
, la rate
.
.
jour de vie foetale, suivi par le sang au 80
Les
une
e (événement contemporain de l’apparition des zones périartériolaires) et le ganglion au 105
90
. Pour
e
l’ensemble des organes, ce n’est qu’à la naissance que le rapport de stimulation PHA/con A avoisine le
niveau adulte confortant la proposition que le porcelet nouveau-né naît immunocompétent.
au
Dans les mois suivant la naissance, certains auteurs ont constaté une moindre réactivité fonctionnelle
à l’adulte; malheureusement ces auteurs n’ont pas utilisé comparativement les cellules
foetales, si bien que cette moindre réactivité pourrait refléter une immunodépression physiologique du
porcelet sous sa mère, analogue à la suppression de la réponse humorale du porcelet sous l’influence
d’AC maternels de même spécificité, transmis par le colostrum, voire le lait.
comparée
5.
Migration
des
lymphocytes
et
sous-populations (5)
Là aussi, les AC monoclonaux n’ont pas encore été exploités, mais la méthodologie des rosettes complète harmonieusement celle du repérage par un fluorochrome du lymphocyte en voie de migration tout
en
permettant
son
identification phénotypique.
5.1. Particularités de la recirculation chez le porc
La majorité des lymphocytes recirculants utilisent l’endothélium des veinules post-capillaires comme
porte d’entrée et de sortie, c’est-à-dire que la recirculation se fait de sang à sang, et non de sang à lymphe
comme pour la plupart des espèces. De surcroît, les lymphocytes nuls représentent le contingent des lymphocytes non-recirculants, prisonniers en quelque sorte du territoire sanguin.
5.2. Pool somatique et pool intestinal
Par marquage différentiel des lymphocytes du ganglion mésentérique et du ganglion inguinal, l’un par
le FITC l’autre par le RITC, on observe que les lymphocytes originaires du ganglion mésentérique s’accumulent de préférence à ceux du ganglion inguinal dans la paroi intestinale, confirmant ainsi chez le porc
l’existence d’un pool intestinal de lymphocytes différant du pool somatique, ségrégation observée égaiement chez le mouton mais non chez la souris.
En conclusion, dès qu’on caractérise une structure membranaire présente sur une fraction des lymphoon peut s’attendre à ce qu’elle permette d’identifier une sous-population à propriétés biologiques
spécifiques. Des résultats présentés ci-dessus, il ressort que pour l’essentiel on retrouve chez le porc des
sous-populations analogues à celles décrites chez l’homme et la souris: cependant le porc se singularise
par certaines particularités telles que, recirculation de sang à sang, présence d’un contingent important de
lymphocytes nuls, non recirculants, prédominance du phénotype helper sur le phénotype suppresseur, stimulation allogénique supportée par les cellules PT4 etc..., importantes à connaître pour résoudre les problèmes d’immunologie comparée où le porc représente le modèle animal de choix (ontogènèse, transplantation d’organes) ou zootechniques tels que immunité locale et lactogène, ces différents aspects
étant développés par ailleurs
cytes,
Choix de références
Récepteur
GRM chez l’homme
1. Palacios R, Martinez-Maza, 1982. Is the E receptor
Immunol 129:2479-2485
on
human T
lymphocytes
a
«negative signal receptor»?
J
2. Meuer SC, Hussey RE, Fabbi F, Fox D, Acuto 0, Fitzgerald KA, Hodgdon JC, Protentis JP, Schlossman SF, Reinherz EL, 1984. An alternative pathway of T-cell activation: a functionnal role for the 50 kD T11 sheep erythrocyte
receptor protein. Cell 36:897-906
3. Milanesc C, Richardson NE, Reiherz EL, 1986. Identification of
resting T lymphocytes. Science 231:1118-1122
a
T
helper
cell-derived
lymphokine
that activates
Récepteur C3
4. cité par Klaus et
Humphrey, 1986.
Marqueurs de sous-populations chez le
Immunol
Today 7:163
porc
5. Salmon
H, 1985. Biologie des sous-populations lymphocytaires dans l’espèce porcine. Marqueurs et souspopulations: applications à l’étude des lymphocytes de la glande mammaire de truie. Thèse Docteur es Sciences, université de Paris VII
Antigènes de différenciation chez
le porc et AC monoclonaux
6. Lunney, à paraître. Differenciation AG of swine lymphoid tissues. In Trnka,
différenciation antigens, M. Dekker, New-York
Miyasaka (eds) Comparative aspects
of