La Revue Du Praticien-Immunologie

8/11/2019 La Revue Du Praticien-Immunologie

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Immunologie

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est en fait complexe et compose de plusieurs chanesprotiques transmembranaires dont les chanes du CD3.Les molcules du complexe TCR/CD3 lasurface du lymphocyte T sont les lments cls de lareconnaissance spcifique de lantigne, de lactivationet des fonctions lymphocytaires. Cependant, ct de cecomplexe, il existe dautres molcules jouant un rledans la rponse fonctionnelle succdant la reconnais-sance antignique, ce sont les molcules accessoires. Ladcouverte progressive de ces diffrentes molcules pr-sentes la surface du lymphocyte T sest faite grce auxanticorps monoclonaux. Par leur proprit anticorps, cesoutils servent identifier les molcules la surface descellules, mais aussi peuvent servir de sondes pour ltu-de du rle de ces molcules. Initialement, lesmolcules de surface taient appeles par le nom delanticorps la reconnaissant. Cependant, plusieurs labo-ratoires pouvaient parler de la mme molcule, maisavoir isol des anticorps diffrents et leur avoir donndes noms diffrents. Cela rendait les changes difficiles.En 1980, une confrence internationale a homognisla nomenclature en crant les CD, en franais classe de

diffrenciation ou, en anglais, les clusters of differentiation.Ils portent un numro chronologique correspondantgrossirement lordre de leur dcouverte. Un mmenumro regroupe tous les anticorps reconnaissant unemme structure molculaire, quand bien mme lpitopereconnu est diffrent. Par extension, le nom de la molculeest le numro de la classe de diffrenciation, prcd dusigle CD. Cest ainsi que lon compte maintenant peuprs 200 classes de diffrenciation, dbordant dailleursle champ de limmunologie. Les anciennes terminologiesdoivent tre abandonnes, mais lon retrouve encoreparfois T3, T4 ou T8 pour CD3, CD4 ou CD8.

Cellules T et immunit cellulaire

Le lymphocyte T reconnat la fois le peptide anti-gnique et la molcule HLA (pour human leucocyteantigen) dans laquelle le peptide est enchss. Cettereconnaissance est rendue possible par la prsence sa

surface dune molcule particulire appele TCR (pourT cell receptor) ou rcepteur lantigne. Le TCR estune molcule variable lintrieur dun mme individu,mais tous les TCR dun mme lymphocyte sont identiques.La spcificit du systme immunitaire repose entirementsur la spcificit molculaire du TCR vis--vis du com-plexe HLA + peptide prsent la surface de la celluleprsentatrice de lantigne (APC). Ainsi, la variabilitdes antignes parmi lesquels nous voluons correspondune variabilit du TCR. Cette molcule nest prsentequ la surface du lymphocyte T, lexclusion de touteautre cellule de lorganisme. Cette entit membranaire

Cellules T et immunit cellulaireRcepteur T (structure, diversit, rpertoire)

Antignes de diffrenciation (CD4, CD8)ActivationCellules T auxiliaires et immunorgulationLymphokines (interfrons,TNF, IL1, IL2, IL4)et cytotoxicitConcept de dficit de limmunit cellulairePRJean-Franois MOREAU, DRJulie DECHANET-MERVILLE, DRJean-Luc TAUPINCNRS-UMR, 5540, groupe cytokines et transplantation, universit Bordeaux 2, 33076 Bordeaux Cedex.

Limmunit cellulaire dsigne la rponseimmunitaire transfrable par les seules cellulesde limmunit et dans notre cas par les seulslymphocytes T.

Elle nest que la traduction des diversesfonctions des lymphocytes T, ce qui inclut

par une action indirecte sur les lymphocytes Ble dveloppement de limmunit humoraledsignant la part de la rponse immunitairedue aux immunoglobulines.

Points Forts comprendre


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Rcepteur T

Structure du rcepteur T lantigne (TCR)

Tout a commenc par la production au dbut desannes 1980 danticorps capables de reconnatre desmolcules prsentes la surface de certains lympho-cytes T et qui pouvaient rpondre la dfinition demolcules spcifiques dun clone cellulaire. Ces anti-corps dnomms clonotypiques reconnaissaient unemolcule htrodimrique glycosyle dnomme alorschanes et . Aprs digestion protique et analyse desfragments obtenus, les molcules isoles de cloneslymphocytaires T ayant des spcificits diffrentes semontrrent particulirement polymorphes, suggrantune nature proche de celles des immunoglobulines. Puisdes approches de biologie molculaire isolrent lesgnes codant ces polypeptides dmontrant leur naturehtrogne. On connat maintenant 4 chanes quisassocient 2 2. Sur la majorit des lymphocytes T

(95%) il sagit de lhtrodimre /, et sur moins de5% dentre eux de lhtrodimre /. La preuve dfini-tive quil sagit bien l de la structure molculairedictant la spcificit immunologique des lymphocytes Test apporte par les expriences de transfection dacidedsoxyribonuclique (ADN) codant ces protines quiconfrent la cellule transfecte la spcificit anti-gnique.Toutes les chanes du TCR ont une structure primairesimilaire avec un segment V, ventuellement un segment Ddans le cas des chanes et seulement, un segment J etun segment constant C, ce qui les rend trs similairesaux immunoglobulines dans leur architecture. Le poidsmolculaire est denviron 40 000 pour chaque chane.Au niveau protique, la rgion constante pour leschanes est unique et il en existe aussi une unique maisdiffrente pour les chanes . Elle comporte une rgioncharnire avec une cystine permettant un pont disulfureentre les 2 chanes. Puis vient ensuite une rgion trans-membranaire hydrophobe contenant des acides aminschargs positivement permettant une interaction lectro-statique avec les portions intramembranaires des mol-cules composant le CD3 qui sont charges ngativement(voir: Pour approfondir). Le segment intracytoplas-mique est trs court et ne permet pas en lui-mme latransduction du signal.Dans la structure replie telle quelle se prsente dans

lespace, 4 rgions en boucle sont importantes considrer et se retrouvent voisines les unes des autresspatialement. Trois reprsentent les CDR (1, 2 et 3) oucomplementary determining regions. Ce sont ces 6boucles, 3 pour la chane et 3 pour la chane quientrent en contact avec le peptide antignique et lesberges du sillon de la molcule du complexe majeurdhistocompatibilit (CMH). La 4e boucle situe lex-trieur des 3 autres reprsente la zone dinteraction avecles superantignes. La portion variable de lhtrodimrese comporte donc dans lespace en gros comme unfragment F(ab) dimmunoglobuline.

Diversit du TCR et rpertoire

Pour simplifier le problme nous laisserons de ct lesgnes codant les chanes du TCR / qui sont organissde faon similaire ceux codant les chanes /. Lesgnes codant pour les chanes et du TCR sont orga-niss comme ceux codant les immunoglobulines. Si londfinit le lymphocyte T comme la cellule capable dereconnatre le peptide antignique, il exprime donc, pardfinition, un TCR/CD3 fonctionnel en surface. Or ceTCR, par essence, est variable puisque telle la cl dansla serrure, un TCR doit tre spcifique dun antigne par-ticulier. Il existe donc des caractristiques uniques desgnes codant ces molcules afin de crer cette diversitmolculaire au niveau du gnome des chords. En effet,cest le gnome cellulaire lui-mme qui est altr dansle sens de la diversit, faisant presque de chaque lym-phocyte T un lymphocyte T unique au niveau de sonTCR (tous les TCR dune mme cellule tant parfaite-ment identiques). Comme les capacits du systme sont

trs importantes pour gnrer cette diversit, il en rsulteque statistiquement presque tous les lymphocytes expri-ment en surface des TCR diffrents.

1. Diversit combinatoire

quelques diffrences prs lorganisation des gnescodant les chanes et du TCR est similaire et com-posite. Elle suit en cela lorganisation en domaines quenous avons dj dcrite au niveau de la protine. Ainsichaque domaine est cod par un gne propre qui chacun,mis les uns ct des autres lors dun processus gn-tique appel rarrangement, va donner le gne dfinitifcodant une des chanes du TCR. Lensemble des gnesV, J et C codant pour la chane sont sur le chromosome14, alors que ceux codant pour les segments V, D, J, et Cde la chane sont sur le chromosome 7.Le gne codant la rgion constante est soit unique(chanes ) soit double (chanes ) et il code la portionconstante extracytoplasmique de la molcule, unergion charnire prsentant le pont disulfure permettantlhtrodimrisation des 2 chanes, la rgion intramem-branaire, et la rgion intracytoplasmique.Il existe aussi des gnes J au nombre dune cinquantainede gnes diffrents codant la rgion J et une douzainepour la rgion J . Ils sont en gnral situs en amontdes gnes C. Puis il existe des gnes D. Ils codent pourquelques acides amins entre le domaine V et le

domaine J. Il en existe 2 et seulement pour la chane .Cependant ils peuvent tre rpts et mis lenvers lorsdu processus de rarrangement, ce qui augmenteconsidrablement la possibilit de diversification de laprotine finale. Les gnes V sont en gnral situs enamont des gnes J ou D quand ils existent, et sont aunombre dune cinquantaine pour le locus et pour lelocus . Un point important considrer est le fait quele locus est entirement compris entre les gnes J et lesgnes V codant la chane , ce qui fait que, comme nousallons le voir, lorsque le locus se rarrange, il y a obli-gatoirement excision et perte dfinitive du locus , ce qui

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au hasard un certain nombre de nuclotides de chaqueextrmit en prsence (V et J), puis en rajouter de nou-veaux dans des proportions diffrentes. Ce qui fait quela jonction entre les segments V et J est particulirementdiverse et due au seul hasard. Cest la diversit jonction-nelle.Lensemble des lymphocytes T dun individu peut ainsitre considr comme une collection de lymphocytespresque tous diffrents au niveau du TCR, et ayantchacun une capacit unique reconnatre un antignedonn, ce qui constitue le rpertoire dun individu.Il faut bien raliser que cest le gnome mme de lacellule quil sagit de modifier de faon alatoire maisdfinitive (ce qui est unique parmi les cellules soma-tiques), la rgulation de ces mcanismes tant heureu-sement puissante mais trs complexe. Cela nempchepas que des rates se produisent amenant destranslocations anormales et varies lorigine detumeurs du systme immunitaire. De la mme faon,lorsquil existe des altrations intrinsques de ces mca-

nismes comme dans certaines maladies congnitales,il y a un retentissement important de type dficits sur lesystme immunitaire avec des retombes carcinologiques.

Antigne de diffrenciationCD4 et CD8

Ce sont des glycoprotines exprimes en gnral defaon mutuellement exclusives sur 2 sous-populationsde lymphocytes T matures fonctionnellement diff-rentes. Ces molcules facilitent linteraction du lympho-cyte T avec la cellule prsentative de lantigne ou dansle cas de lymphocytes T cytotoxiques avec la cible lorsdun contact secondaire. En se liant aux ligands inva-riables que reprsentent les domaines invariants desmolcules du complexe majeur dhistocompatibilit surles cellules prsentatives de lantigne, elles augmententlavidit du lymphocyte T vis--vis des cellules prsen-tatives de lantigne en complmentant laffinit du TCRpour le CMH + peptide. CD4 et CD8 sont des molculesdiffrentes, mais qui ont des fonctions similaires. Lerapport entre les cellules CD4+/CD8+ est de 2 chez unindividu normal, mais les variations peuvent tre assezlarges.

CD4

Cest une glycoprotine transmembranaire, monom-rique, exprime par les lymphocytes T priphriques etles thymocytes. Chez lhomme, elle est faiblementexprime sur dautres cellules de lorganisme dont lesmonocytes/macrophages et les cellules dendritiques.Elle est compose de 4 domaines de type immuno-globuline pour la partie extracellulaire, une portiontransmembranaire, et une queue intracytoplasmique.Cette protine est code sur le chromosome 12.Cette molcule reconnat et se lie par ses 2 domainesdistaux avec la portion invariante proche de la membrane

fait que les lymphocytes T ayant rarrang les gnes ,ne peuvent exprimer lhtrodimre /.Les mcanismes de rarrangement du TCR sont iden-tiques ceux qui se produisent dans le lymphocyte Bpour la production des immunoglobulines. Ils sont sousle contrle de laccessibilit des rgions rarranger(actylation et dsactylation des histones des nuclo-somes) et sous le contrle transcriptionnel et la productiondes enzymes de recombinaison (recombinases RAG-1et 2) permettant le rarrangement ordonn. La gnrationdes lymphocytes T est particulirement complexe et nesera pas aborde ici. Elle a lieu uniquement danslenvironnement thymique T. Nous prendrons pourexemple le rarrangement du locus .Un lment V et un J vont tre choisis au hasard et mislun ct de lautre grce des squences nucloti-diques cibles et aux recombinases RAG-1 et 2 qui recon-naissent ces sites spcifiques sur lADN. La squencedADN comprise entre ces 2 sites maintenant proximi-t forme une boucle qui est alors excise. Ce qui donne

dune part un morceau dADN circulaire qui est ensuiteperdu, et le reste du gnome avec les 2 gnes V et Jlun ct de lautre.Puis un gne C va tre rattach au tout, pour donner ungne fonctionnel . Tout lADN qui existe entre lesgnes qui sont choisis est dfinitivement perdu.Cependant le lymphocyte peut rarranger plusieurs fois,tant quil y a des gnes V disponibles en amont et desgnes J disponibles en aval. En fait, jusqu obtenir uneprotine fonctionnelle, sans quoi, faute de recevoir dessignaux de la part de ce rcepteur, il meurt dans le thymus.La prsence dun TCR fonctionnel la membrane dulymphocyte commande donc la gnration de ces cel-lules. Un rarrangement fonctionnel dun chromosomeentrane linactivation du rarrangement de lautre, saufpour le locus . Cest lexclusion alllique qui existeaussi avec la recombinaison des gnes des immuno-globulines et qui permet quune cellule nexprimequune chane , mais ventuellement 2 chanes , cequi fait 2 TCR au plus la surface, avec 2 possibilits dereconnaissance diffrente potentielle. La loterie combi-natoire qui consiste choisir parmi un trs grandnombre de possibilits les diffrents segments requispour aboutir au gne fonctionnel constitue la variabilitcombinatoire.

2. Diversit jonctionnelle

Comme nous lavons mentionn au chapitre structure,les boucle protiques CDR1, 2 et 3 sont importantes carce sont elles qui contactent soit les bords du sillon pourles CDR1 et 2, soit le peptide antignique pour leCDR3. Si dans lespace ces 3 boucles sont les unes ct des autres, au niveau du gne et donc de la structureprimaire de la protine, il en va diffremment. Ainsi,cest le segment J et ventuellement D qui codent leCDR3, alors que les CDR1 et 2 sont cods sur laportion V. Or au moment de la mise cte cte dessegments J et V ou D-J et V et de leur soudure,il existe des mcanismes enzymatiques qui vont exciser

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des molcules du CMH de classe II, et spcifiquementavec le domaine 2 de la chane . Elle stabilise ainsilinteraction cellulaire entre lymphocyte T et cellulesprsentatrices de lantigne lors de lactivation. Cetteinteraction qui est indpendante du peptide est doncparticulirement importante lorsque laffinit du TCRpour le complexe MHC de classe II + peptide est natu-rellement faible. Dans ces cas, si lon rajoute auxcellules un anti-CD4, on abroge lactivation du lympho-cyte T car linteraction CD4/CMH est annule fautedatteindre le seuil daffinit ncessaire.Lactivation du lymphocyte T repose sur lactivation dekinases intracytoplasmiques en cascade, ce qui aboutit lactivation de facteurs de transcription rgulant lex-pression de certains gnes ou la rgulation du cyclecellulaire permettant ainsi la cellule, par exemple, soitde scrter des mdiateurs, soit dexprimer de nouvellesmolcules sa surface ou bien encore de se multiplierpour raliser lamplification clonale ncessaire la rac-tion immunitaire. Le CD4 est associ par son segment

intracytoplasmique lune de ces kinases qui, lors-quelles sont actives, permettent lactivation cellulaire(p56lck). Lors du rapprochement entre le lymphocyte Tet la cellule prsentatrice de lantigne, le complexeTCR/CD3 se retrouve gographiquement associ auCD4 ou au CD8 sur la surface cellulaire, si bien quesous la membrane les kinases sont, elles aussi, regrou-pes dans un mme lieu et peuvent donc interagir pourinitier les premires phases de lactivation cellulaire.Enfin le CD4 est la molcule sur laquelle se fixe lagp120 du virus de limmunodficience humaine, permet-tant ainsi la pntration de la capside virale lintrieurdes cellules CD4+ aprs fusion de lenveloppe et de lamembrane de la cellule cible.

CD8

Il sagit toujours dun dimre, mais qui peut trevariable dans sa composition car il existe 2 chanesprotiques distinctes, et . Sur les lymphocytes T pri-phriques portant un TCR de type /, cest lhtrodimreCD8/ qui est prsent. Les 2 chanes sont lies par unpont disulfure. Par contre sur les lymphocytes T portantun TCR /, cest un homodimre CD8 / qui estretrouv. Cest aussi le cas pour les thymocytes et lescellules natural killer CD8+. La chane nest jamaisexprime seule. Lors dun phnotypage des lymphocytes T,

on emploie gnralement un anticorps reconnaissantexclusivement la chane . En pratique donc, la notionde CD8 quivaut la chane . lexception du virus de limmunodficience humaine(VIH), ce sont exactement les mmes fonctions que pourle CD4, sauf que dans ce cas, la chane CD8 se lie laportion invariante de la chane lourde des MHC de classe I,cest--dire au domaine 3 proximal la membrane. Il estbien clair que, comme dans le cas du CD4, le complexeTCR + CD3 et le CD8 se lient au mme complexe MHC +peptide. En ce qui concerne lactivation cellulaire,lhtrodimre CD8 est plus efficace que lhomodimre.

Molcules de costimulation ou coactivation

Ce sont des molcules fondamentales pour une pleine etcomplte activation du lymphocyte T par le TCR, etdonc lantigne. Elles vont : abaisser le seuil de stimula-tion de la cellule par le peptide antignique, permettre laprolifration clonale, inhiber des phnomnes de rgulationngative, permettre la diffrenciation du lymphocyte T.Leur prsence et leurs fonctions permettent dexpliquerla tolrance priphrique. En effet, si pour une quelconqueraison, suite une mise en jeu du TCR, les signaux decostimulation ne laccompagnent pas, le lymphocyte T,au lieu de sactiver, est paralys, il devient inactif. Onparle alors danergie. Le lymphocyte T se doit doncdinteragir avec les bonnes cellules prsentatrices delantigne, cest--dire les cellules exprimant les ligandsdes rcepteurs des signaux de costimulation prsents sursa membrane, pour linitiation dune rponse immunitaireactive. En pratique, ce sont les cellules dendritiqueset leurs drivs, les monocytes/macrophages et leurs

drivs, les lymphocytes B, qui vont remplir ce rle.Le nombre de ces molcules coactivatrices est grand,mais quelques-unes sont essentielles connatre (voir:Pour approfondir 2).

Activation

Laffinit avec laquelle le TCR / peut reconnatre unpeptide antignique li un MHC est faible, de lordrede 100 1 000 fois plus faible que celle dun anticorpspour un antigne. Dautre part le CMH + peptide ne secomporte pas comme un aimant vis--vis du TCR. Maiscette interaction est la dernire phase molculaire dunenchanement dtapes complexes comprenant le rap-prochement du lymphocyte T de la cellule prsentatricede lantigne via les molcules dadhsion, la crationdune interface membranaire entre les 2 cellulesimpliquant une rorganisation molculaire importantedes 2 membranes en contact aboutissant ce quelon appelle maintenant la synapse immunologiquepar analogie au systme nerveux. Au cours de cesprocessus, les TCR dune cellule vont migrer et seconcentrer au site de contact entre les 2 cellules, permet-tant ainsi, en dpit de laffinit intrinsque faible etgrce la loi daction de masse, une interaction possibleavec les CMH + peptides qui en font de mme sur la

cellule prsentatrice de lantigne. Cette interaction estlabile avec des caractristiques dassociation et dedissociation variables dun TCR lautre aboutissant,tant que la synapse existe, une sorte de palpation dusillon du CMH et du peptide antignique par les 2 CDR 1,les 2 CDR2, et les 2 CDR3 du TCR. Ce sont les caract-ristiques subtiles de cette interaction qui permettentlinitiation de la cascade dvnements biochimiques lorigine de lactivation cellulaire. Les caractristiquesdinteraction ne sont pas que le rsultat du TCR inter-agissant avec le CMH + peptide. Dautres molcules par-ticipent cette synapse dont le CD4 ou le CD8 comme




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branaires ou de flux calciques intracellulaires ou delextrieur vers lintrieur du cytoplasme travers descanaux calciques membranaires. Des composs chimiquessont capables de mimer ces effets et aboutissent aussi lactivation cellulaire en court-circuitant la phase dereconnaissance antignique. Ces composs ont t etrestent trs utiles pour dissquer les vnements biochi-miques lorigine de lactivation. Ce sont, par exemple,les ionophores calciques qui provoquent une augmenta-tion de la concentration intracellulaire de calcium (voir :Pour approfondir 3, 4).

Diffrenciation lymphocytaire T

Jusqu prsent nous avons considr lactivation delymphocytes T matures, mais la naissance de cette cellulepasse aussi par de nombreuses tapes o les phno-mnes dactivation cellulaire ou bien leur absence sontdterminants.

Les cellules prcurseurs du lymphocyte T sont encoremystrieuses, mais on sait quelles prennent naissancecomme les autres cellules lymphodes dans le foie ftalpuis la moelle osseuse. Ces cellules nexpriment pas deTCR et les gnes les codant sont dans un tat viergecomme on peut le constater dans nimporte quelle autrecellule de lorganisme. On appelle cet tat ltat germinal.Elles sont donc au sens immunologique non fonction-nelles. Produites dans la moelle osseuse, elles vontmigrer dans le thymus soit pour la premire fois aucours de la vie ftale, soit ensuite lors de lenfance puisde la vie adulte. Lactivit thymique diminue progres-sivement au cours de la vie sans jamais vraimentsteindre. Sous linfluence de cytokines produites danslenvironnement thymique comme linterleukine 7 (IL7),ces cellules, dont les gnes codant le TCR sont ltatgerminal, vont prolifrer. ce stade, elles ne sont pasencore commises dans le lignage T, et peuvent engen-drer des cellules NK, des lymphocytes B ou des lym-phocytes T. Puis dans une tape ultrieure, les rarran-gements des gnes codant les chanes ,, et du TCRcommencent tre dtects. De mme dtecte-t-on laprsence de certaines sous-units du CD3. Cest le pointde non-retour pour la diffrenciation lymphocytaire T etlarrt de leur prolifration. Certaines de ces cellulesvont pouvoir rarranger correctement leurs locus et pour produire un TCR / fonctionnel, tandis que

dautres ne vont rarranger correctement quun gne et donc exprimer leur membrane la chane du TCRqui, associe avec une chane non variable de type appele pr-TCR ou pT ainsi qu certaines sous-units du CD3, va constituer un pr-TCR . La majoritdes cellules ne vont pas pouvoir rarranger correctementleurs gnes codant le TCR et vont mourir au cours de ceprocessus. Pour les survivantes / leur maturation esttermine. Pour les survivantes prsentant un pr-TCR detype /, les rarrangements sur le locus sont terminset tandis quelles se mettent exprimer le CD4 et leCD8 (doubles positives), le locus commence ses rar-

nous allons le voir et ainsi se cre un systme amplifica-teur des faibles diffrences daffinit intrinsques duTCR vis--vis du CMH + peptide. La subtilit de cetteinteraction explique aussi les multiples possibilits quiexistent pour sa modulation, que ce soit avec des pep-tides antagonistes ou en empchant la constitution de lasynapse en agissant sur les molcules dadhsion.Certaines molcules, appeles super antignes, gnra-lement des protines bactriennes ou virales (toxines destreptocoques ou staphylocoques) ont la proprit dereconnatre la fois un segment V particulier (indpen-damment du CDR1, 2 ou 3) et des molcules HLA declasse II ralisant ainsi un pont antigne-indpendantentre les lymphocytes T prsentant ce V particulier etles cellules prsentatrices de lantigne. Il en rsultequun nombre important de lymphocytes T (tous ceuxutilisant le mme segment V) vont tre activs de faonsimultane pour aboutir entre autres la libration mas-sive de cytokines lorigine de ltat de choc observchez le patient.

Lactivation est le corollaire du contact antignique,mais in vitro le peptide antignique et la molcule CMHle portant ne sont pas toujours disponibles. Mme si celatait, cela ne concernerait quun nombre infime delymphocytes T pris dans le sang priphrique, ce quirend de toute faon ltude impossible. Cest pourquoi,les modles dactivation in vitro reposent sur lactiva-tion massive des lymphocytes T, indpendamment delantigne. Ils doivent donc concerner au minimum leTCR ou le CD3.Les lectines sont une classe de protines qui ont la pro-prit de reconnatre relativement spcifiquement dessucres et de les lier. Comme la majorit des protinesmembranaires sont glycosyles, elles vont pouvoir trereconnues par ces lectines. Cest le cas de la phytohma-glutinine ou PHA extraite dun haricot, Phaseolus vul-garis. Cest la lectine la plus employe pour tudierlactivation des lymphocytes T humains. Elle peut se fixersur le TCR, les protines du CD3, et dautres molcules.Comme la PHA est ttravalente, elle va pouvoir ponterles molcules reconnues la surface du lymphocyte,ainsi activer les lymphocytes T indpendamment delantigne et donc remplacer la cellule prsentatricede lantigne. Il existe toute une liste de lectinesdorigine vgtale capables dactiver les lymphocytespar ce mcanisme.Les anticorps monoclonaux, spcifiques soit du TCR ou

des chanes du CD3, peuvent aussi activer les lympho-cytes T indpendamment de lantigne. Par contre,comme il sagit le plus souvent dIgG, ils ne seront quedivalents, ce qui limite leur pouvoir de mobilisationdun grand nombre de molcules membranaires et ainsileur effet activateur. Cest pourquoi ils sont peu efficacesen solution mais beaucoup plus lorsquils sont fixs soitsur une cellule, soit sur une phase solide comme desbilles de polystyrne par exemple.Lactivation du lymphocyte T saccompagne de modifi-cations biochimiques du contenu cellulaire, dont lappa-rition de produits de clivage des phospholipides mem-

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rangements. Cela saccompagne nouveau dune proli-fration. Puis ces thymocytes du stade doubles positifsvont successivement : rarranger leur locus jusqu lamort ou exprimer un dimre / fonctionnel, puis subirla slection positive consistant ne slectionner que lescellules ayant une certaine affinit pour le CMH, puischoisir leur destin en devenant soit CD4 soit CD8, pourenfin subir la slection ngative qui ne garde que les cel-lules portant un TCR incapable de sactiver au contactdun CMH autologue, avant de sortir du thymus par lesvaisseaux sanguins qui irriguent la jonction cortico-mdul-laire.La stringence importante de ce processus complexe faitque plus de 95 % des cellules du dpart sont dtruitesavant dtre libres dans la circulation. Cest un processuslong de lordre dun mois, incompltement connu etgographiquement organis. Les thymocytes doublespositifs sont localiss dans le cortex thymique en troitcontact avec les cellules pithliales thymiques. Lamdullaire thymique ne contient que des cellules CD4

ou CD8. On voit ainsi que : les mcanismes du rarrangement qui gnrent lesTCR dans le thymus ne sont le fait que du hasard etsont identiques chez tout un chacun quel que soit sonCMH;

mais ce rpertoire est ensuite affin en fonction de2 critres fondamentaux, qui sont : la ncessit absoluepour le TCR de reconnatre la fois le peptide anti-gnique et les berges du sillon de la molcule de CMHqui le porte, cest le but de la slection positive, lancessit absolue dliminer les TCR trs autoractifspouvant causer la destruction de lhte qui le porte,cest le but de la slection ngative.

Il faut alors noter que cest le CMH propre chaqueindividu qui modle le rpertoire primitif, ce rpertoireest en cela propre chaque individu comme le sont seshaplotypes CMH. Cest le rpertoire pass au crible deces filtres qui va rester et constituer le systme immuni-taire de lindividu.Aprs activation, les lymphocytes T vont subir des pro-cessus divers de diffrenciation consistant en la trans-cription de certains gnes pour aboutir exercer leursfonctions cellulaires qui peuvent se subdiviser schmati-quement en 2 grandes catgories recoupant exactementles anciennes dnominations de la rponse immunitaire mdiation cellulaire que sont lhypersensibilit retardeet la rponse cytolytique.

Lymphocytes T auxiliaires

Ils concernent principalement les lymphocytes T portantle marqueur CD4 et sont responsables de lhypersensibilitretarde. Ces lymphocytes auxiliaires (helper) exercentleurs fonctions rgulatrices de la rponse immunitairecellulaire et humorale par le biais de molcules de surfacecomme le CD40-ligand ou le Fas-ligand mais aussi etsurtout par des mdiateurs solubles de nature glycopro-tiques appels cytokines. Les cytokines ne sont pas

produites que par les seuls lymphocytes T, et reprsententun systme gnral de rgulation des diffrentes cellulesconstitutives dun groupe cellulaire ou de plusieursgroupes cellulaires entre eux, comme le font les hor-mones dans le systme endocrinien. Le nombre descytokines connues est de plusieurs centaines lheureactuelle et ne cesse de grandir. Ces modulateurs repr-sentent des cibles thrapeutiques de choix en santhumaine, et les quivalents recombinants de certaines(interfron par exemple) sont dj utiliss en thrapeu-tique.En ce qui concerne le lymphocyte T, il a t montr,dabord chez la souris, que cette production de cyto-kines pouvait tre un systme didentification phnoty-pique. Ainsi, il a t identifi au moins 2 classes delymphocytes T sur leurs capacits produire certainescytokines et pas dautres et ainsi influencer de faondiffrentielle la rponse immune. Cest la dichotomie Thelper 1 (Th1)/T helper2 (Th2). Cest lquilibre entreces 2 ples de la raction immunitaire qui va finalement

faire basculer la rponse du ct cellulaire ou plutthumoral (tableau).



Cytokines LymphocytesCD4+ Th1

LymphocytesCD4+ Th2

Interleukine 2 + + 0(IL2)

Interfron + + 0(IFN)

Interleukine 4 0 + +(IL4)

quilibre Th1/Th2

TABLEAU

Interleukine 2 (IL2)

Cest une glycoprotine de 20 000 de poids molculaireenviron qui est produite par les lymphocytes T activsseulement. Cest le facteur de prolifration de ces

mmes lymphocytes T activs (para- et autocrinie).Cest un facteur action locale, il nest pas prsent dansla circulation ou de toute faon sa demi-vie est trsbrve (lorsquon linjecte des fins thrapeutiques parexemple). Lactivation lymphocytaire T induit aussilexpression du rcepteur de haute affinit pour cettemolcule, ce qui permet aprs fixation de lIL2 surcelui-ci la prolifration et donc lamplification desclones ractifs sans laquelle il ny a pas de rponse pos-sible. Or, lexpression de ce rcepteur est transitoire lasurface du lymphocyte permettant une rgulation fine delamplification clonale. LIL2 apparat donc comme un


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viral et antiprolifratif, mais il possde un rcepteur tota-lement diffrent des autres IFN et des actions spcifiquesdimmunorgulation. Ainsi, cest un activateur puissantdes monocytes/macrophages leur permettant par exemplede dtruire les bactries endocytes. Il augmente lex-pression des HLA de classe I et de classe II, augmentantainsi les capacits de prsentation antignique au lym-phocyte T et donc lefficacit de la raction immune. Ilpermet la diffrenciation des lymphocytes cytolytiques.Enfin, il permet la commutation isotypique vers certainessous-classes dIgG. Il inhibe la production dIL4, et ladiffrenciation des lymphocytes T en Th2, influenantainsi le cours de la rponse immune vers une rponse detype cellulaire. La rsultante de ces actions est une pro-motion de la rponse cellulaire et inflammatoire ainsiquune suppression des ractions allergiques (switch desIg vers les IgG plutt que vers les IgE).

Interleukine 4 (IL4)

Cest la cytokine de rgulation des ractions allergiques.Elle est ncessaire la production des IgE et permet leswitch des chanes lourdes dIg vers cet isotype. Undsquilibre de production en faveur de cette cytokine,au cours dune rponse immune, serait responsable dudveloppement des allergies. Elle inhibe lactivation desmacrophages en interfrant avec lIL1 qui est une cyto-kine scrte par les cellules de limmunit naturellequi, elle, est activatrice de linflammation. Cest doncune cytokine anti-inflammatoire. Cest un facteur decroissance pour les mastocytes. Elle est ncessaire larponse antiparasitaire. Elle agit positivement sur ledveloppement des cellules Th2 et bloque lclosiondune rponse de type TH1.

TNF ou facteur de ncrose tumorale(tumor necrosis factor)

Il est produit par les cellules de limmunit naturellecomme les macrophages mais aussi par le lymphocyte Taprs activation. Cest le principal mdiateur de larponse de lhte aux bactries gram-ngatives. Leslipopolysaccharides (LPS) prsents la surface de laparoi des bactries gram-ngatives stimulent les fonc-tions des phagocytes mononucls, et il est reconnu quela scrtion de TNF est lun des principaux mdiateursde cet effet. La source majeure de TNF sera donc les

phagocytes mononucls actives. Cest un lien impor-tant entre les rponses immunitaires spcifiques et lesractions inflammatoires. Il prsente des actions anti-tumorale, antivirale et antiparasitaire. Il agit par linter-mdiaire dun rcepteur dont les effets sur la cellule sontaussi linduction de lapoptose. Le rsultat de son actionest un effet pro-inflammatoire important dont les effetsdltres in vivo peuvent tre combattus soit par lescorticodes, soit par des moyens spcifiques comme lercepteur soluble recombinant qui, en captant le TNFsoluble, empche sa liaison avec les rcepteurs membra-naires et lactivation cellulaire qui sensuit.

important paramtre de la rponse T dpendante. Cesystme IL2-IL2 rcepteur permet une modulation th-rapeutique de la rponse immune, soit en plus dans lecas des tumeurs (lymphokine activated killers ou tumorinfiltrating lymphocytes), soit en moins dans le cas desgreffes dorganes allogniques (anticorps anti-rcepteurIL2 pour contrler la rponse immune et donc prvenirles rejets). Le rcepteur est un complexe multimolculaire.Llment le plus inductible par lantigne est la chane ou p55 (55 000 de PM) encore appel CD25. Ce CD25est quasi absent des cellules au repos et isol ne prsentequune faible affinit pour lIL2, en revanche une fois lacellule active par lantigne son expression est consid-rablement augmente. Une seconde molcule, lachane ou p75 est, elle, exprime en quantit plusimportante que le CD25 par les lymphocytes T au reposet son expression est augmente aprs activation. Isole,elle prsente une affinit moyenne pour lIL2. Un3e composant, appel chane est incapable de lier seullIL2 et na donc aucune affinit intrinsque pour ce

ligand. Comme la chane , son expression membranaireest lgrement augmente aprs activation. Il participe la structure du rcepteur en complmentant les 2 autrespour donner un rcepteur de trs haute affinit capablede transduire un signal lintrieur de la cellule. Il rendles cellules sensibles de trs faibles quantits dIL2. Laprsence de ce rcepteur de haute affinit la surface dulymphocyte T activ est donc rgule par lintense sur-expression temporaire de la chane . Linduction de lachane se fait en quelques heures, mais diminue dj 48 haprs la stimulation. Ce systme permet lamplificationrapide des cellules T spcifiques de lantigne et le retourau repos de ces mmes cellules aprs disparition de lanti-gne puisque linduction de la chane est conscutive la liaison du ligand antignique. Certains dficitsimmunitaires combins svres affectant les lympho-cytes T et B et lis au chromosome X, sont dus labsencetotale ou fonctionnelle de la chane du rcepteur lIL2 qui est commune dautres rcepteurs pourdautres cytokines (IL4, IL13, IL7 et IL9) et dont le gnese trouve sur le chromosome X.

Interfron (IFN )

Il existe 2 types dinterfrons sur la base de leurs effetsbiologiques. Le 1er type comporte 2 groupes diffrents :lun,, comprend une vingtaine de gnes diffrents,

lautre,, nest cod que par un gne. LIFN et lIFN ont des effets biologiques similaires, ce qui sexpliquepar le fait quils interagissent avec le mme rcepteur la surface des cellules. Ils sont produits par nimportequelle cellule de lorganisme et linducteur le plus puis-sant en est linfection virale dune cellule. Cette propritles fait utiliser en thrapeutique anti-infectieuse. Lesecond type est reprsent par lIFN , qui nous retiendraici. Comme lIL2, cest un produit des cellules T CD4+actives, mais aussi des CD8+ et des cellules non-Tnatural killer. Comme son nom lindique, il a des actionssimilaires celles des IFN et , comme le pouvoir anti-

Immunologie



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Interleukine1 (IL1)

Comme pour le TNF, la source majeure en est le macro-phage activ, mais il est aussi produit par les cellulesendothliales, les astrocytes, et les kratinocytes. Il estsynthtis sous forme dun prcurseur inactif dans lacellule. Une protase spcifique clive la molcule en2 fragments dans le cytoplasme dont lun seulement serascrt et actif. Il existe 2 formes ( et ) se fixant surun mme rcepteur. Il joue un rle essentiel dans laraction inflammatoire et dans linduction des rponsesimmunitaires spcifiques. Quand il est produit en grandequantit, il passe dans le sang et agit distance. Cestainsi quil augmente la temprature centrale par actiondirecte sur lhypothalamus, quil augmente la produc-tion des protines de la phase aigu de linflammationpar action sur les hpatocytes, ce qui se traduit par uneaugmentation de la vitesse de sdimentation sanguine,quil induit une cachexie. Comme le TNF, cest un puis-sant inducteur inflammatoire notamment en induisant la

scrtion dautres cytokines par les cellules de limmunit.

Cytotoxicit mdiation cellulaireElle concerne principalement les lymphocytes T portantle marqueur CD8 qui sont responsables de limmunit mdiation cellulaire antivirale. Ces cellules sont en effetcapables de lyser des cellules infectes par un virus.Mais ces lymphocytes tueurs sont impliqus dans lerejet de greffe, les maladies auto-immunes et peuventprsenter une activit antitumorale. Ils reconnaissent despeptides trangers drivs de protines intracellulaireset associs aux molcules HLA de classe I. Laprfrence quont les cellules CD8+ reconnatre despeptides prsents par les antignes de classe I reposesur la liaison directe que la molcule CD8 peut avoiravec ces classes I.Les lymphocytes T CD8+ qui sortent du thymus ne sontpas dous de ce pouvoir cytolytique, mme sils expri-ment un TCR fonctionnel et peuvent reconnatre un anti-gne. Par exemple dans le cas dune greffe, trs peu delymphocytes T cytoxiques (CTL) spcifiques de lallo-greffe sont dtects dans le sang du receveur avant lagreffe. En revanche, si les lymphocytes T sont pralable-ment cultivs pendant 7 10 jours, avec les leucocytesdu donneur (culture mixte lymphocytaire), des CTL sp-cifiques du donneur sont facilement mis en

vidence dans ces cultures. Il en va de mme pour descellules infectes par des virus. Ces cellules ont subi unprocessus de diffrenciation lors de la phase de culture.Cette diffrenciation ncessite 2 types de signaux pourse raliser. Lun est la reconnaissance spcifique delantigne, lautre est la prsence de cytokines; bien quelon ne connaisse pas exactement les cytokines indis-pensables, lIL2, lIFN sont connus pour influencer cephnomne au moins in vitro. Elles sont produites parles CD4+ ou bien par ces mmes CD8+ (autocrinie).La fonction essentielle des lymphocytes T cytotoxiquesest de lyser une cellule cible. En fait ltape de diffren-

ciation dont nous venons de parler est la priode de miseen place de la machinerie ncessaire pour accomplircette fonction. Ainsi, il apparat dans le cytoplasme, prsde la membrane, des granules contenant des protinescapables de perforer la membrane des cellules cibles(perforine), des enzymes de type srine estrases, desprotoglycanes. La lyse est antigne spcifique et estrestreinte par le complexe majeur dhistocompatibilit.Seules les cibles exprimant le mme HLA de classe I etle mme peptide antignique associ que les cellules quiont permis la diffrenciation des pr-CTL peuvent trereconnues. Un contact entre les 2 cellules (tueuse etcible) est indispensable pour obtenir une lyse. Les CTLeux-mmes sont rsistants ce type de lyse et ne sauto-dtruisent pas. Un CTL peut tuer squentiellement plu-sieurs cibles.Il existe 4 tapes distinctes menant la mort dunecellule cible. La premire consiste en la reconnaissanceet la formation dun conjugu entre les 2 cellules. LeCTL se lie la cellule cible par son rcepteur lantigne

(TCR) spcifique de celui-ci, mais aussi par dautresmolcules via une liaison non spcifique (CD2/LFA3,CD8/HLA classe I, LFA-1/ICAM-1). Ces systmes detype fermeture glissire, bien que non spcifiques, sontimportants considrer car ils permettent le rapproche-ment transitoire et non spcifique de 2 cellules.Puis la liaison de plusieurs TCR sur le lymphocyte avecplusieurs HLA + peptide viral sur la cellule cible permetune activation du CTL qui ne peut tre quantignespcifique. Ce phnomne est donc exactement super-posable lactivation des CD4 + helper qui mne laproduction de cytokines. Ici il va mener la dlivrancedu message lytique la cellule cible constituant la3e tape. Deux types de mcanismes lytiques existent.Premirement, les CTL scrtent dans lespace intercel-lulaire le contenu de leurs granules dont nous avons djparl plus haut. La perforine, monomrique et inoffensiveen tant que telle, va se polymriser au contact de la hauteconcentration extracellulaire de calcium dans la mem-brane de la cellule cible et y crer un canal permableaux ions. Lorsquun nombre suffisant de ces pores exis-te, la cellule ne peut plus rguler ses changes ioniques,elle gonfle et se lyse. Cest la ncrose cellulaire. Cemcanisme de mort cellulaire est analogue celui infli-g par le complment. Les autres composants des gra-nules ou bien protgent la cellule tueuse dune lyse (pro-toglycanes) ou bien sont aussi dltres pour la cellule

cible (srine estrases = granzymes). Dans le deuximetype, le mcanisme fait intervenir une fragmentation delADN de la cellule cible. Il y a activation des enzymesintracellulaires responsables de ce phnomne par lamise en jeu de rcepteurs membranaires particulierscomme lantigne FAS ou CD95 prsents la surface dela cellule cible ou bien du systme TNF/TNF rcepteur.Ce mcanisme est totalementindpendant de lexocytose des granules. LorsquelADN est fragment le noyau se fragmente aussi, lamembrane bourgeonne, et la cellule entire se rduit quelques globules. Cest lapoptose.




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virus de limmunodficience humaine de type 1 est laplus connue. Les phnotypes des dficits immunitairessont assez polymorphes refltant la complexit des ph-nomnes molculaires en cause et leur volution selonlge. Les mcanismes dficients ne sont pas toujoursproprement immunologiques, mais peuvent tre plusgnraux comme par exemple certaines maladies mta-boliques congnitales saccompagnant de manifestationsimmunologiques. Cependant, quelle quen soit la cause,la symptomatologie tourne toujours autour des manifes-tations infectieuses inhabituelles par leur ampleur, leurrptition ou leur persistance, alors que lon constatehabituellement une absence de ganglions lymphatiquesou de splnomgalie. Des tats dauto-immunit, desentropathies, des anomalies hpatiques, des retards decroissance peuvent aussi tre prsents ou donner lalerte.Dautres malformations peuvent aussi tre prsentes etvocatrices tout en tant plus videntes lexamen cli-nique direct. un ge plus avanc ce sont des tatstumoraux qui peuvent se manifester. La numration for-

mule montrera les altrations numriques commandantlanalyse des marqueurs membranaires lymphocytaires,le dosage des immunoglobulines sriques. Un diagnosticprcoce est essentiel et permet de diriger le patient versles centres spcialiss pour une greffe de moelle osseuse oule traitement de la cause infectieuse. Ce sont des maladiesextrmement graves mettant rapidement le pronostic vitalen jeu, dautant que les vaccinations avec des virus attnusou le BCG (bacille bili de Calmette et Gurin) peuventtre des modes de rvlation de ces tats.

Ces 2 mcanismes peuvent coexister et sont complmen-taires. En ce qui concerne limmunit mdiation cellu-laire antivirale, ils nont pas les mmes implications. Oncomprend aisment que le second mcanisme est mieuxadapt la dfense antivirale, car dans ce cas lADNviral est lui aussi dtruit et il y a un confinement desproduits viraux assez long, vitant leur dissminationdans lenvironnement extracellulaire. Par le mme tru-chement, le premier est inflammatoire car il y a librationassez rapide denzymes dans le milieu extracellulaire,donc destruction locale. Enfin dans une ultime tape,une fois le mcanisme lytique commenc, le CTL sespare physiquement de sa cible, qui va lentement mourir(1 2 h), alors quil est capable de recommencer plusieursautres cycles lytiques de ce type qui durent peu prsune dizaine de minutes. Dans limmunit mdiationcellulaire antivirale les CTL agissent 2 niveaux.Premirement par destruction des cellules infectes, cequi rduit la diffusion du virus, et deuximement par lascrtion dinterfron notamment qui active les macro-

phages, stimule la production danticorps neutralisants(IgG) linfectivit du virus, et rend les cellules rsistantes linfection virale.

Concept de dficit de limmunitcellulaireDe toutes les notions voques prcdemment, il rsulteque limmunit mdiation cellulaire repose sur undifice molculaire particulirement complexe etfinement rgul. Il va de soi que si lun des maillons dela chane des signaux gnrs au cours de la mise enplace de la raction est soit absent, soit incapable deremplir sa fonction, cest lensemble du processus

auquel il participe qui est en pril, nous parlerons alorsde dficit immunitaire et dans le cas qui nous occupe dedficit de limmunit cellulaire. Ces processus et leursvoies de rgulation sont en gnral trs redondants, cequi fait que laltration de lun na pas ncessairement derpercussion tangible. Cette constatation amne conclureque dune certaine faon les situations de dficits immuni-taires sont un continuum pouvant se situer nimportequel point entre la normalit objective (existe-t-elle ?) etla dficience totale et vidente, ce qui fait souvent parlerde susceptibilit. Dans un certain nombre de cas unesusceptibilit exacerbe dun individu un type dinfec-tion par exemple nest peut-tre que la traduction de laprsence dun gne lgrement altr dont le produit

prsente quand mme un reliquat fonctionnel.Compte tenu des liens troits qui existent entre lesimmunits humorale et cellulaire, un dficit massif de laseconde entrane indirectement le dficit svre de lapremire. Nous parlerons alors de dficits combins. Lenombre de cibles molculaires possibles pouvant trealtres tant trs important, seuls un certain nombre dedficits sont aujourdhui caractriss au niveau molcu-laire. Mais il ne faut pas penser uniquement aux dficitsimmunitaires cellulaires comme le rsultat danomaliesgntiques congnitales. Il existe aussi des causesacquises notamment infectieuses dont linfection par le

Immunologie


Aprs activation, les lymphocytes T vontsubir des processus divers de diffrenciationconsistant en la transcription de certains gnespour aboutir exercer leurs fonctions cellulairesrgulatrices de la rponse immunitaire cellulaireet humorale par le biais non seulementde molcules de surface, mais aussi de mdiateurssolubles de nature glycoprotiques appelscytokines: IL2, IFN, IL4, TNF , IL1.

La cytotoxicit mdiation cellulaire est lunede ces fonctions et concerne plutt les lymphocytesT portant le marqueur CD8. Ces cellules sontcapables de lyser des cellules infectes par unvirus soit par apoptose, soit par ncrose de lacellule cible. Mais ces lymphocytes tueurs sontimpliqus dans le rejet de greffe, les maladiesauto-immunes et peuvent prsenter une activitantitumorale. Ils reconnaissent des peptidestrangers drivs de protines intracellulaireset associs aux molcules HLA de classe I.

Les cytokines quant elles sont pluttproduites par les lymphocytes T portantle marqueur CD4 que lon appelle aussiauxiliaires. Ils reconnaissent plutt des peptidesantigniques drivs de protines exogneset prsents par les molcules HLA de classe II.

Points Forts retenir


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1 / Structure du CD3

Laddition dun anti-TCR une solution de protines membranaires

du lymphocyte T permet de purifier non seulement les 2 chanes du

TCR, mais aussi 4 autres chanes diffrentes qui leurs sont associeset qui reprsentent le complexe CD3. Il y a la chane (PM = 20 000),

la chane (PM = 25 000), la chane (PM = 20 000) et la chane (PM = 16000). Ces chanes sont elles-mmes associes en dimres.

Ainsi au sein du complexe, la chane est-elle associe par un pontdisulfure la chane , tandis que la chane se retrouve associeaussi avec la chane . La chane est quant elle homodimrique l

aussi par lexistence dun pont disulfure interchane.

Larrangement combinatoire de ces dimres est complexe et peutvarier dune cellule lautre, mais en gnral on saccorde penser

que le supercomplexe TCR/CD3 la surface du lymphocyte T est dela nature suivante : []2 [/]2 []4.

Les chanes constitutives du CD3 ne prsentent pas de variabilitgntique et lors dun phnotypage lymphocytaire on utilise, en gn-ral, un anticorps spcifique de la chane pour identifier le CD3, etdonc le complexe TCR/CD3 et ainsi numrer les lymphocytes T

puisque ces structures molculaires ne se retrouvent qu la surfacedes lymphocytes T lexclusion de toutes les autres cellules de lor-

ganisme.

la surface du lymphocyte T mature, le complexe TCR/CD3 est enprincipe indissociable, et lorsquune des chanes est prsente la

membrane, elles le sont toutes. Lexpression la membrane de cecomplexe est coordonne. Ainsi, la chane du TCR sassocie avec ledimre CD3 et , tandis que la chane TCR sassocie au dimre

CD3 et . Les dimres semblent quant eux ne rejoindre le com-

plexe quaux dernires tapes de sa maturation avant sa migration lamembrane. Comme cest la chane qui est limitante ( peu prsexprime 10 % du niveau des autres), les protines produites enexcs sont rapidement dtruites lintrieur de la cellule et jamais

exportes en surface. Toutes les chanes du CD3 prsentent dans laportion intramembranaire un acide amin charg ngativement com-plmentaire de la charge positive prsente dans la portion intramem-

branaire des chanes du TCR, ce qui stabilise leur agrgation.

La portion intracytoplasmique de ces protines comporte au moins1 motif dune vingtaine dacides amins particuliers comprenant tou-

jours 2 tyrosines et des leucines capables de mdier la transduction dusignal par le jeu de phosphorylation de tyrosines (ITAM pour immu-

noreceptor tyrosine based activation motif). Ces motifs sont indispen-

sables lactivation cellulaire, et leur altration entrane des modifica-tions profondes de la fonction du lymphocyte T et des dficits

immunitaires congnitaux svres.

2 / Molcules co-activatrices

Systme CD28

Il sagit dun dimre dune glycoprotine transmembranaire exprimepar presque tous les lymphocytes T matures CD4, et 50% des lym-

phocytes T CD8 matures. La structure primaire de cette molcule

est conserve des oiseaux lhomme, tmoignant de son importance

fonctionnelle. Son expression la surface des cellules varie avec leniveau dengagement avec ses ligands CD80 et CD86 qui sont des

molcules membranaires prsentes sur les cellules prsentatrices de

lantigne comme les lymphocytes B.

Lengagement du CD28 par ses ligands permet : laugmentation trs

importante de la production de cytokines (IL2, IL4, GM-CSF, TNF, IFNpar exemple), laugmentation de lexpression des chanes du rcep-teur lIL2, de diminuer le seuil dactivation du lymphocyte T, de pr-

venir la mort cellulaire programme qui suit lactivation, la diffren-ciation des Th1, la diffrenciation des lymphocytes T cytolytiques.

Linhibition de cette interaction va donc svrement altrer la rponse

immunitaire et de faon durable ce que lon dsigne sous le nomdanergie.

Il existe une seconde molcule, homologue du CD28, qui est leCD152 (CTLA-4) exprime la surface du lymphocyte T activ seu-

lement. Il est exprim environ 10 fois moins que le CD28, mais lachose intressante, cest quil a la possibilit de lier les mmes ligands(CD80 et 86) quoique avec une affinit 20 50 fois moindre, crantainsi une comptition pour les ligands entre les 2 rcepteurs.

Simultanment lactivation par le TCR, la liaison du CD28 avec sesligands entrane lexpression membranaire de CD152 dont lessentiel

est normalement intracellulaire. Le rle du CD152 est inverse decelui du CD28 et il rgule ngativement lactivation cellulaire.Linhibition de sa mise en jeu augmente la prolifration cellulaire,

dailleurs les souris chez lesquelles les gnes codant CD152 sont inac-tivs, prsentent uneprolifration majeure et un syndrome auto-immun grave.

De la mme faon le CD28 a un rle important dans la maturation

des thymocytes.

Enfin, linhibition de cette voie de costimulation permet denvisager

des applications thrapeutiques dans le domaine des transplantationspour prvenir le rejet. Inversement dans le cancer o lon cherche

promouvoir une rponse immunitaire antitumorale, lexpression desligands de CD28 la surface des cellules tumorales favoriseraitlinstallation dune immunit antitumorale.

Systme CD40/CD40-ligand

Ce systme molculaire est surtout impliqu dans la gnration de larponse primaire et secondaire humorale.

Le CD40-ligand (CD154) est exprim par les lymphocytes T activs.Sa structure est voisine de celle du TNF, du CD95-ligand (Fas-ligand)qui sont dimportantes molcules rgulatrices.

Quant au CD40 qui est le rcepteur au CD154, il est assez voisin durcepteur au TNF, du CD95 (Fas). Il est exprim sur les cellules pr-

sentatrices de lantigne que sont les cellules dendritiques, les mono-cytes/macrophages activs et les lymphocytes B. Il permet lorsquil a lison ligand la surface du lymphocyte T activ : la commutation iso-

typique des Ig chez les lymphocytes B activ, une augmentation de lex-pression des ligands CD80 et 86 du CD28, la prolifration lympho-cytaire B, la scrtion de cytokines par les monocytes/macrophages

activs et les cellules dendritiques (IL 12, IL 1).

POUR APPROFONDIR


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Immunologie


Les 2 systmes sont donc interconnects et cette interconnexion

permet de saisir leur importance dans le dveloppement dunerponse immunitaire dans sa globalit.

CD2

La molcule CD2 est connue depuis trs longtemps, puisque avant les

anticorps monoclonaux, les lymphocytes T taient identifis grce leur facult sassocier des hmaties de mouton. Le lymphocyte Ttait ainsi entour de globules rouges, et cette image bien visible aumicroscope tait appele rosette. Les cellules rosette de moutonpositives taient des lymphocytes T. Le CD2 est exprim par les lym-

phocytes T et une partie des lymphocytes NK. Cest une molcule decoactivation qui possde plusieurs ligands assez ubiquitaires dont leCD58 ou LFA3 prsents sur la cellule prsentatrice de lantigne.

3 / Marqueurs membranaires de lactivationlymphocytaire T

Il sagit de molcules dont lexpression membranaire est lie lacti-vation, cest--dire au contact antignique.

Molcules HLA de classe II

Au repos, le lymphocyte T nexprime que les molcules de classe I,comme toutes les cellules nucles de lorganisme. Aprs activation il

exprime les molcules de classe II dont les molcules D. Commenous disposons danticorps monoclonaux spcifiques des portionsinvariables de ces molcules, nous pouvons mettre en vidence cescellules et ainsi avoir une ide de ltat dactivation du systme

immunitaire. Lexpression de classe II persiste plusieurs jours aprslactivation.

CD69

Cest une molcule de coactivation dont lexpression est dcele2 ou 3 heures aprs activation. Cependant, elle ne persiste pas et

disparat rapidement.

CD25

Cest la chane du rcepteur linterleukine 2 qui permetla formation du rcepteur de haute affinit sur lequel vient selier lIL2, permettant la prolifration des lymphocytes T. Son

expression ncessite une forte activation, et persiste pendantplusieurs jours.

4 / Transduction du signal

Comme nous avons dj eu loccasion de le dire, le TCR pour cequi concerne la spcificit de la reconnaissance, les diffrenteschanes du CD3, les corcepteurs et les molcules de coactivation

sontmobiliss dans le plan membranaire, lors du contact entre lelymphocyte T et la cellule prsentatrice de lantigne. Cette mobilisation

est hautement ordonne dans le plan membranaire et constitue la

synapse immunologique. Cette activation va avoir pour rsultatdinduire la transcription dune centaine de gnes jusqualorsquiescents ou peu actifs. Mais entre laccomplissement dun program-

me de diffrenciation (par exemple en cellules cytolytiques capablesde dtruire des cellules infectes par un virus) ou la mise en route dela prolifration cellulaire, des intermdiaires molculaires intracellu-laires nombreux sont ncessaires.

Quelques secondes aprs lengagement du TCR et pendant lesquelques heures qui suivent, on observe : des phosphorylations de

protines, une augmentation du calcium intracellulaire, une augmentationdu pH intracellulaire, une perturbation de la concentration desnuclotides cycliques.

Comme les portions intracytoplasmiques des protines membranairesconcernes par linteraction avec la cellule prsentatrice de lantignene prsentent aucune activit enzymatique, cest par lintermdiaire

des squences ITAM que va seffectuer le couplage avec les kinasescellulaires et leur subsquente activation. Au cours de linteractionTCR/CD3/CD4 ou CD8 avec leurs ligands prsents sur la celluleprsentatrice de lantigne, la mobilisation du CD4 ou du CD8 aux-

quels est lie une tyrosine kinase appele p56lck amne celle-ci pouvoir phosphoryler les motifs ITAM ports par les portions intra-cytoplasmiques des diffrentes chanes du CD3. Une fois ces tyro-sines phosphoryles, dautres kinases en les reconnaissant vont pou-

voir tre actives de proche en proche. Cest ltat dephosphorylation sur des tyrosines, des srines ou des thronines par-ticulires de tous ces acteurs qui rgule leur activit et leurs interac-tions. Cette cascade, trs complexe, permet finalement la mise en jeu

de facteurs de transcription rgulant lactivit dun ensemble de gneset de protines rgulatrices permettant la diffrenciation et la prolif-

ration.

Lactivit kinase au cours de ce processus est elle-mme rgulengativement par des phosphorylations sur certaines de leurspropres tyrosines, et cest prcisment l que les phosphatases

comme le CD45, qui est recrut au lieu de la synapse, vontparadoxalement pouvoir permettre la poursuite de lactivation etdonc sa rgulation, qui autrement steindrait.

Laugmentation du calcium intracellulaire nest pas totalement com-prise mais elle provient non seulement du flux dions calciques de

lextrieur vers lintrieur cellulaire permis par un brusque changementde permabilit membranaire mais aussi de louverture de stocksintracellulaires de calcium. Cette augmentation du calcium intracellulaire

va modifier un certain nombre de protines activit enzymatiquecalcium dpendante comme la calcineurine cible dun immunosup-presseur trs employ, qui est la ciclosporine A.

Les changements de pH en modifiant le milieu vont affecter lefficacitdes enzymes intracellulaires. Laugmentation du pH intracellulaire estprovoque par une augmentation de lactivit du canal membranaireNa+/H+ due au clivage de certains phospholipides de la membrane

par des phospholipases actives par la mobilisation du complexeTCR/CD3.

En faisant varier la concentration intracellulaire en nuclotidescycliques, notamment celle de lAMPc, la cellule module certaines

POUR APPROFONDIR (SUITE)


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Choc anaphylactiquetiologie, physiopathologie, diagnostic, traitement

DRPascalDEMOLY, PRJeanMEYNADIER, PRJeanBOUSQUETMaladies respiratoires et Dermatologie, CHU, 34295 Montpellier cedex 5

tiologie

Les causes sont nombreuses et doivent tre recherchesminutieusement travers lanalyse des circonstancesdapparition du choc. Ce sont, par ordre de frquencedcroissante :

1. Mdicaments

Ils reprsentent les agents les plus frquemment impli-qus, avec principalement : les -lactamines et les myo-relaxants. Les injections dextraits allergniques aucours de la dsensibilisation spcifique sont capablesdinduire des ractions anaphylactiques.

2. Aliments

Tout aliment peut entraner une raction anaphylactique,mais les agents les plus souvent responsables sont lara-chide, luf, les noix, le poisson, les crustacs.

3. Venins dinsectes

Les venins dhymnoptres (abeilles, gupes, frelons)reprsentent une tiologie frquente de ractions ana-phylactiques svres responsables de dcs chaque

anne.

4. Anaphylaxie induite par leffort

Un choc anaphylactique (souvent moyennement svre)peut survenir au cours de leffort (pas forcment aprstous les efforts). Il peut napparatre quaprs lingestionde certains aliments (fruits, coquillages notamment).

5. Autres causes

Parmi les autres causes, on peut mentionner : le latex(cause importante de chocs anaphylactiques peropra-toires), la rupture de kystes hydatiques, lanaphylaxie auliquide sminal

6. Anaphylaxies idiopathiquesDans un certain nombre de cas, des ractions anaphylac-tiques surviennent sans cause dcelable.

Physiopathologie

Le choc anaphylactique met en jeu diffrents organes.Les mcanismes sont le plus souvent, mais pas toujours,de nature allergique.

Mcanisme allergique

Lanaphylaxie apparat en rgle brutalement et rsultede la libration de mdiateurs biologiquement actifs parles mastocytes et basophiles activs par les IgE.

1. Sujet pralablement sensibilis un allergne

Il a synthtis des IgE spcifiques et la rintroduction delallergne dans lorganisme induit le pontage des IgEfixes sur les mastocytes et les basophiles qui dgranu-lent brutalement et librent massivement leurs mdia-teurs vaso-actifs dont lhistamine.

Immunologie

B 127

2L A R E V U E D U P R A T I C I E N ( P a r i s ) 1 9 9 8 , 4 8

Le choc anaphylactique est un troublehmodynamique grave, rsultant le plus souvent

de lactivation des IgE prsentes sur lesbasophiles et les mastocytes. Le chocanaphylactode ne relve pas dun mcanismeimmunologique mais est daspect clinique et detraitement identiques. Cest une urgence mdicale. Lefficacit dutraitement dpend de sa reconnaissance rapide etde linjection immdiate dadrnaline, associeaux mesures de remplissage vasculaire. Lesautres thrapeutiques (antihistaminiques,glucocorticodes) ne sont pas des mdicamentsdurgence. Les causes sont nombreuses, domines par lesractions mdicamenteuses, les aliments, lesvenins, le latex. Lenqute allergologique estindispensable, permettant de mettre en place lesmesures de prvention des rcidives.

Points Forts comprendre


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2. Consquences hmodynamiques

Le choc volue en deux phases : la premire phase estcelle dune vasodilatation gnralise, nintressant audbut que le systme artriel (choc hyperkintique) setraduisant cliniquement par les premiers symptmes duchoc : urticaire, angio-dme, paresthsies distales. Lavasodilatation se complte sur le systme capillaireentranant une hypovolmie relative (choc vasoplgiqueou hypovolmique) se traduisant cliniquement par unehypotension, une tachycardie, des troubles neurolo-giques (par hypoperfusion crbrale et peut-tre aussipar effet direct des mdiateurs librs) et plus rarementcoronaires.

3. Consquences viscrales et vasculaires

Laugmentation de la permabilit vasculaire est respon-sable du passage de plasma dans les tissus ou congestionpolyviscrale dont la traduction clinique maximale estldme laryng et loblitration des bronchioles. Peut

aussi sy associer une coagulation intravasculaire diss-mine (CIVD). Les troubles hmodynamiques exposent larrt circulatoire. Comme toute raction allergique,le choc peut se cycliser et il est donc particulirementimportant de surveiller tout patient pendant plusieursheures. Par ailleurs, distance, on peut noter dessquelles rnales (par anoxie).

Mcanisme pseudo-allergique

Plusieurs mcanismes non allergiques peuvent entranerune libration de mdiateurs vaso-actifs entranant lessymptmes du choc anaphylactique. On parle de chocanaphylactode. Il sagit dactivation du complment

avec libration des anaphylatoxines C3a et C5a (par lesdrivs sanguins par exemple), dhistamino-librationsnon spcifiques (par les produits de contraste iodshypertoniques, les opiacs, la vancomycine parexemple) et de libration de leucotrines (par les anti-inflammatoires non strodiens). Ailleurs, aucun mca-nisme particulier nest retrouv (anaphylaxies leffortet anaphylaxies idiopathiques notamment).

Diagnostic

La svrit dune raction anaphylactique peut varierdune raction locale ou gnralise type durticaireaigu, une mort brutale en 3 4 min. Une ractionminime initiale peut saggraver dans un deuxime tempset aboutir au choc mortel. Le dcs est en gnral d une suffocation (dme laryng et bronchique) ou uncollapsus cardiovasculaire [arythmie ventriculaire et(ou) infarctus du myocarde] ou des troubles neurolo-

giques.

1. Description des symptmes du choc

Les ractions sont polymorphes car susceptibles din-tresser tous les appareils. Les symptmes du chocanaphylactode ne diffrent pas de ceux du choc ana-phylactique.

Les signes cutano-muqueux sont parmi les plus fr-quents, sous forme de prurit (palmo-plantaire trs vo-cateur), durticaire, dexanthme localis ou gnralis,ddme localis (sous-cutan, muqueux) voire dd-me de Quincke (pharyng avec gne la dglutition,laryng avec cornage inspiratoire, cyanose puis syncopeet risque de mort par asphyxie). Les signes respiratoires sont frquents : dmelaryng (dont le pronostic peut tre vital), bronchos-pasmes (avec sensation doppression thoracique, sibi-lances). Les signes circulatoires associent, des degrsvariables tachycardie, pouls petit et filant, tension trsinstable, puis hypotension franche, syncope, troubles durythme. Les signes digestifs ne sont pas rares, caractriss pardes nauses ou vomissements, des douleurs abdomi-nales et des troubles de transit (diarrhes).

Les symptmes neurologiques sont aussi variables enintensit avec anxit, troubles visuels, vertiges, pares-thsies des membres, des lvres, des orbites (en gnralannonciatrices de ractions plus graves), confusion etcoma. Le diagnostic est ais surtout lorsque les symptmescardinaux danaphylaxie ne font pas dfaut. Dans les chocs peropratoires, les dosages dhistami-nmie, tryptasmie et de mthylhistaminurie peuventpermettre de dmontrer, a posteriori, la dgranulationdes basophiles et mastocytes.

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C H O C A N A P H Y L A C T I Q U E

Consquences du choc anaphylactique1

mdiateursmdiateursvaso-actifsvaso-actifs

mastocytesmastocytesbasophilesbasophiles

tachycardietachycardiearythmiearythmie

vasodilatationvasodilatation

chocchocvasoplgiquevasoplgique

CIVDCIVD

urticaireurticairedmedme

troubles neurologiquestroubles neurologiques

allergneallergne

Cerveau

Cur

Peau, muqueuses


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2. Diagnostic diffrentiel

Il faut cependant liminer un choc vagal (le sujet estalors ple, en sueurs et se plaint parfois de nauses avantla syncope, le pouls est lent, il ny a pas de prurit ni designe cutan ou respiratoire), un choc septique (lecontexte est infectieux, la fivre est intense), un accidentvasculaire crbral (le dficit neurologique est au pre-mier plan), une hypoglycmie (les signes cutans ou res-piratoires sont galement absents), un choc cardiog-nique (sur infarctus, arythmie), mais aussi parfois undme angioneurotique, une tumeur carcinode, unemastocytose.

Traitement

Cest une urgence mdicale et lefficacit du traitementdpend de la reconnaissance rapide de lanaphylaxie, delarrt du facteur dclenchant et de ladministration pr-

coce dadrnaline.

1. Adrnaline

Ladrnaline est le mdicament le plus efficacecontre la vasoplgie et le bronchospasme du fait de sonaction vasoconstrictrice (antagonisant la vasodilata-tion induite par lhistamine), tonicardiaque 1 et bron-chodilatatrice 2. Plusieurs voies dadministration sont possibles :- la voie sous-cutane est la voie de semi-urgence car lesvaisseaux se contractent et autolimitent la quantitadministre. Des prparations auto-injectables (Anakitet Anahelp) permettent au patient et son entourage defaire une premire injection en attendant larrive dumdecin ou du SAMU;- la voie intramusculaire, intermdiaire entre les voiessous-cutane et intraveineuse, est dutilisation facile, etla rsorption par les vaisseaux nest pas limite;- la voie intraveineuse est rserver aux chocs svres,de prfrence en milieu de ranimation (sous surveillan-ce des troubles du rythme ventriculaire potentiels);- la voie sublinguale par dpt dadrnaline sous lalangue est dconseiller parce que la quantit absorbeest trop variable;- la voie intracardiaque est exceptionnellement ncessairesil est impossible de ponctionner les veines collabes. Une injection de 0,25 1 mg en sous-cutan ou intra-

musculaire suffit le plus souvent. Elle sera rpteau bout de 15 min si la tension ne remonte pas. Si lhy-potension artrielle persiste encore, la voie veineuse estutilise ( 0,05 0,5 g/kg/min au pousse-seringue lec-trique ou 1 2 mL dune solution de 1 mg dans 10 mLde srum physiologique ventuellement rpte toutesles 10 15 min).

2. Autres mesures durgence

Le patient doit tre plac en position allonge pourviter lhypoperfusion crbrale.

Le remplissage vasculaire par une solution macromo-lculaire (Plasmion, Elohes) est une mesure impor-tante pour combattre lextravasation de liquide induitepar le choc. Loxygnothrapie ( 3-5 L/min) est un complmentutile aprs avoir vrifi la libert des voies ariennespour rduire les effets de lhypotension (prvention descomplications cardiaques et crbrales) ou de lobstruc-tion des voies ariennes. Un arosol de bronchodilatateur (2-mimtique) estralis en cas de bronchospasme rsistant ladrnaline. Ladrnaline est remplace par lisoprnaline(Isuprel) ou la dobutamine (Dobutrex) pour certainsauteurs.

3. Autres thrapeutiques

Mme administrs par voie parentrale et fortes doses,les antihistaminiques et les glucocorticodes ne sont pasdes mdicaments durgence. Ces mdicaments sontadministrs en complment de ladrnaline. Ils peuvent

permettre dviter la cyclisation du choc pendant les24 48 h de surveillance hospitalire.

4. Traitement prventif

Lviction dfinitive et absolue de lagent dclen-chant est indispensable. Lenqute allergologique distance est indispensable, permettant de mettre enplace les mesures de prvention des rcidives. Lducation du patient qui lon peut remettre uneliste des produits contre-indiqus, est alors indispen-sable. Une trousse durgence (adrnaline auto-injec-table, glucocorticodes et antihistaminiques) est par-fois prescrite.

Immunologie

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Le choc anaphylactique est dorigine allergique,le plus souvent mdicamenteuse, responsabledune raction locale ou gnralise, mettant enjeu le pronostic vital. Cest donc une urgence mdicale et letraitement le plus efficace est ladrnaline. Les mesures prventives, viction de lagentdclenchant et ducation du patient sontimportantes mettre en uvre.

Points Forts retenir


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Immunologie

B 318

Lymphocytes B

Les lymphocytes B sont les cellules du systme immuni-taire qui produisent les immunoglobulines. Ils drivent decellules souches communes lensemble de la ligne lym-

phocytaire et ont pour origine la moelle osseuse. Cest danslenvironnement cellulaire de la moelle osseuse que les pre-mires tapes de la diffrenciation lymphocytaire B pren-nent place, avant que ces cellules ne migrent par voie san-guine vers les organes lymphodes priphriques o ilspeuvent rencontrer les antignes.

Diffrenciation lymphocytaire B

La diffrenciation lymphocytaire B dbute dans la moelleosseuse indpendamment de tout contact avec un antigne.Elle se caractrise par une srie dvnements irrversiblesconcernant essentiellement les gnes qui codent les immu-

Immunit humoraleLymphocytes B ; immunoglobulines (structure, diversit, fonction) ; complment ;

lymphocytes NK; exploration en pratique clinique ; concept de dficit inn

de limmunit humorale

Pr Jean-LouisPASQUALI, Dr Anne-SophieKORGANOWImmunologie clinique, hpitaux universitaires, Hpital civil, 1, place de lHpital, BP 426, 67091 Strasbourg

La premire phase de diffrenciationdes lymphocytes B est indpendante de tout

contact avec un antigne. Elle a lieu dans la moelleosseuse. Cette phase se caractrise essentiellementpar les processus gntiques de rarrangementdes gnes qui codent les immunoglobulines. lissue de cette phase mdullaire,les lymphocytes B matures peuvent circuleret subir une seconde phase de maturationau niveau priphrique aprs la rencontre aveclantigne et sous linfluence de lymphocytes T.Cest au cours de cette phase que peuvent survenirla commutation de chane lourde et le changementdaffinit des anticorps. Les complexes antigne-anticorps formsconstituent le stimulant essentiel de lactivationde la voie classique du complment sriquepermettant ainsi aux diffrents composantsdinteragir et de promouvoir la phagocytose,la lyse bactrienne et linflammation locale.

Points Forts comprendre noglobulines et permet, en 4 tapes distinguables, de gn-rer des lymphocytes B immatures porteurs dune immu-noglobuline de membrane, ou rcepteur B pour lantigne.Les diffrentes tapes, initiales et plus tardives, du dve-loppement des cellules souches impliquent lenvironne-

ment cellulaire de la moelle osseuse.

1. Interactions cellulairesLes interactions cellulaires des cellules prcurseurs deslymphocytes B avec des cellules stromales non lymphodesfont intervenir des contacts cellulaires par le biais de mol-cules dadhsion telle VLA-4 qui interagit avec son ligandVCAM-1 exprim constitutivement par les cellules stro-males mdullaires.

2. Cellules stromalesLa synthse par des cellules stromales de faibles quantitsdinterleukine 7 est absolument indispensable la prolif-

ration et la diffrenciation B lymphocytaire.

3. Maturation des lymphocytes BIl est possible de distinguer 4 tapes dans la maturationintramdullaire des lymphocytes B laide de marqueursgntiques ou de surface cellulaire: les cellules B prognitrices deviennent des cellules pro-B prcoces quand elles activent les enzymes (recombi-nases) indispensables aux processus gntiques qui per-mettront la synthse des immunoglobulines (Ig). ce stade,ces cellules expriment dj des marqueurs de membranecaractristiques de la ligne B, tels CD19 et CD40; les cellules pro B tardives drivent des pro B prcoces

quand apparat, au niveau des gnes qui codent la rgionvariable de chane lourde dIgM, le premier rarrange-ment; les cellules pr B se caractrisent par lapparition lamembrane dune chane lourde associe une pseudo-chane lgre invariante ; les lymphocytes B immatures expriment prsent uneIgM de membrane complte aprs avoir rarrang les gnesde la chane lgre tout dabord, puis, en cas dineffica-cit, la chane lgre (voir : pour approfondir / 1). Ceslymphocytes B immatures peuvent devenir matures quandils coexpriment lIgD de membrane. Cest essentiellement


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avant lexpression de lIgD de membrane que sopre laslection des lymphocytes B permettant dliminer physi-quement (dltion clonale) ou fonctionnellement (anergie)les cellules qui auront produit des rcepteurs de membranecapables de ragir avec des auto-antignes (phnomne detolrance). En labsence dautoractivit, les lymphocytesB deviennent matures et peuvent migrer de la moelleosseuse vers la priphrie par voie sanguine.

Rencontre avec lantigne

La deuxime phase priphrique de la diffrenciation lym-phocytaire B est dpendante de la rencontre avec lanti-gne. Cette phase prend place dans les organes lymphodessecondaires que sont la rate, les ganglions, ainsi que lesespaces lymphodes des muqueuses comme les plaques dePeyer intestinales. Dans ces organes lymphodes, les lym-phocytes B matures se regroupent sous forme de folliculeso ils sont en contact troit avec des cellules profession-nelles de la prsentation antignique, les cellules follicu-laires dendritiques. Dans cet environnement, les lympho-

cytes B porteurs de rcepteur B spcifiques de lantignevont prolifrer sous leffet de signaux dorigine T lym-phocytaire et se diffrencier en plasmocytes. Parmi lessignaux T lymphocytaires importants figurent dune part,lexpression par les lymphocytes T du ligand de CD40 etdautre part, la synthse de cytokines (interleukine 4, inter-leukine 5 et interleukine 6). Les lymphocytes B ainsi acti-vs au contact de lantigne, des cellules dendritiques etdes lymphocytes T, migrent dans le centre germinatif oils peuvent commuter leur chane lourde devenant des plas-mocytes scrtant soit une IgA, soit une IgG, soit une IgE(voir : pour approfondir / 2). Cest galement au niveau deces centres germinatifs que des mutations somatiques vien-nent affecter les rgions variables des anticorps produitspermettant certains daugmenter leur affinit pour lan-tigne.

Immunoglobulines :structure, diversit, fonctions

Lensemble des anticorps produits par les lymphocytes Bconstitue les immunoglobulines. Chaque anticorps a2 fonctions distinctes mdies par 2 rgions diffrentes : lafonction de reconnaissance des antignes est mdie parles rgions variables, alors que la fonction effectrice estmdie par les rgions constantes.

Structure des immunoglobulines

Les immunoglobulines sont formes par 2 sries de chanesprotiques : les chanes lourdes (H) dont la nomenclaturedfinit la classe et la sous-classe de limmunoglobuline. lutilisation de la chane lourde correspond la classe desIgM, correspond lIgD, correspond lIgA, cor-respond lIgE et 1,2, 3 ou 4 correspond la classe desIgG qui comprend les sous-classes 1, 2, 3 ou 4. chaqueclasse ou sous-classe dimmunoglobulines, ou isotype, cor-respond une fonction particulire dans la rponse immu-nitaire ; les chanes lgres (L) qui peuvent tre de 2 types:

ou . Chaque molcule dIgG est compose de 2chaneslourdes associes 2 chanes lgres (soit ou). Demme, chaque molcule dIgD, ou dIgE ou dIgA mono-mrique associe 2 chanes lourdes respectivement , ou, 2 chanes lgres (soit , soit ). Certaines immuno-globulines sont polymriques grce une chane J qui lieentre elles les extrmits C terminales des chanes lourdes:il sagit des IgM composes de 10 chanes lourdes , cha-cune associe une chane lgre ou , et des IgA com-poses de 4, 6 ou 8 chanes lourdes .Chaque chane lourde ou lgre dimmunoglobuline estconstitue de 2 rgions: une rgion constante (C) COOHterminale, et une rgion variable (V) NH2 terminale. Lastructure dune IgG a t dfinie par crystallographie : lamolcule en forme de Y classique comprend 3 portionsglobulaires de dimension voisine lies par une zone poly-peptidique flexible appele rgion charnire. Lapparie-ment des chanes lourdes et lgres se fait de telle sorte queles rgions variables VH et VL soient associes, de mmeque les rgions constantes.

Des digestions protiques de lIgG ont permis de dfinirles fonctions portes par les diffrentes parties de la mol-cule : ainsi, la papane peut cliver lIgG en 3 fragments alorsque la pepsine libre essentiellement 2 fragments selon quela coupure sige dun ct ou de lautre du pont disulfurede la rgion charnire qui lie les 2 chanes lourdes . Lesfragments dimmunoglobulines librs par ces digestionsont pu tre purifis montrant ainsi que les rgionsconstantes des chanes lourdes constituant en partie le frag-ment Fc (pour fragment crystallisable) sont responsablesde certaines fonctions effectrices, alors que les rgions ditesFab (fragment antigen binding) et Fab 2 qui comportentles rgions variables des chanes lourdes et lgres portentla fonction de reconnaissance de lantigne.

Diversit des immunoglobulines

Il existe diffrents niveaux dhtrognit parmi les immu-noglobulines. Certains concernent les rgions constantes,dautres les rgions variables.En ce qui concerne les rgions constantes, les classes desimmunoglobulines et les sous-classes constituent un pre-mier niveau dhtrognit. Les rgions constantes deschanes lourdes des immunoglobulines sont codes par desgnes situs sur le chromosome 14. Bien entendu, les dif-frences de squence nuclotidique des gnes codant ,1, 2, , , 1, 2, 3 et 4 sont responsables des diff-rences protiques entre les classes et sous-classes qui exis-

tent chez tout individu. Les allotypes des immunoglobu-lines correspondent des variations ponctuelles de cesgnes de rgion constante qui permettent de dfinir desgroupes dindividus porteurs ou non de ces variantes allo-typiques.Les structures des rgions variables sont plus complexes:elles doivent pouvoir gnrer suffisamment de diversitpour pouvoir se lier la multitude dantignes potentiels.Les mcanismes gntiques qui permettent de crer cettediversit des anticorps sont prsent bien compris. Largion variable de la chane lourde, quel que soit le gnede rgion constante utilis, est constitu partir de 3 gnes


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Immunologie

distincts : un gne VH, un gne D (pour diversit) et ungne JH (pour jonction). Lorsquun lymphocyte B pro-gresse dans sa maturation mdullaire, il va subir un rar-rangement dit somatique de ces gnes de rgion variablede telle sorte quau hasard, il va assembler tout dabord undes gnes D du chromosome 14 (il en existe une trentainedisponible) et un des gnes JH (il en existe 6 disponibles).Dans un second temps, cet assemblage DJH sera lui-mmeassembl un des gnes VH disponibles (il en existe 51),crant ainsi un ensemble de gnes rarrangs VHDJHcodant environ 110 acides amins qui vont constituer largion variable de la chane lourde. Au niveau de la chanelgre dont les gnes sont situs sur le chromosome 2,ainsi que pour la chane lgre dont les gnes sont situssur le chromosome 22, 2 gnes distincts contribuent gn-rer la rgion variable: un gne Vparmi les 40 gnes dis-ponibles est assembl un gne Jparmi les 5 disponibles.Pour , un gne V parmi la trentaine disponible est assem-bl un gne J parmi les 4 disponibles dans le gnomehumain. Ce rarrangement des gnes de rgions variables

dimmunoglobulines soprant au hasard, il est susceptiblede crer, par lui-mme, un nombre trs important de rgionsvariables diffrentes. Une fois termin sur la chane lourdeet sur la chane lgre, ce rarrangement est dfinitif etcaractristique du clone lymphocytaire B qui la produit.Ce phnomne survenant la fois sur les chanes lourdeset lgres, cela ajoute la diversit possible: un mme rar-rangement sur une chane lourde pourrait sassocier unrarrangement diffrent sur la chane lgre et constituerun anticorps reconnaissant un autre antigne. Par ailleurs,2 autres mcanismes ajoutent la diversit des anticorpsproduits par les lymphocytes B: dune part limprcisiondes mcanismes de jonction des gnes de rgions variablespouvant ainsi modifier la squence protique de la rgion

variable concerne, dautre part la survenue possible, lorsde la stimulation antignique de mutations somatiques quiaffectent les gnes rarrangs des rgions variables (voir :pour approfondir / 2).

Deux prcisions mritent dtre apportes : lensemble desrgions variables nentre pas en contact avec lantigne ;3 rgions sur la rgion variable de la chane lourde et3 rgions de la rgion variable de la chane lgre tablis-sent ces contacts, ce sont les rgions dterminant la com-plmentarit (CDR) ; les rgions variables des anticorpsportent des dterminants antigniques appels dterminantsidiotypiques.

Au cours dune rponse immunitaire contre un antigne(Ag) exogne, les lymphocytes B dont lIgM de membranereconnat lantigne, vont prolifrer et diffrencier sousleffet de diffrents signaux mentionns plus haut, ils vontsubir la commutation de classe qui transforme un lym-phocyte B scrteur dune IgM en lymphocyte B scrteurdune IgG, les rgions variables restant identiques, carac-tristiques du clone B lymphocytaire producteur. Cestaussi pendant cette phase de commutation de chane lourdeque des mutations somatiques des rgions variables peu-vent venir augmenter laffinit de lanticorps contre lan-tigne.

Fonction des immunoglobulinesLes rgions variables des anticorps ont pour fonction de selier aux antignes de manire faciliter leur limination.Dans la majorit des cas, les antignes sont des protines.Les anticorps reconnaissent la conformation naturelle dela protine trangre et, en particulier, des dterminants (oupitopes) situs la surface de lantigne. Dans la mesureo les protines sont replies dans leur forme naturelle, lesanticorps reconnaissent le plus souvent des groupesdacides amins distants les uns des autres sur la squencelinaire de lantigne : les pitopes sont dits conforma-tionnels. La liaison des anticorps, avant tout par les rgionsdterminant la complmentarit (CDR) des chanes lourdes

et lgres, avec lpitope fait intervenir 4 types de forces :des forces lectrostatiques ; des ponts hydrognes ; desforces de Van der Waals; des forces hydrophobiques.La fonction des rgions constantes est dpendante de liso-type de limmunoglobuline, de mme que la diffusion danslorganisme. Ainsi, le premier anticorps produit au coursdune rponse immunitaire est lIgM dont la forme penta-mrique autorise peu de diffusion extravasculaire et permetla fixation des protines du complment et son activation.Les anticorps des autres isotypes ont un poids molculaireplus faible et peuvent diffuser dans lespace extravasculaire.Les IgA, dont la localisation est essentiellement muqueuse

Structure des immunoglobulines.1

Structure typique d'une IgG(voisine de la structure d'une IgD et d'une IgE)

Structure typique d'une IgMpentamrique

Structure typique d'une IgAdimrique

chanelgre

Fab.

Fab'2

Fcrgionsvariables

rgionscourtantes

chanelourde

chane lgre

chane lourde

rgioncharnire

pontsdissulfurs( )

papan

e

pep

sine

NH2

COOH

chane J

chane lgrechanelourde

chane J


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I M M U N I T H U M O R A L E

aprs transport transpithlial, ont une fonction essentiellede neutralisation des pathognes extrieurs, mais activenttrs faiblement le complment. Les IgG1, 2, 3 et 4 peuventtre transportes travers le placenta pour gagner la circu-lation ftale, mais seules les IgG1 et 3 ont la capacit de selier aux rcepteurs FcRIII des cellules tueuses naturelles et

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