L’immunité adaptativeCours

 

Notions Rappels
Antigène Élément susceptible de déclencher une réponse immunitaire.
CPA Cellule présentatrice d'antigènes : cellule pouvant absorber un antigène par phagocytose pour le présenter aux lymphocytes T et mettre en activité la défense adaptative.
Immunité innée Défense contre les éléments pathogènes étrangers, se déroulant toujours de la même façon, quel que soit l'antigène considéré.
Mitose Mode de division cellulaire permettant de générer des cellules-filles identiques à la cellule-mère.
Pathogène Susceptible de déclencher l'apparition d'une maladie.
Phagocytose Phénomène d'absorption puis de destruction d'un élément étranger (une bactérie par exemple) par une cellule (un macrophage, par exemple).
Rétrovirus Virus ayant une information génétique sous forme d'ARN.
Soi Ensemble des molécules qui résultent de l'activité du génome de l'organisme.

L'organisme dispose de moyens de défense contre les éléments étrangers (bactéries, virus, etc.) ou pouvant lui être nocifs (cellules cancéreuses).

Une première ligne de défense est assurée par l'immunité innée, rapide, mais non spécifique, et qui fait en particulier intervenir la réaction inflammatoire et la phagocytose.

Il existe, dans un second temps, une défense plus spécifique et plus efficace, la défense acquise ou adaptative.

I

Les cellules de l'immunité adaptative

Les cellules intervenant dans l'immunité adaptative sont dites immunocompétentes.

Immunocompétentes

Les cellules sont dites immunocompétentes lorsqu'elles portent à leur surface des récepteurs pouvant reconnaître et fixer spécifiquement des antigènes.

Les cellules de l'immunité adaptative sont des lymphocytes, faisant partie des leucocytes.

Les lymphocytes peuvent être distingués grâce aux récepteurs membranaires qu'ils portent :

  • les lymphocytes B (LB), qui portent des récepteurs nommés immunoglobulines membranaires ;
  • les lymphocytes T (LT) comprennent :
    – les LT4 ou LT CD4 (qui expriment à leur surface des molécules CD4, ils sont également qualifiés de ce fait de CD4+) ;
    – les LT8 ou LR CD8 (qui expriment à leur surface des molécules CD8, ils sont CD8+).

 

Ces LT portent à leur surface des récepteurs T (TCR).

Les cellules de l'immunité adaptative sont fabriquées par la moelle osseuse rouge et se développent dans les organes lymphoïdes.

Organes lymphoïdes

Les organes lymphoïdes sont des organes où les lymphocytes sont produits, parviennent à maturation et sont stockés.

Les lymphocytes sont produits dans les organes lymphoïdes primaires : la moelle osseuse (productions des lymphocytes B et T, immunocompétence des LB) et le thymus (immunocompétence des LT).

Ils sont ensuite stockés dans les organes lymphoïdes secondaires : la rate et les ganglions lymphatiques.

C'est après un passage dans le thymus que les lymphocytes T (CD4 et CD8) deviennent immunocompétents. Le thymus permet aussi de repérer et de rendre inactifs les lymphocytes auto-réactifs  (c'est-à-dire pouvant s'attaquer au « soi »).

C'est dans la moelle osseuse rouge que les lymphocytes B sont produits et deviennent immunocompétents.

La moelle osseuse rouge permet aussi de repérer les lymphocytes auto-réactifs et de les rendre inactifs.

Les lymphocytes B sont ensuite stockés en vue de leur utilisation lors d'une infection future dans les ganglions lymphatiques, la rate et le sang.

Les récepteurs des lymphocytes immunocompétents sont très diversifiés.

Il existe en théorie au moins un récepteur spécifique de chaque antigène que l'organisme peut rencontrer.

Cette diversité est rendue possible par des réarrangements géniques (perte de morceaux de gènes, « recollage » aléatoire des morceaux qui restent) lors de la maturation des lymphocytes.

II

Le déroulement de la défense adaptative

A

Intervention des lymphocytes T4 (ou TCD4)

Les lymphocytes TCD4 sont activés par les CPA (cellules présentatrices de l'antigène). Cette activation est spécifique : en effet, un antigène est reconnu par un LT4 particulier à l'aide de son récepteur TCR.

L'activation des LT4 (LTCD4+) est assurée dans un premier temps par l'interleukine 1 sécrétée par les CPA. Puis, lorsque les premiers LT sécréteurs sont apparus, ils sécrètent une cytokine : l'interleukine 2. 

Cette cytokine permet la différenciation massive des LT4 activés en lymphocytes T auxiliaires et active leur prolifération.

Il y a aussi formation de LT4 mémoire qui serviront à une réponse plus rapide si l'organisme rencontre à nouveau le même antigène.

Lymphocytes T auxiliaires

Les lymphocytes T auxiliaires, aussi appelés lymphocytes T helpers (LTh), proviennent des LT4 qui ont reçu deux activations successives : la première par présentation d'un antigène par des CPA, la seconde par des interleukines.

Interleukines

Les interleukines sont des cytokines produites par les leucocytes, permettant de réguler l'ensemble du fonctionnement des cellules immunitaires. Elles sont sécrétées par les LTCD4 activés (IL2, 4, 6...) et par les CPA (IL1).

L'interleukine 2 active la différenciation et la prolifération des lymphocytes B, des TCD4 et TCD8.

Les lymphocytes TCD4 qui la produisent sont donc à la base de l'immunité adaptative.

Il est possible de découper le fonctionnement des LT4 en quatre étapes :

  • La sélection clonale : C'est la sélection du LT4 grâce à la reconnaissance du fragment antigénique présent sur une CPA.
  • L'amplification clonale : Les LT4 vont se multiplier par mitose.
  • La différenciation clonale : Les LT4 vont soit former des LT4 mémoire qui serviront si une nouvelle rencontre avec l'antigène se réalise, soit des LTh qui produiront de l'interleukine 2.
  • Une phase effectrice : Les LTh à l'aide de l'IL2 vont stimuler la multiplication des LB et des LT8.
B

Intervention des lymphocytes B

Les lymphocytes B sont activés par un contact avec l'antigène, ils n'ont pas besoin de CPA. Ce contact s'effectue grâce à un anticorps exprimé à la surface du lymphocyte.

Anticorps ou immunoglobuline

Un anticorps ou immunoglobuline est une protéine produite par les lymphocytes B qui reconnaît spécifiquement un antigène à l'aide de sa partie variable.

Un anticorps est formé de deux chaînes protéiques lourdes et de deux chaînes légères. On retrouve une zone hypervariable qui permet la reconnaissance de l'antigène et une zone constante qui est reconnue par les macrophages par exemple.

Structure d'un anticorps

Structure d'un anticorps

Un anticorps est spécifique d'un seul antigène, il s'y accroche par sa partie variable et forme des complexes immuns immobilisant l'agent infectieux, pour faciliter la phagocytose. Lors de cette fixation, il permet aussi l'inactivation du fonctionnement de l'antigène. Un LB porte toujours les mêmes anticorps.

Une fois activés, les LB se différencient en plasmocytes et en LB mémoire. Ils prolifèrent et se différencient sous l'influence de l'interleukine 2 sécrétée par les LTh.

Les plasmocytes sécrètent alors les anticorps spécifiques de l'antigène ayant déclenché la réponse.

Les anticorps sécrétés vont alors agir en formant des complexes anticorps-antigènes, ou complexes immuns, qui bloquent l'agent infectieux et facilitent son élimination par phagocytose.

Complexe immun

Un complexe immun est un assemblage d'agents pathogènes, maintenus entre eux par des anticorps fixés aux antigènes.

Un complexe immun
Un complexe immun

Comme pour les LT4, Il est possible de découper le fonctionnement des LB en quatre étapes :

  • La sélection clonale : C'est la sélection du LB, qui va reconnaître l'antigène grâce à la partie variable de ses anticorps. Cette reconnaissance est spécifique.
  • L'amplification clonale : Les LB vont se multiplier par mitose.
  • La différenciation clonale : Les LB vont former soit des LB mémoire qui serviront si une nouvelle rencontre avec l'antigène se réalise, soit des plasmocytes qui produiront l'anticorps spécifique de l'antigène qu'ils ont reconnus.
  • Une phase effectrice : Les anticorps des plasmocytes vont reconnaître l'antigène et former des complexes immuns.
C

Intervention des LT8 (LTCD8)

Les lymphocytes TCD8 sont activés par les CPA. Une fois activés, ils se multiplient par mitose et ensuite se différencient en LT cytotoxiques (LTc) ou en LT8 mémoire qui serviront si l'organisme rencontre à nouveau le même antigène.

Cette multiplication et cette différenciation sont sous le contrôle de l'interleukine 2 sécrétée par les LTh.

Les LTc sont capables de reconnaître les cellules infectées par les agents pathogènes grâce à leur récepteur T, puis les détruisent en libérant des cytotoxines (la perforine, par exemple) en induisant une cytolyse ou en libérant des médiateurs chimiques qui vont entraîner le suicide de la cellule ou apoptose.

Il est, là encore, possible de découper le fonctionnement des LT8 en quatre étapes :

  • La sélection clonale : C'est la sélection du LT8 grâce à la reconnaissance du fragment antigénique présent sur une CPA à l'aide du récepteur T du lymphocyte.
  • L'amplification clonale : Les LT8 vont se multiplier par mitose.
  • La différenciation clonale : Les LT8 vont soit former des LT8 mémoire qui serviront si une nouvelle rencontre avec l'antigène se réalise, soit des LT cytotoxiques qui permettront de détruire les cellules infectées.
  • Une phase effectrice : Les LT cytotoxiques vont reconnaître les cellules infectées et les détruire. Pour cela, les LTc se fixent sur les cellules à détruire avant de provoquer leur destruction. 

 

Il est à noter que c'est l'ensemble de la défense qui intervient dans la lutte contre un élément étranger :

  • La défense innée, qui permet d'intervenir rapidement, localement, et, par l'intervention de la phagocytose et des CPA, participe au déclenchement de la défense adaptative.

Un virus comme celui responsable de la grippe peut être détecté par des cellules assurant la surveillance du milieu intérieur.

  • La défense adaptative, avec ses deux grands composants, LB et anticorps d'un côté, LT et lutte contre les cellules infectées de l'autre. Les LB/plasmocytes interviennent pour neutraliser les antigènes par les anticorps et les LT8/LTc interviennent dans la destruction des cellules étrangères ou anormales (infectées par un virus, tumorales, etc.). Les LT4 régulent l'ensemble de cette réponse.

Dans le cas d'une infection grippale, des anticorps dirigés contre le virus sont présents (on parle alors de séropositivité pour ce virus), et des LTc spécifiques détruisent les cellules infectées par ce virus, bloquant sa prolifération.

  • L'ensemble est coordonné par les cytokines, et, tout particulièrement par les interleukines sécrétées par les LTa, issus des LT4, qui ont un rôle central dans l'ensemble de la défense.
  • Enfin, le système immunitaire n'est pas un système isolé dans l'organisme : il travaille en étroite collaboration avec le système nerveux et le système hormonal, avec lesquels les interactions sont nombreuses. Le tube digestif ou la peau, par l'intermédiaire du microbiote, participent également au bon fonctionnement de la défense immunitaire.
L'immunité adaptative

L'immunité adaptative

III

Le cas particulier du VIH

VIH

Le VIH est le virus de l'immunodéficience humaine qui est à l'origine du sida.

Le VIH se transmet par voie sexuelle ou sanguine. C'est un rétrovirus, à ARN.

Sida

Le sida est le syndrome de l'immunodéficience acquise. Il regroupe l'ensemble des symptômes liés au VIH lorsque la maladie est déclarée.

Le VIH, comme tous les virus, est un parasite intracellulaire dépendant, c'est-à-dire qu'il a besoin de la machinerie de la cellule qu'il infecte pour se répliquer.

Chaque virus infecte un type de cellule particulier. Le virus la reconnaît et s'y accroche en fonction des récepteurs que celle-ci exprime à sa surface.

Le VIH reconnaît les marqueurs membranaires CD4, il infecte donc les lymphocytes TCD4, à la base du fonctionnement du système immunitaire.

Le cycle du VIH

Le cycle du VIH

Le déroulement de l'infection par le VIH peut être résumé en quelques étapes importantes :

1. La contamination par le VIH se fait par le sang, les sécrétions sexuelles et le lait maternel.

2. La primo-infection dure 2 mois. La personne infectée est dans un état de pseudo-grippe qui peut passer inaperçue. La charge virale augmente fortement pour ensuite devenir faible et les anticorps anti-VIH sont présents et en augmentation durant quatre à six semaines.

3. La phase asymptomatique dure 2 à 10 ans. La charge virale et le taux d'anticorps sont stables. Les LT4 sont en baisse mais toujours supérieurs à 200 par mm3.

4. La phase symptomatique est la phase de sida déclaré, elle dure quelques années. La charge virale augmente, les LT4, les LT8 et les anticorps sont en baisse. Les défenses immunitaires s'effondrent et des maladies opportunistes apparaissent (tuberculose, toxoplasmose, etc.).

Le VIH s'attaque au système immunitaire adaptatif, surtout aux LT4 qui jouent un rôle de pivot dans la réponse immunitaire adaptative.

Il va détruire peu à peu les LT4 qui ne pourront produire d'IL2. L'interleukine 2 étant indispensable à la multiplication et à la différenciation des LB et des LT8, alors qu'une défense adaptative efficace devrait apparaître, l'organisme ne pourra mettre en route la réponse immunitaire adaptative et les maladies opportunistes feront leur apparition.

Il n'est en lui-même pas mortel, mais il permet à d'autres agents pathogènes, normalement éliminés par l'organisme, de proliférer.

Les décès causés par le VIH surviennent à cause des maladies opportunistes.

Maladie opportuniste

Une maladie opportuniste est une maladie normalement éliminée par le système immunitaire adaptatif, mais qui prolifère en cas d'infection par le VIH, lui-même s'attaquant à ce système.

IV

Mémoire immunitaire et vaccination

On constate lors d'une seconde infection par un même agent pathogène que la réponse immunitaire est beaucoup plus rapide, avec un taux plasmatique de lymphocytes qui augmente plus rapidement et plus fortement.

La rapidité de la seconde réponse s'explique par la mise en mémoire des cellules de la réponse immunitaire adaptative.

À chaque infection, une partie des lymphocytes B, TCD4 et TCD8 activés est mise en mémoire pour former la mémoire immunitaire. De la sorte, lors d'un second contact avec l'antigène, il n'y a pas nécessité de trouver les lymphocytes qui correspondront à l'antigène, ils existent en mémoire sous forme activée et peuvent proliférer dès le moindre contact avec l'antigène, et ainsi induire une réponse plus efficace et plus rapide.

Cette mémoire immunitaire, spécifique, est le fondement même de l'efficacité de la défense adaptative, lorsqu'un premier contact a déjà eu lieu avec un antigène.

Mémoire immunitaire

La mémoire immunitaire est l'ensemble des lymphocytes mis en mémoire par un individu suite aux différentes infections qu'il aura contractées.

Chaque infection contractée permet ainsi d'enrichir la mémoire immunitaire d'un individu. Elle est propre à chaque individu puisqu'elle dépend des infections avec lesquelles il aura été en contact.

La vaccination s'appuie sur la mémoire immunitaire :

  • On injecte un produit immunogène non pathogène couplé à un adjuvant.
  • L'adjuvant favorise le déclenchement de l'immunité innée.
  • L'immunité innée permet la formation des CPA.
  • Les CPA déclenchent l'immunité adaptative.
  • Des pools de lymphocytes sont mis en mémoire lors de la réponse primaire à l'antigène.
  • L'organisme, grâce à l'adjuvant et au produit immunogène, réagit comme s'il était en contact avec un agent pathogène vivant et actif.

Adjuvant

L'adjuvant sert à faciliter le déclenchement de la réaction immunitaire innée.

Le principe de la vaccination

Le principe de la vaccination

Attention à ne pas confondre vaccination et sérothérapie : cette dernière consiste à injecter, en urgence, des anticorps déjà fabriqués (par un animal, en laboratoire) afin de protéger un individu non vacciné mais atteint par une maladie infectieuse grave. Contrairement à la vaccination, la sérothérapie ne fait pas appel à la mémoire immunitaire, et elle est curative (elle soigne mais ne protège pas ensuite) et non préventive (contrairement au vaccin).

Un vaccin n'est cependant efficace dans une population que si la couverture vaccinale est large, c'est-à-dire si une très grande partie de la population est vaccinée. 

On se vaccine pour soi, mais aussi pour protéger les autres.