Le développement des lymphocytes T

Récepteur B, Récepteur T:
structure et réarrangement.
Lymphocytes B, Lymphocytes T:
Ontogénie, répertoire, tolérance.
UE:Immunologie
Master physiopathologie cellulaire et moléculaire
Mirjana Radosavljevic
La reconnaissance de l’ antigène par
un anticorps
PLAN:
• Structure moléculaire d’un anticorps
• Origine de la diversité des immunoglobulines
• L’interaction de la molécule d’anticorps avec
l’antigène
• Principales propriétés biologiques des Ig
1
Définition: les immunoglobulines (Ig)
•
•
•
•
•
glycoprotéines présentes soit à la surface des lymphocytes B (sIg
est le BCR « B cell receptor »), soit sous forme soluble dans les
liquides biologiques.
Les deux catégories d’immunoglobulines ont pour fonction essentielle
de se lier de manière spécifique à l’antigène : fonction anticorps.
Elles sont produites par les lymphocytes B. Un LB donné produit
des Ig avec qu’une seule spécificité anticorps c’est à dire qui ne
reconnaît qu’un seul épitope ou déterminant antigénique
Le répertoire antigénique des immunoglobulines est extrêmement
diversifié, on estime qu’un organisme adulte contient à un instant
donné environ 1020 molécules d’Ig, dont plus de 109 espèces
moléculaires différentes
Les anticorps sont les médiateurs de l’immunité humorale dont les
cibles sont extracellulaires
Structure de base des
immunoglobulines
• 4 chaînes
polypeptidiques
reliées par des
ponts disulfures
(forme de "Y")
– 2 chaînes lourdes
identiques (50kD)
– 2 chaînes légères
identiques (25kD)
2
• Les chaînes lourdes: 5
isotypes ou classes
- µ: IgM
- δ: IgD
- γ: IgG, 4 sous-classes
(IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4)
- α: IgA, 2 sous-classes
(IgA1 et IgA2)
- ε: IgE
• Les chaînes légères: : 2
isotypes
- κ (60 % des LB)
- λ (40 % des LB)
Structure fine des Ig
Figure 3-1 part 2 of 3
Organisation des Ig en
domaines:
- Chaînes légères: 1 domaine
Variable et 1 domaine
Constant
-Chaînes lourdes: 1domaine
Variable et 3 ou 4 domaines
Constant
Radosavljevic Mirjana
3
- Les régions V des chaînes
H et L portent un site de
reconnaissance spécifique
de l ’antigène : paratope
- Les régions C portent les
fonctions effectrices de l ’Ig
(fixation du complément,
passage transmembranaire,
fixation aux récepteurs
cellulaires....) ainsi que les
déterminants isotypiques et
allotypiques de l ’anticorps.
Clivage de l’Ig
en fragments
fonctionnels
distincts:
Figure 3-3
- Fab: fragment
de liaison à l’Ag
- Fc: comprend la
partie de l’Ig qui
interagit avec les
cellules
effectrices
- F(ab’)2
4
L’interaction de la molécule d’anticorps
avec l’antigène
• Chaque lymphocyte B circulant porte des
récepteurs antigéniques avec une spécificité
unique.
• Mais la spécificité de chaque lymphocyte est
différente.
• L’ensemble des lymphocytes de l’organisme
porte collectivement des millions de spécificités
de récepteurs antigéniques différentes: on parle
de répertoire de récepteur lymphocytaire
Domaines variables et liaison à l’Ag
• Des séquences hypervariables forment le site de liaison
à l’Ag
- 3 zones hypervariables (HV1, 2 et 3 = CDR1, 2 et 3
(Complementary Determining Regions) ) pour chaque domaine V
- Structure III : les zones HV se trouvent à l'extrémité de la zone V et
forme le site de liaison antigénique
• Entre les segments HV se trouvent les régions
charpentes (Framework Regions) : FR1 à 4 qui
présentent peu de variabilité
• Le site de liaison à l’Ag est constitué par les 3 CDR du
domaine VH et les 3 CDR du domaine VL
• Les régions VH et VL sont différentes pour chaque
BCR/LB
5
Figure 3-6
Figure 3-7 part 2 of 2
6
Liaison IgIg-Ag
•
•
•
•
Interactions entre les aa des
CDR et l’Ag
Les CDR déterminent le site
de liaison antigénique
(paratope)
Nécessite complémentarité
entre les conformations du
paratope et de l’épitope (partie
de l’Ag reconnue)
Forme du paratope
–
–
–
–
–
Cavité
Sillon
Surface plane
Surface ondulée
Protubérance
Reconnaissance de différents types
d’épitopes
• Conformationnels
– ou discontinus
– Composés d'aa éloignés dans la structure
primaire, mais regroupés dans la protéine
repliée
• Linéaires
– ou continus
• Nature:
- Peptidiques
- Polysaccharidiques
- Lipidiques
7
Forces de liaisons
Figure 3-9
Origine de la diversité des immunoglobulines
et diversité combinatoire
• Une région V complète est formée par la recombinaison somatique de
segments géniques séparés au cours du développement des cellules B :
- Région VL: est codée par 2 segments, V et J, séparés par de l’ADN
- Région VH est codée par 3 segments, V, D, et J. L’exon complet codant pour
la région VH résulte de 2 recombinaisons somatiques. Une 1ière entre un
segment D et un segment J, puis entre un segment V avec le complexe DJ
• Il existe de multiples segments de gènes des régions variables. Ces segments
sont organisés en locus
- locus κ: sur le chromosome 2
- locus λ: sur le chromosome 22
- locus de la chaîne lourde : sur le chromosome 14
• Classiquement les gènes des chaînes lourdes sont réarrangés en premier, puis
ceux des gènes codant pour les chaînes légères.
8
Figure 4-4
Figure 4-2
9
Séquences signal de recombinaison
10
Réarrangement du DNA
•
•
•
Les enzymes majeures intervenant au cours du réarrangement:
– RAG-1 (recombination activating gene-1)
– RAG-2 (recombination activating gene-2)
– TdT : terminal deoxynucléotide transférase
– ADN ligase IV, DNA-PK
Reconnaissance de séquences signal à proximité des segments
géniques à réarranger (recombination signal sequences RSS)
Les déficits génétiques qui touchent les enzymes impliquées dans la
recombinaison provoquent une absence de lymphocytes B et de
lymphocytes B fonctionnels : ce sont les SCID (severe combined
immunodeficiencies)
11
Réarrangement du DNA et diversité
jonctionnelle
• La diversité intrinsèquement liée à la
recombinaison est fortement accrue par le
mode de jonction des segments sélectionnés
• L’addition des N-nucléotides (jusqu’à 15) est
totalement aléatoire, et constitue une source
importante de diversité
• Elle est catalysée par la TdT (terminal
déoxynucléotide transférase)
12
Hypermutation somatique
•
•
•
•
•
•
Processus qui touche les lymphocytes B matures et qui intervient
après la rencontre avec l’Ag dans les organes lymphoïdes
secondaires
Ce processus introduit des mutations ponctuelles dans les régions V
réarrangées de l’Ig. Ces mutations peuvent modifier l’affinité de
liaison à l’Ag
Quand l’affinité est augmentée on parle de maturation d’affinité
Le processus d’hypermutation somatique dépend de l’activité de
l’enzyme AID : activation induced cytidine deaminase
Cette enzyme transforme les dC en dU sur le DNA
Le mismach G-U qui en résulte est le signal nécessaire au
processus d’hypermutation et à la commutation isotypique
Commutation isotypique
13
Autres mécanismes de la génération de
diversité
• Association aléatoire d’une chaîne lourde et
d’une chaîne légère
• Différents cadres de lecture des segments D
Le récepteur des cellules B ou BCR
•
•
•
•
•
Ig de surface (sIg) ou Ig
membranaire (Igm)
Composé de 4 chaînes
polypeptidiques
- 2 chaînes lourdes
identiques
- 2 chaînes légères
identiques
Court segment transmembranaire
Courte partie intra-cytoplasmique
(3 aa)
Isotype variable selon statut du
LB
– LB naïfs : sIgD et sIgM
– LB éduqués : sIgG ou sIgA ou
sIgE
– Plasmocytes : très faible
expression
14
CD79
• BCR est associé à 1-2 hétérodimères CD79
• CD79 est composé de 2 chaînes polypeptidiques,
reliées par un pont -S-S– Igα (CD79A)
– Igβ (CD79B)
• La partie extracellulaire de chaque chaîne comporte un
domaine Ig-like
• Ø reconnaissance Ag mais transduction du signal du
BCR
• Transduction du signal médiée par des motifs ITAM
(Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motifs) sur
la portion intracellulaire du CD79
Fonctions antimicrobiennes des
immunoglobulines
1. Neutralisation des micro-organismes et leur
toxine
2. Opsonisation facilitant l’ingestion par les
cellules phagocytaires (phagocytose)
3. Activation de la voie classique du complément
conduisant à l’opsonisation et parfois la lyse
des micro-organismes
15
Figure 1-24 part 2 of 3
Figure 1-24 part 3 of 3
16
Ontogénie de immunoglobulines
Figure 11-11
Figure 1-20
17
Principales propriétés des
différentes classes des Ig
IgG
• Immunoglobulines majoritaires dans le sérum: 70 à
75% des Ig totales. Concentration sérique : 8 à 16g/l
• Intra- et extravasculaire
• Demi-vie: environ 3 semaines
• Sécrétées après les IgM
• Selon la sous-classe considérée
– bonne fixation aux récepteurs FcγR (IgG1 et IgG3)
– fixation au C1q (IgG1 et IgG3)
• Passent le placenta et interviennent dans la protection
du foetus et du nouveau-né:
Un nouveau-né de mère séropositive pour le VIH sera
transitoirement « séropositif » même s’il n’est pas
infecté!
18
IgM
•
•
•
•
•
Essentiellement intra-vasculaire (80-90%)
Taux sérique moyen 1,5g/l
2 formes moléculaires:
- monomérique insérée à la surface ces
cellules B,
- pentamérique c’est la forme sécrétée où
les 5 monomères sont reliés par des ponts
disulfures; de plus une chaîne J (fonction
de polymérisation) relie 2 monomères
Les IgM sont sécrétées avant les IgG lors
d’une réponse immunitaire : première ligne
de défense de l’immunité adaptative par
activation de la voie classique du
complément
Les IgM sont sécrétées en grande partie
avant l’hypermutation somatique, leur
affinité est relativement faible mais l’avidité
pour des antigènes multivalents (10 sites de
fixation) est forte.
IgM
• Les IgM sont « trop volumineuse » pour passer la
barrière placentaire:
L’apparition d’IgM contre un agent infectieux chez le
nouveau-né signe une infection et non un transfert passif
d’anticorps de la mère
• Fort pouvoir agglutinant et forte activation du
complément: ces 2 propriétés rendent les IgM adaptées
à la lutte contre les disséminations des microorganismes par la voie sanguine
• La tendance des IgM à former des polymères explique la
relative fréquence du syndrome d’hyperviscosité (aux
conséquences neurologiques redoutables nécessitant parfois des échanges
plasmatiques en urgence) dans la maladie de Waldenström où
il existe une augmentation considérable des IgM
19
Chronologie de la sécrétion des IgM et des IgG
• largement utilisée dans le diagnostic
des maladies infectieuses
– IgM+ IgG- : infection aiguë
– IgM+ IgG+ : infection subaiguë
– IgM- IgG+ : infection ancienne
IgA
•
•
•
•
•
•
•
•
Présente dans le sérum: 15% des Ig. Concentration sérique: 2 à 4g/l.
mais surtout classe prépondérante dans les sécrétions mucosales: digestives,
respiratoires, génito-urinaires, colostrum, larmes, salivaires.
Rôle fondamental dans l’immunité muqueuse.
½ vie: environ 6 jours
Exercent surtout une fonction neutralisante
N’active pas le complément par la voie classique
la forme sérique est monomérique, sous classe IgA1 majoritaire
la forme sécrétée est polymérique, sous classe IgA2 majoritaire
- 2 IgA
- chaîne J
- pièce sécrétoire
20
IgE
•
•
•
•
•
•
Taux moyen: 100µg/l (traces), mais
augmente fortement dans les maladies
atopiques et encore plus dans
certaines parasitoses (helminthiases).
Son rôle est bénéfique dans l’immunité
anti-parasitaire, mais néfaste dans
l’atopie
Demi-vie: 2 jours
Rôle dans les manifestations
d’hypersensibilité immédiate (rhume de
foins, asthme, choc anaphylactique)
Dégranulation des basophiles et des
mastocytes
Ne fixe pas le complément par la voie
classique
Ne traverse pas le placenta
Figure 4-17 part 1 of 2
21
Figure 4-17 part 2 of 2
Schwartz RS. N Engl J Med 2003;348:1017-26
22
Utilisation thérapeutique des anticorps
• Immunoglobulines humaines polyvalentes
• Immunoglobulines spécifiques:
ex: - Immunoglobulines anti-Rhesus (antiD)
- Serum antitétanique (anti-toxines)
- Immunoglobulines antirabiques (anti-virus)
- Anticorps anti-CD3 des lymphocytes T
- Anticorps anti-CD20
- Anticorps anti-HER2
Le développement des lymphocytes
Figure 7-3
23
Les lymphocytes B
Introduction
• Les LB sont le support de l’immunité
adaptative humorale
• par la production d’anticorps spécifiques
• Cette immunité est transférable par le
serum
• Chez l’homme, les LB représentent 5 à
15% des lymphocytes sanguins soit 200 à
400/mm3
24
Le développement des
lymphocytes B
2 étapes
- Une 1ière étape indépendante de l’Ag qui
aboutit à la formation, à partir d’une cellule
souche hématopoeïtique CD34+, à des
cellules B naïves IgM+IgD+
- Une 2nde étape dépendante de l’Ag qui
aboutit à la formation, à partir de cellules B
naïves en réponse à un Ag spécifique, à
des cellules B effectrices et mémoires
25
• 1ière étape indépendante de l’Ag:
- A lieu dans l’organe lymphoïde primaire
- Conduit au développement d’un LB mature
naïf
- Élimine les LB auto-réactifs: établissement
de la Tolérance
• 2ième étape dépendante de l’Ag: formation
de cellules effectrices
- Plasmocytes
- LB mémoires
Organe lymphoïde primaire B
• On parle également d’organe lymphoïde central
• Lieu de différenciation et maturation des
lymphocytes indépendamment de l’antigène
• Lieu d’acquisition du répertoire antigénique
• Et de l’apprentissage de la tolérance au soi
• Chez l’homme: MOELLE OSSEUSE (rôle des
cellules stromales de la moelle osseuse)
• Chez l’embryon: le foie
• Chez l’oiseau : Bourse de Fabricius
26
Figure 7-1 part 1 of 2
Figure 7-4
27
La différenciation des LB
•
1.
2.
3.
4.
•
L’étape indépendante de l’Ag: 4 stades de
différenciation
Cellule pro-B (progéniteurs B)
Cellule pré-B (précurseurs B)
Cellule B immature
Cellule B Mature
Cette classification est corrélée avec le
réarrangement des gènes d’Ig et l’expression
d’autres protéines de surface
Figure 7-6
28
1. Le stade pro-B
• Réarrangement des gènes du locus de la chaîne lourde
des Ig (d’abord une recombinaison entre un segment D et J, puis un 2nd
réarrangement entre un segment V et le complexe DJ)
• Si ce réarrangement est fonctionnel:
- une chaîne lourde d’isotype µ est synthétisée
- tout autre réarrangement du locus de la chaîne H est
stoppé
• La chaîne lourde µ intracellulaire s’associe avec une
pseudo-chaîne légère, composée des 2 protéines λ5 et
VpréB, et les chaînes Igα et Igβ pour former le récepteur
pré-B
• Une fraction de récepteurs est exporté à la surface
cellulaire et la cellule progresse pour devenir une cellule
pré-B
• Autres marqueurs de surface: CD45R et CD19
2. Le stade pré-B
• Expression transitoire d’un récepteur pré-B: 1ier point de
contrôle dans le développement des cellules B (seules
55% des cellules atteignent le stade pré-B)
• Étape de prolifération: agrandissement de la population
avec génération de multiples cellules pré-B identiques,
mais chacune d’elle pourra faire un réarrangement
différent des gènes de la chaîne légère
• Arrêt de l’expression de la pseudo-chaîne légère,
disparition du récepteur pré-B de la surface
• Réarrangement du locus de la chaîne légère, d’abord
sur le locus κ, et s’il n’y a pas eu de réarrangement κ
fonctionnel, sur le locus λ
• Un réarrangement fonctionnel d’un locus de chaîne
légère permet la progression au stade B immature
• Les cellules où il n’y a pas eu un réarrangement
fonctionnel sont éliminées
29
3. Cellule B immature
• Expression à la surface cellulaire d’une
molécule IgM complète formant un BCR
• 1ière cellule de la lignée B capable de
reconnaître et de répondre à un Ag via le BCR
• Stade de la sélection négative des cellules B:
mécanisme d’acquisition d’un répertoire B
tolérant
• Apparition à la surface cellulaire des marqueurs:
CD22, CD23, et CD40
3. Cellule B immature:
la sélection négative
• Le « receptor editing »: mécanisme durant
lequel les cellules B immatures qui
reconnaissent un ligand endogène réarrangent
les gènes des domaines V afin de modifier la
spécificité à l’Ag du BCR
• Les cellules dont le récepteur persiste à être
réactif au soi sont éliminées par apoptose, ou
inactivées, on parle d’anergie, les autres quittent
la moelle osseuse et entrent dans la circulation
périphérique pour poursuivre leur différenciation
30
Figure 7-26
4. Cellule B mature naïve
• BCR: IgM+ et IgD+
• Circule en permanence entre les différents
organes lymphoïdes secondaires à la
rencontre de l’Ag spécifique
• Demi-vie courte en absence de rencontre
de l’Ag spécifique: 3 jours
• Si la rencontre avec l’Ag spécifique a lieu
on passe à la 2nde étape du
développement dépendante de l’Ag
31
Figure 7-6
Figure 7-7
32
La différenciation des LB:
Etape dépendante de l’Ag
Elle a lieu au niveau des organes lymphoïdes secondaires
périphériques (ganglions, rate, MALT)
• Les organes lymphoïdes secondaires ont une
architecture hautement organisée avec des zones B: les
follicules et des zones T
• Lieu de la rencontre entre le LB et l’Ag spécifique
• Lieu de la commutation isotypique du LB
• Lieu d’hypermutation somatique avec sélection positive
des LB dont le BCR présente une maturation d’affinité
pour l’Ag
• Lieu de sélection négative des LB autoréactifs vis-à-vis
des Ag du soi présents en périphérie et absents des
organes lymphoïdes centraux
• Reconnaissance spécifique de l’Ag par le BCR:
évènement central nécessaire mais non
suffisant à l’activation, on parle de 1er signal
• La coopération du LB avec le LT CD4+ Th2
spécifique du même Ag est nécessaire à la
différenciation en LB effecteur: on parle de 2nd
signal
• Cette collaboration LB et LTCD4+Th2 fait
intervenir
- des protéines de membranes:interaction de
CD40 du LB avec CD40L du LT
- et des cytokines sécrétées: IL4, IL5, IL6 et IL10
33
•
•
•
La collaboration LB/LT va d’abord déclencher une division de la
cellule B
Une petite partie de ces cellules B se transforme rapidement en
plasmocytes sécréteurs d’Ac de faible affinité
Une grande partie de ces cellules B vont constituer le centre
germinatif des follicules lymphoïdes avec
- commutation isotypique (switch) de la chaîne lourde de l’Ig:
mécanisme changeant la classe de l’Ig et ainsi permettant
d’associer à une même fonction Ac des fonctions effectrices
différentes
- hypermutation somatique: processus qui introduit des mutations
ponctuelles dans les régions V réarrangées de l’Ig et par
conséquent peuvent modifier l’affinité de liaison à l’Ag. Les LB dont
le BCR présente une maturation d’affinité pour l’Ag seront
sélectionnés positivement et poursuivent leurs différenciation
soit en plasmocytes sécréteurs d’Ac
soit en cellule mémoire qui permet une réponse secondaire
plus rapide et plus efficace (intérêt des injections de rappel au
cours des vaccinations
Figure 9-5
34
Figure 4-21
Figure 7-1 part 2 of 2
35
Warnatz K, Schlesier M. Cytometry B Clin Cytom. 2008 Sep;74(5):261-71.
Les Lymphocytes T
• 2 populations majeures
LTCD4+: Chef d'orchestre de
la réponse immunitaire
adaptative
LTCD8+:
Participent à
l'immunité cellulaire
(cytotoxicité)
• Circulation permanente
entre le sang et les
organes lymphoïdes
secondaires
• Cellule T naïve avant la
rencontre avec l’Ag
spécifique. Après la
rencontre on parle de
cellule T effectrice armée
36
Le récepteur à l’Ag des
Figure 3-11
cellules T ou TCR:
- 2 chaînes glycoprotéiques de
membrane, α et β (ou γ et δ),
reliées de façon covalente par
un pont -S-S- Structure extracellulaire est
comparable à Fab des Ig et
participe au site de
reconnaissance et de liaison à
l’antigène
- Monovalent
FigureChaque
3-12chaîne comporte
- Une région variable (V) avec
3 régions hypervariables
(CDR1, CDR2, CDR 3 comparable à
celles de la région V des chaînes des
Ig)
- 1 région constante (C)
- 1 charnière (H) où se fait la
liaison covalente entre les 2
chaînes
- 1 région transmembranaire
qui possède des acides
aminés chargés positivement
- 1 extrémité cytoplasmique
très courte
37
Reconnaissance de l'Ag (1)
• Pas de reconnaissance directe de l'Ag
• Nécessité d’une présentation par molécule du
CMH (Marqueur du Soi), on parle de
reconnaissance restreinte par le CMH
– CMHII pour les LTCD4+
– CMHI pour les LTCD8+
• Ag protéiques
• Ag présenté sous forme de courts peptides (après
apprêtement)
– 8-10 aa pour le CMHI
– >13 aa pour le CHMII
• Reconnaissance d'Ag linéaires uniquement (plus
de structure III)
Reconnaissance de l'Ag (2)
• Interaction du TCR avec le peptide ET la molécule
du CMH
– CDR1 et CDR2 interagissent surtout avec la molécule
du CMH
– Rôle essentiel des CDR3 dans la reconnaissance du
peptide
• Centre du paratope
• Concentre la diversité du TCR
• Interaction exclusive avec le peptide antigénique
• Paratope
– Forme relativement constante
– Cavité déterminée par les 6 CDR
– Diversité concentrée sur le centre de la cavité (CDR3)
38
Organisation des gènes du TCR
• Similaire à celle des gènes du BCR et des Ig
• Deux types de TCR mutuellement exclusifs
– αβ (α : équivalent de chaîne légère d’une
Ig; β : équivalent de chaîne lourde d’Ig)
– γδ (γ : équivalent de chaîne légère; δ :
équivalent de chaîne lourde)
• Un même clone de lymphocyte T n’exprime
irréversiblement qu’un seul type de TCR (αβ
ou γδ)
Organisation des gènes du TCR
• Locus de la chaîne α : chromosome 14
Vα (70-80 segments), Jα (61 segment), Cα (1 segment)
• Locus de la chaîne β: chromosome 7
Vβ (52 segments), Dβ (2 segments), Jβ (13 segments), Cβ
(2 segments)
39
Figure 4-13
Réarrangement des gènes de la chaîne β
• Dans thymus
• Comparable au réarrangement des gènes des chaînes
lourdes du BCR/Ig (SSR, RAG-1, RAG-2…)
• A lieu en premier
• Rapprochement aléatoire de 2 segments D-J DJ
• Rapprochement aléatoire de DJ avec un segment V VDJ
• Réarrangements effectués jusqu'à l'obtention d'une
jonction VDJ fonctionnelle, sinon apoptose
• Transcription de VDJC
– Expression de β en surface
– Début du réarrangement des gènes α
40
Réarrangement des gènes de la chaîne α
• Dans thymus
• Comparable au réarrangemenrt des gènes des chaînes
légères du BCR/Ig (SSR, RAG-1, RAG-2…)
• Après réarrangement des gènes de la chaîne β
• Rapprochement aléatoire de 2 segments V-J VJ
• Transcription de VJC
• Expression du TCR
• Réarrangements effectués jusqu'à l’obtention d’une
chaîne α fonctionnelle.
- Plusieurs chaînes α pour une chaîne β => plusieurs
TCR différents peuvent être exprimés successivement
pour un même LT
- Mais seul le TCR sélectionné est produit au final par LT
mature
Figure 4-12
41
Diversité des TCR
•
Répertoire immunologique encore plus important que celui du BCR
: ≈1018 TCR différents
• Diversité combinatoire
– Choix au hasard des recombinaisons V-D-J ou V-J (++++)
– Grand nombre de segments J
– 3 phases de lecture pour les segments Dβ
• Diversité jonctionnelle
– Jonctions = imprécises: aux points de jonction V-D-J ou V-J,
addition ou perte de nucléotides par la TDT
– Ajout de Nucléotides N
• Diversité d'association
– Appariements au hasard des chaînes α et β
– Paratope formé par l’association aléatoire des CDR1, 2 et 3 des 2
chaînes
=> Tous ces mécanismes interviennent lors du développement des LT
dans le thymus
• Pas d’hypermutation somatique
=> Pas de réarrangements supplémentaires après rencontre avec l’Ag
Le complexe TCR-CD3-ζ2:
Figure 6-9
structures associées au TCR pour la
transduction du signal
CD3
- 4 chaînes : 2 ε, δ et γ
- Super-famille des Ig
- extrémités intracytoplasmiques avec 1 motif
ITAM (Tyr pouvant être
phosphorylées)
- Régions
transmembranaires :
résidus chargés
négativement
42
Le complexe TCR-CD3-ζ2
• Dimère ζ
– 2 chaînes ζ associées par un pont -S-S– Partie extracellulaire très courte
– Région transmembranaire : résidus chargés –
– Majeure partie = intracellulaire
– 3 motifs ITAM
• Complexe TCRTCR-CD3
CD3-- ζ2
– Cohésion assurée par les charges des régions
transmembranaires
– 10 motifs ITAM au total
Le Deist F. et al. M/S 2007. (2) 23: 161-166
43
Le Deist F. et al. M/S 2007. (2) 23: 161-166
Spicuglia S. et al. M/S 2007(5)23;457-458
44
Les corécepteurs
• L’affinité de l’interaction du TCR avec le
complexe peptide-CMH est faible. Des
corécepteurs sont nécessaires
• Interviennent dans l’activation cellulaire
soit en augmentant l’avidité globale de
l’interaction du TCR pour le complexe
CMH-peptide et/ou en envoyant des
signaux vers l’intérieur de la cellule
Double rôle de CD4 et CD8
• CD4 et CD8 augmentent jusqu’à 100 fois
l’affinité globale de l’interaction entre le
TCR et le complexe peptidepeptide-CMH
• En outre, via leur domaine
intracytoplasmique ils activent directement
des systèmes de transduction de signal à
l’intérieur de la cellule
45
Figure 3-15
CD4 (1)
• Glycoprotéine spécifique des LTCD4+
• Associé au TCR => co-récepteur
• 4 domaines Ig-like
– D1, D2, D3 et D4
– Charnière flexible entre D2 et D3
– Transduction du signal par queue intracellulaire
• D1 se lie à un site invariable sur la chaîne β2 du
CMHII (liaison faible), sans masquer le peptide
antigénique au TCR
46
CD4 (2)
• Rôle: reconnaissance de la molécule du CMHII
présentant l’Ag au LTCD4+
• Interaction
– Indispensable au développement d’une réponse
immunitaire
– Potentialisation x100 de l'interaction TCR-Ag
• CD4 :
– présent sur monocytes, macrophages, cellules
dendritiques, cellules de la microglie
– récepteur du VIH (internalisation du virus)
CD8 (1)
• Hétéro-dimère spécifique des LTCD8+
• Co-récepteur du TCR
• 2 chaînes
– α et β, reliées par un pont -S-S– Structures proches
• Un domaine Ig-like à l’extrémité de chaque chaîne
• Longue chaîne polypeptidique glycosylée
• Queue intra-cytoplasmique (transduction du signal)
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CD8 (2)
• Le CD8 se lie à un site invariable à la base du
domaine α2 du CMHI (liaison faible), sans
masquer le peptide antigénique au TCR
• Rôle: reconnaissance de la molécule du CMHI
présentant l’Ag au LTCD8+
• Interaction potentialisant (x100) le
déclenchement du mécanisme cytotoxique
• Remarque : parfois CD8 = dimère de chaînes α
Le développement des lymphocytes T:
2 étapes
• 1ière étape indépendante de l’antigène:
- conduit à la production des cellules T matures
naïves à partir des cellules souches
hématopoïétiques
- Élimine les LT auto-réctives: établissement de
la tolérance
• 2ième étape dépendante de l’Antigène:
- conduit au développement des cellules T
effectrices et mémoires
48
Figure 7-2
1ière étape indépendante de l’Ag
• Le thymus: organe lymphoïde primaire où les
précurseurs T, d’origine médullaire, se
différencient en lymphocytes T matures naïfs et
acquièrent un répertoire tolérant (Syndrome de
DiGeorge)
• En fonction du réarrangement des gènes des
récepteurs spécifiques de l’Ag, de modifications
d’autres marqueurs membranaires on peut
distinguer 3 étapes de développement thymique
- Stade I: thymocytes double négatifs
- Stade II: thymocytes double positifs
- Stade III: thymocytes simple positifs
49
Figure 7-8 part 1 of 2
Thymocytes double négatifs: CD4- 8• Présence d’aucun des 3 marqueurs de surface
caractéristiques des cellules T matures: ni TCR/CD3, ni
CD4, ni CD8 pour le progéniteur de la moelle osseuse
qui entre dans le thymus
• Ils sont localisés dans la régions sous capsulaires du
cortex thymique
• Réarrangement du locus de la chaîne β du TCR, s’il est
fonctionnel, la chaîne β s’associe avec une chaîne
substitutive pTα pour former un récepteur préT
• Le récepteur préT s’associe aux molécules CD3, et
l’expression membranaire de ce complexe conduit à la
prolifération cellulaire, à l’arrêt de nouveaux
réarrangements sur le locus β et à l’expression de CD4
et CD8
50
Thymocytes double positifs CD4+ CD8+
• Le réarrangement du locus de la chaîne α
débute et se poursuit jusqu’à l’expression d’une
chaîne fonctionnelle qui va s’associer avec la
chaîne β pour former un TCR de faible affinité
• Ils sont localisés au niveau du cortex profond, et
c’est au contact des molécules HLA des cellules
épithéliales thymiques que se fait la sélection
positive des cellules capables de reconnaître les
molécules du CMH (les autres sont éliminées)
• Les thymocytes qui passent ce cap migrent vers
la jonction corticomédullaire, au contact des
macrophages et des cellules dendritiques pour
subir la sélection négative qui permet
l’élimination des cellules T auto-réactives
Thymocytes simples positifs: CD4+ ou CD8+
• Ceux qui survivent à cette sélection, perdent
l’expression d’une des molécules corécepteur et
deviennent des thymocytes simples positifs
CD4+ ou CD8+,
• La densité du TCR est également augmentée
• On parle de thymocytes matures prêts à être
exportés en périphérie
51
Figure 7-13
Figure 7-14
52
2ième étape dépendante de l’Ag
• Les LT naïfs circulent en permanence
entre les organes lymphoïdes secondaires
à la rencontre de l’Ag spécifique
• LT CD4+ sont programmés pour devenir
des cellules sécrétrices de cytokines et
des cellules mémoires
• LT CD8+ sont programmés pour devenir
des cellules effectrices cytotoxiques (CTL
CD8+) et des cellules mémoires
LT CD4+ effecteurs: sous groupes
• Ils se distinguent fondamentalement par le type
de cytokines qu’ils sécrètent
- Th1: IFNγ, TNFβ
- Th2: IL-4, IL-5, IL-9, IL-13
• Les cytokines LT CD4+ Th1 favorise l’activation
des macrophages, la différenciation des
LTCD8+ effecteurs, ainsi que l’activité
microbicide des NK
• Les cytokines LT CD4+ Th2 activent les LB
53
Caractéristiques des Lymphocytes TCD4+
• 67 % des LT, présence du CD4 en surface
• Initiateur de la réponse immunitaire
adaptative
– Reconnaissance Ag
– Activation des cellules effectrices
– Orientation de la réponse
• Cellulaire (cytotoxicité)
• Humorale (anticorps)
• Reconnaissance des Ag
– Dans les organes lymphoïdes secondaires
– Présentés par des cellules présentatrices d'Ag
(CPAg)
– Restreinte au CMHII
Caractéristiques des LTCD8+
• = 33 % des LT, présence du CD8 en surface
• Cellules clefs de la réponse immunitaire
cellulaire (cytotoxicité)
• Destruction de cellules
– Infectées par
• Des virus
• Des bactéries
– Tumorales
• Reconnaissance des Ag
– = ubiquitaire
– Présentés par le CMHI
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Figure 8-31
55
Figure 8-11
Activation des LT naïfs
- 1ier signal: reconnaissance
spécifique de l’Ag
- 2nd signal: interaction CD28/B7
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