Grâce à l'immunité innée, le corps possède désormais des cellules présentatrices de l'antigène (CPA) et il met en place l'immunité adaptative. Dans cette partie, nous allons voir comment se passe cette réaction immunitaire qui se met en place secondairement.
Que sont vraiment ces CPA ?
Il s'agit de cellules considérées comme intermédiaires entre l'immunité innée et l'adaptative.
En effet, après avoir ingérée un élément pathogène (par phagocytose, pinocytose...), elles vont exprimer des antigènes protéiques associés à des molécules CMH sur leur membrane. Celles-ci pourront être reconnues par les récepteurs TCR des lymphocytes T, ce qui activera les cellules T. (Toute la partie sur les CMH, les TCR et leur associativité est expliquée ICI)
La rencontre entre la CPA et la cellule T s'effectue dans les organes lymphoïdes secondaires
Les CPA peuvent avoir plusieurs origines mais les cellules dendritiques sont celles qui sont le plus efficaces dans l'activation des cellules T naïves. Ces cellules dendritiques vont exprimer sur leur membrane des molécules de CMH de classe II (et donc obligatoirement de classe I aussi), des molécules d'adhérence, de co-réception et de co-stimulation.
Cellules lymphocytaires ? Mais qu'est-ce que c'est et à quoi ça sert ?
Tous les lymphocytes sont ces cellules produites dans les organes lymphoïdes primaires. Elles sont les cellules principales de la réaction immunitaire puisqu'elles permettent une action efficace contre les agents pathogènes.
Elles se trouvent dans le sang et sont aussi appelées les globules blancs. Lorsque l'état d'alerte est décrété (infection...) ces cellules vont se déplacer grâce à des cytokines chimiques qui vont les "appeler" vers le lieu où on a besoin d'elles.
Tout d'abord, les cellules T !
Les lymphocytes T se répartissent en deux sous-populations :
Que sont les molécules d'adhérence, de co-réception et de co-stimulation qui aident l'interaction CMH/TCR ?
Il existe plusieurs molécules qui aident l'interaction entre le CMH et le TCR, nous allons en voir ici quelques exemples :
Mais il ne s'agit pas de l'antigène entier que l'on retrouve sur le CMH ?
Non, en effet, les antigènes sont dégradés en fragments peptidiques qui pourront être présentés sur la membrane des CPA grâce aux molécules de CMH. Cette dégradation s'effectue grâce à plusieurs protéases dans des phagolysosomes.
Comment les fragment antigéniques se placent sur les molécules de CMH ?
Les molécules de CMH de classe I vont s'associer à des antigènes endogènes qui sont synthétisés à l'intérieur de la cellule. Après avoir été dégradés dans les phagolysosomes, les peptides sont placés dans la lumière du RE où ils vont pouvoir s'associer au CMH de classe I
Que sont vraiment ces CPA ?
Il s'agit de cellules considérées comme intermédiaires entre l'immunité innée et l'adaptative.
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| Un exemple de création d'une CPA : La phagocytose |
La rencontre entre la CPA et la cellule T s'effectue dans les organes lymphoïdes secondaires
Les CPA peuvent avoir plusieurs origines mais les cellules dendritiques sont celles qui sont le plus efficaces dans l'activation des cellules T naïves. Ces cellules dendritiques vont exprimer sur leur membrane des molécules de CMH de classe II (et donc obligatoirement de classe I aussi), des molécules d'adhérence, de co-réception et de co-stimulation.
Cellules lymphocytaires ? Mais qu'est-ce que c'est et à quoi ça sert ?
Tous les lymphocytes sont ces cellules produites dans les organes lymphoïdes primaires. Elles sont les cellules principales de la réaction immunitaire puisqu'elles permettent une action efficace contre les agents pathogènes.
Elles se trouvent dans le sang et sont aussi appelées les globules blancs. Lorsque l'état d'alerte est décrété (infection...) ces cellules vont se déplacer grâce à des cytokines chimiques qui vont les "appeler" vers le lieu où on a besoin d'elles.
Tout d'abord, les cellules T !
Les lymphocytes T se répartissent en deux sous-populations :
- les CD4+ qui vont sécréter des cytokines (telle que l'IL-2) utiles dans la différenciation des autres lymphocytes (grâce à la reconnaissance de leur marqueur CD4 au CMH de classe II).
- les CD8+ qui vont permettre la réaction adaptative cellulaire (grâce à la reconnaissance de leur marqueur CD8 au CMH de classe I).
Quels sont les facteurs de prolifération des cellules T ?
Plusieurs facteurs, des interleukines, participent à l'activation et la prolifération des cellules T :
- l'IL-2 produite lors de l'activation des cellule T permet la prolifération des cellules T par action de l'IL-2 sur les IL-2R. Au bout d'environ une semaine, quand il y aura arrêt de la production d'IL-2, les cellules T vont commencer à mourir par apoptose.
- l'IL-1 et l'IL-6 permettent l'expression des IL-2R (ils sont présent dans un état de repos tant que la cellule T n'a pas été activée.
- l'IL-4 et l'IL-15 peuvent fournir des signaux de stimulation à travers leurs propres récepteurs.
- l'IL-12 augmente la production d'IFN-γ.
Que sont les molécules d'adhérence, de co-réception et de co-stimulation qui aident l'interaction CMH/TCR ?
Il existe plusieurs molécules qui aident l'interaction entre le CMH et le TCR, nous allons en voir ici quelques exemples :
- les molécules d'adhérences telles qui ICAM qui interagissent avec la LFA-1 présente sur toutes les cellules immunitaires. Elles permettent de maintenir jointes les cellules plus longtemps, ce qui laisse le temps à la cellule T de se différencier.
- les molécules de co-stimulation telle que B7, sur les cellules dendritiques, qui a pour ligand CD28 (leur interaction prolonge et augmente la production d'IL-2 car CD28 est présent sur les cellules T naïves) ou CTLA-4 (qui est exprimé après activation de la cellule T et qui au contraire est un récepteur inhibiteur donc leur interaction aboutira à une baisse de la production d'IL-2)
- les co-récepteurs CD4 et CD8 qui sont sur les cellules T et qui vont se fixer au CMH pour augmenter l'affinité de la liaison. CD8 va se lier aux CMH de classe I tandis que CD4 interagit avec ceux de classe I
Mais il ne s'agit pas de l'antigène entier que l'on retrouve sur le CMH ?
Non, en effet, les antigènes sont dégradés en fragments peptidiques qui pourront être présentés sur la membrane des CPA grâce aux molécules de CMH. Cette dégradation s'effectue grâce à plusieurs protéases dans des phagolysosomes.
Comment les fragment antigéniques se placent sur les molécules de CMH ?Les molécules de CMH de classe I vont s'associer à des antigènes endogènes qui sont synthétisés à l'intérieur de la cellule. Après avoir été dégradés dans les phagolysosomes, les peptides sont placés dans la lumière du RE où ils vont pouvoir s'associer au CMH de classe I
Les molécules de CMH de classe II quand à elles vont s'associer à des antigènes exogènes. Dans le RE, les chaînes α et β du CMH de classe II sont associées dans le RE à un polypeptide : la chaîne invariable Ii. Ce complexe va rester solidaire jusqu'au MIIC, dans lequel la chaîne Ii va être clivée en fragments. L'un d'eux, le CLIP, reste dans la cavité du CMH tandis que le reste de Ii est recyclé vers le RE. Ce CLIP sera dissocié du CMH jusqu'à l'arrivé du peptide qui prendra sa place.
Mais il n'y a que les cellules T comme cellules de l'immunité adaptative ?
Non, on trouve un deuxième type de cellule qui intervient dans l'immunité humorale : les cellules B. Celles-ci, une fois différenciées, sont des plasmocytes, cellules productrices d'anticorps
Comme nous l'avons déjà vu dans l'immunité innée, les anticorps sont très peu utilisés comme moyen de défense dans le cas des virus, nous verrons donc ici seulement rapidement la différenciation et le mode d'action des cellules B.
Avant de devenir mature, les cellules B vont passer par le stade de pro-B (précoces ou tardives) pendant lequel elles réarrangent les chaînes lourdes d'immunoglobuline puis le stade de pré-B (de grandes tailles qui se divisent activement et qui deviendront de petite taille qui ne se divisent plus), de cellules immatures puis enfin de cellules matures.
Les cellules B matures peuvent être activées directement par les antigènes TI ou par les cellules T qui elles même auront été activée par une CPA dans le cas des antigènes TD.
L'activation des cellules B va entraîner leur différenciation en plasmocytes ou en cellules mémoires qui seront utilisées lors d'une prochaine infection pour aller plus vite
Pour plus d'information, sur ces lymphocytes, venez ici, il s'agit d'un lien vers le blog d'un autre groupe d'étudiants comme le notre sur le syndrome de Bruton !!
Dans le cas des virus, un mécanisme de défense est très important : la cytotoxicité
La cytotoxicité est un ensemble de mécanismes par lesquels des cellules reconnaissent et détruisent d'autres cellules. Les principales cellules à exercer cette fonction sont les Lymphocytes T cytotoxique (LTc) et les cellules NK. Ces deux types de cellules sont complémentaires dans la défense immunitaire.
Les LTc reconnaissent des antigènes spécifiques présentés par des molécules du CMH (la tâche la plus importante des LTc est l'élimination des cellules infectées par un virus). Dans le cas des cellules NK, elles reconnaissent des cellules dépourvues de molécules du CMH de classe I.
Pour pouvoir tout de même reconnaître les cellules qu'elles vont devoir tuer, les cellules NK expriment des récepteurs : les KIR. Il en existe un premier groupe constitué de glycoprotéines membranaires tandis que le second appartient à la superfamille des immunoglobulines.
Comment ces cellules arrivent à détruire d'autres cellules ?
Les LTc et les cellules NK utilisent divers mécanisme pour tuer leur cible : soit directement grâce à des molécules de surface ou alors indirectement par des cytokines. Nous étudierons ici un troisième cas, celui de protéines contenu dans des granules qui seront libérées lors du contact avec la cellule cible. Lors de cet exocytose, les perforines vont former des pores dans la membrane de la cellule cible, ce qui va permettre le passage des granzymes. Ces enzymes vont alors cliver les substrats de la cellule, ce qui va la conduire à l'apoptose.
Et pourtant elles ne se tuent pas elles même, comment est-ce possible ?
En effet, on pourrait croire que attaquant d'autres cellules, il pourrait y avoir un retour qui causerait leur propre mort, et beh non !
Tout ceci est grâce à plusieurs mécanismes :
* l'activation des granzymes et des perforines ne se fait qu'une fois qu'elles sont sorties de la cellule.
* leur membrane est "protégée" par des protéines qui inhibe leurs actions.
Un dernier élément, pourquoi une première infection permet une plus grande défense contre les éléments pathogènes et pourquoi n'est-ce pas le cas avec la grippe ?
Même si toute la partie sur les vaccins est expliquée ici, il reste un élément dont on a parlé que très rapidement : les lymphocytes mémoires.
En effet, lors de la différenciation d'un clone de lymphocyte (T ou B), une partie va devenir active et être utilisée directement tandis qu'une deuxième partie se différencie en cellules mémoires. Celles-ci ont une longue durée de vie, ce qui leur permet de réagir beaucoup plus vite lors d'une deuxième infection.
Dans le cas de la grippe, ce n'est pas le cas puisqu'il y a une grande variabilité du génome, comme expliqué ici.
Vous êtes donc désormais incollables sur toutes les phases de l'immunité, il vous reste à voir les interactions CMH/TCR !!Un dernier élément, pourquoi une première infection permet une plus grande défense contre les éléments pathogènes et pourquoi n'est-ce pas le cas avec la grippe ?
Même si toute la partie sur les vaccins est expliquée ici, il reste un élément dont on a parlé que très rapidement : les lymphocytes mémoires.
En effet, lors de la différenciation d'un clone de lymphocyte (T ou B), une partie va devenir active et être utilisée directement tandis qu'une deuxième partie se différencie en cellules mémoires. Celles-ci ont une longue durée de vie, ce qui leur permet de réagir beaucoup plus vite lors d'une deuxième infection.
Dans le cas de la grippe, ce n'est pas le cas puisqu'il y a une grande variabilité du génome, comme expliqué ici.
Sources :
- Immunologie de D.Male, J. Brostoff, D.B. Roth, I. Roitt (edition Campus Référence)
- Cours de Tle S
- Cours de Tle S
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