Lymphocytes T et réponses à médiation cellulaire.

Lymphocytes T et réponses à Lymphocytes T et réponses à médiation cellulairemédiation cellulaire

TCRTCR•Hétérodimères (le plus souvent) ou plus rarement)

• membres de la superfamille des immunoglobulines

•Monovalent

•Un domaine variable V sur chaque chaîne avec quatre régions hypervariables

Superfamille des immunoglobulinesSuperfamille des immunoglobulines

• Vaste famille de protéines (possédant ou Vaste famille de protéines (possédant ou non des domaines variables) qui ont un non des domaines variables) qui ont un commun des doubles feuillets commun des doubles feuillets comme on comme on en trouve dans les immunoglobulinesen trouve dans les immunoglobulines

Régions hypervariables du TCRRégions hypervariables du TCR

Rôle essentiel des CDR3 dans la Rôle essentiel des CDR3 dans la reconnaissance du peptide, des reconnaissance du peptide, des

CDR1 dans l’ancrage à la CDR1 dans l’ancrage à la molécule CMHmolécule CMH

Plus grande variabilité des CDR3 Plus grande variabilité des CDR3 que des CDR1 et CDR2 que des CDR1 et CDR2

Interaction du TCR avec le complexe Interaction du TCR avec le complexe peptide-CMHpeptide-CMH

CDR3

Une autre interaction TCR-ligand Une autre interaction TCR-ligand peu orthodoxe : la reconnaissance peu orthodoxe : la reconnaissance

des superantigènesdes superantigènes

SuperantigènesSuperantigènes


• Les superantigènes sont des molécules Les superantigènes sont des molécules capables de se lier directement à certaines capables de se lier directement à certaines chaînes Vchaînes V du TCR (en dehors des régions du TCR (en dehors des régions CDR et du site de fixation du complexe CDR et du site de fixation du complexe peptide-CMH) et de stimuler de façon peptide-CMH) et de stimuler de façon polyclonale l’ensemble des cellules T polyclonale l’ensemble des cellules T exprimant ce segment Vexprimant ce segment V indépendamment indépendamment de leur spécificité pour l’antigène de leur spécificité pour l’antigène peptidiquepeptidique


• Spécifiques d’une ou de quelques segments Vb génomiques

• Chaque superantigène est capable d’activer de 5-10% des lymphocytes T


• Les superantigènes ont aussi une affinité Les superantigènes ont aussi une affinité pour les molécules CMH de classe II (en pour les molécules CMH de classe II (en dehors de la zone de fixation du peptide)dehors de la zone de fixation du peptide)

• Certaines toxines bactériennes sont des Certaines toxines bactériennes sont des superantigènes (entérotoxines superantigènes (entérotoxines staphylococciques, toxines du TSS, ...)staphylococciques, toxines du TSS, ...)

Toxic shock syndromeToxic shock syndrome

Superantigènes bactériensSuperantigènes bactériens

• La présence de superantigène provoque une activation non spécifique du système immunitaire avec libération massive de cytokines

• La réponse spécifique est généralement inhibée

Les lymphocytes T Les lymphocytes T et les lympho- et les lympho-cytes T cytes T correspondent en fait à des correspondent en fait à des lignées cellulaires lignées cellulaires différentes différentes et et possèdent des propriétés possèdent des propriétés différentesdifférentes. .

Les données classiquement admises au Les données classiquement admises au sujet du lymphocyte T concernent sujet du lymphocyte T concernent essentiellement le lymphocyte T essentiellement le lymphocyte T

Organisation des gènes du TCROrganisation des gènes du TCR

• Similaire à celle des gènes du BCR et des IgSimilaire à celle des gènes du BCR et des Ig• Deux types de TCR mutuellement exclusifsDeux types de TCR mutuellement exclusifs

– (( : équivalent de chaîne légère; : équivalent de chaîne légère; : : équivalent de chaîne lourde)équivalent de chaîne lourde)

– (( : équivalent de chaîne légère; : équivalent de chaîne légère; : : équivalent de chaîne lourde)équivalent de chaîne lourde)

• Un même clone de lymphocyte T n’exprime Un même clone de lymphocyte T n’exprime irréversiblementirréversiblement qu’un seul type de TCR qu’un seul type de TCR (( ou ou ))

Organisation des gènes du TCROrganisation des gènes du TCR

Réarrangement des gènes du TCRRéarrangement des gènes du TCR


• rôle des enzymes RAG-1 et RAG-2 (comme rôle des enzymes RAG-1 et RAG-2 (comme pour le réarrangement des gènes pour le réarrangement des gènes d’immunoglobulines)d’immunoglobulines)

• mais pas de réarrangement des gènes mais pas de réarrangement des gènes d’immunoglobulines dans les lymphocytes d’immunoglobulines dans les lymphocytes T ni de réarrangement des gènes du TCR T ni de réarrangement des gènes du TCR dans les lymphocytes Bdans les lymphocytes B


• Exclusion allélique (comme pour les Ig, bien Exclusion allélique (comme pour les Ig, bien qu’un peu moins stricte pour la chaîne qu’un peu moins stricte pour la chaîne du TCR) du TCR)

• Diversité résulte de trois mécanismes (comme Diversité résulte de trois mécanismes (comme pour les gènes d’Ig)pour les gènes d’Ig)– réarrangement proprement ditréarrangement proprement dit

– flexibilité jonctionnelleflexibilité jonctionnelle

– addition de nucléotidesaddition de nucléotides

– PAS D’HYPERMUTATION SOMATIQUE!PAS D’HYPERMUTATION SOMATIQUE!

Pas d’hypermutation somatique Pas d’hypermutation somatique pour le TCRpour le TCR

• Pas d’hypervariabilité des CDR1 et CDR2 des TCR

• L’hypervariabilité (liée au réarrangement et à la diversité jonctionnelle) est limitée aux CDR3

• L’hypermutation somatique est l’apanage des lymphocytes B– Nécessaire pour produire des anticorps de haute affinité

(neutralisants)– Inutile voire dangereux pour les lymphocytes T

(autoréactivité, perte de la reconnaissance des CMH)

CD3 : le module de transduction CD3 : le module de transduction de signal du TCRde signal du TCR

CD3CD3

• Ensemble de trois dimères qui Ensemble de trois dimères qui n’interviennent pas dans la reconnaissance n’interviennent pas dans la reconnaissance du peptide (ne pas confondre CD3 et du peptide (ne pas confondre CD3 et CDR3) et qui participent à la transduction CDR3) et qui participent à la transduction du signaldu signal

• Certains anticorps dirigés contre le CD3 Certains anticorps dirigés contre le CD3 court-circuitent le TCR et déclenchent court-circuitent le TCR et déclenchent l’activation cellulairel’activation cellulaire

ITAM : point commun des ITAM : point commun des molécules des modules de molécules des modules de

transduction des transduction des immunorécepteurs immunorécepteurs

(immunoreceptor tyrosine-based (immunoreceptor tyrosine-based activation motif)activation motif)

YYXX[L/V]XXX[L/V]X6 96 9YYXX[L/V]...XX[L/V]...

Bref retour au lymphocyte B…Bref retour au lymphocyte B…

• BCR : Ig de membrane + protéine de transduction du signal (Ig et Ig) avec ITAM

Les corécepteursLes corécepteurs

• L’affinité de l’interaction du TCR avec le L’affinité de l’interaction du TCR avec le complexe peptide-CMH est faible. complexe peptide-CMH est faible. Des Des corécepteurs sont nécessairescorécepteurs sont nécessaires

• Interviennent dans l’activation cellulaire Interviennent dans l’activation cellulaire soit en augmentant l’avidité globale de soit en augmentant l’avidité globale de l’interaction du TCR pour le complexe l’interaction du TCR pour le complexe CMH-peptide et/ou en envoyant des CMH-peptide et/ou en envoyant des signaux vers l’intérieur de la cellulesignaux vers l’intérieur de la cellule

CD4 et CD8CD4 et CD8

• Membres de la superfa-Membres de la superfa-mille des Igmille des Ig

• CD4 : monomèreCD4 : monomère• CD8 : homo- ou CD8 : homo- ou

hétérodimèrehétérodimère• CD4 : lymphocytes TCD4 : lymphocytes Thh; ;

interaction avec CMH IIinteraction avec CMH II• CD8 : lymphocytes TCD8 : lymphocytes Tcc; ;

interaction avec CMH Iinteraction avec CMH I

CD4 et CMH IICD4 et CMH II

Le CD4 se lie à une portion non polymorphique de la chaîne du CMH II à distance du site d’interaction avec le TCR

CD8 et CMH ICD8 et CMH I

Le CD8 se lie à une portion Le CD8 se lie à une portion non polymorphiquenon polymorphique de la de la chaîne chaîne du CMH I du CMH I à à distance du site distance du site d’interactiond’interaction avec le TCR avec le TCR

Double rôle de CD4 et CD8Double rôle de CD4 et CD8

• CD4 et CD8 augmentent jusqu’à 100 fois CD4 et CD8 augmentent jusqu’à 100 fois l’affinité globale de l’interaction entre le l’affinité globale de l’interaction entre le TCR et le complexe peptide-CMHTCR et le complexe peptide-CMH

• En outre, via leur domaine En outre, via leur domaine intracytoplasmique ils activent directement intracytoplasmique ils activent directement des systèmes de transduction de signal à des systèmes de transduction de signal à l’intérieur de la cellulel’intérieur de la cellule

Affinité des interactions Affinité des interactions récepteur/ligand dans le système récepteur/ligand dans le système

immunitaireimmunitaire

Rôle des corécepteurs dans Rôle des corécepteurs dans l’activation lymphocytairel’activation lymphocytaire

ThymusThymus

ThymusThymus• Lymphocytes T du thymus = thymocytesLymphocytes T du thymus = thymocytes• Différenciation précurseurs hématopoïétiques lymphoïdes Différenciation précurseurs hématopoïétiques lymphoïdes

en lymphocytes T matures CD4 ou CD8 (3 stades : CD4en lymphocytes T matures CD4 ou CD8 (3 stades : CD4--

CD8CD8--, CD4, CD4++CD8 CD8 ++, CD4, CD4++ CD8 CD8-- ou CD4 ou CD4-- CD8 CD8++))• Génération de la diversité (réarrangements des gènes de Génération de la diversité (réarrangements des gènes de

la chaîne la chaîne puis de la chaîne puis de la chaîne ))• Double sélectionDouble sélection

– positive : TCR qui possèdent une affinité suffisante pour les positive : TCR qui possèdent une affinité suffisante pour les molécules CMH du soimolécules CMH du soi

– négative : TCR qui possèdent trop d’affinité pour les complexes négative : TCR qui possèdent trop d’affinité pour les complexes CMH-peptides du soi (ou CMH sans peptide)CMH-peptides du soi (ou CMH sans peptide)

ThymusThymus

CMH et différenciation CD4 ou CD8CMH et différenciation CD4 ou CD8

C’est la sélection positive sur la C’est la sélection positive sur la base de l’affinité pour les base de l’affinité pour les molécules du CMH qui molécules du CMH qui

détermine si le thymocyte sera détermine si le thymocyte sera CD4 ou CD8CD4 ou CD8

AlloréactivitéAlloréactivité

• Les molécules du CMH sont « conçues » pour Les molécules du CMH sont « conçues » pour avoir une bonne affinité pour les TCR (qui sont avoir une bonne affinité pour les TCR (qui sont d’ailleurs sélectionnés positivement sur cette d’ailleurs sélectionnés positivement sur cette base). base).

• Pour ces raisons de structure et de sélection, il y a Pour ces raisons de structure et de sélection, il y a un risque majeur pour un TCR d’avoir une affinité un risque majeur pour un TCR d’avoir une affinité trop grande pour le CMH « sans peptide » : les trop grande pour le CMH « sans peptide » : les cellules qui portent ces TCR sont éliminées par cellules qui portent ces TCR sont éliminées par apoptoseapoptose

AlloréactivitéAlloréactivité

• La sélection négative des lymphocytes T dont le La sélection négative des lymphocytes T dont le TCR présente trop d’affinité pour le CMH sans TCR présente trop d’affinité pour le CMH sans peptide implique la présence dans le thymus de peptide implique la présence dans le thymus de ces molécules de CMHces molécules de CMH

• Par définition, ce sont les molécules CMH du soiPar définition, ce sont les molécules CMH du soi• Donc, il n’y a pas de sélection négative des Donc, il n’y a pas de sélection négative des

lymphocytes T dont le TCR présenterait une trop lymphocytes T dont le TCR présenterait une trop forte affinité pour des molécules CMH forte affinité pour des molécules CMH n’appartenant pas au soi. n’appartenant pas au soi.

98% des thymocytes échouent 98% des thymocytes échouent aux épreuves de sélection aux épreuves de sélection

positive ou négative et meurent positive ou négative et meurent par apoptose dans le thymuspar apoptose dans le thymus

Le thymus laisse passer certains Le thymus laisse passer certains lymphocytes T qui ont une lymphocytes T qui ont une

affinité pour le soiaffinité pour le soi

• Tolérance périphériqueTolérance périphérique

• Réactivité croiséeRéactivité croisée

• Mimétisme moléculaireMimétisme moléculaire

• Infections et rupture de toléranceInfections et rupture de tolérance

Trois stades dans la vie d’un Trois stades dans la vie d’un clone de lymphocytes Tclone de lymphocytes T

• ThymocytesThymocytes• Lymphocytes T matures mais naïfs (n’ont Lymphocytes T matures mais naïfs (n’ont

pas encore rencontré l’antigène et pas encore rencontré l’antigène et l’attendent dans les organes lymphoïdes)l’attendent dans les organes lymphoïdes)

• Lymphocytes T matures et expérimentés Lymphocytes T matures et expérimentés (mémoires) : modifications phénotypiques (mémoires) : modifications phénotypiques irréversibles (il existe des « marqueurs » de irréversibles (il existe des « marqueurs » de l’état expérimenté d’un lymphocyte T)l’état expérimenté d’un lymphocyte T)

Mort cellulaireProlifération

périphérique (naïfs et expérimentés)

Lymphopoïèse thymique

Lym

phoc

ytes

pé

riph

ériq

ues

Steady state

CD45 RA : marqueur de cellules naïvesCD45 RA : marqueur de cellules naïvesCD45 RO : marqueur de cellules mémoiresCD45 RO : marqueur de cellules mémoires

seul le pool des cellules mémoires est autoentretenu

ThymectomieThymectomie

• Une fois le pool de lymphocytes T matures établis Une fois le pool de lymphocytes T matures établis en périphérie, la thymectomie n’a plus d’effet sur en périphérie, la thymectomie n’a plus d’effet sur le nombre de lymphocytes T dans le sang ou dans le nombre de lymphocytes T dans le sang ou dans les organes lymphoïdesles organes lymphoïdes

• La thymectomie chez l’adulte ou le grand enfant La thymectomie chez l’adulte ou le grand enfant ne provoque pas d’immunodéficience grave sauf si ne provoque pas d’immunodéficience grave sauf si l’individu subit par la suite une déplétion l’individu subit par la suite une déplétion lymphocytaire sévère (chimiothérapie, lymphocytaire sévère (chimiothérapie, radiothérapie, infection virale) qui ne pourra plus radiothérapie, infection virale) qui ne pourra plus être compensée par un apport de nouvelles cellulesêtre compensée par un apport de nouvelles cellules

Lymphopoïèse thymiqueLymphopoïèse thymique

• Bien que non essentielle au maintien d’un Bien que non essentielle au maintien d’un nombre normal de lymphocytes T, la nombre normal de lymphocytes T, la lymphopoïèse thymique joue un rôle dans le lymphopoïèse thymique joue un rôle dans le renouvellement du répertoire et le maintien renouvellement du répertoire et le maintien de la diversitéde la diversité

• Le répertoire d’un sujet thymectomisé Le répertoire d’un sujet thymectomisé s’appauvrit en cellules naïves et devient s’appauvrit en cellules naïves et devient monotonemonotone

• La lymphopoïèse thymique diminue La lymphopoïèse thymique diminue fortement avec l’âge mais ne se tarit jamaisfortement avec l’âge mais ne se tarit jamais

Involution thymiqueInvolution thymique

• Le thymus involue avec l’âgeLe thymus involue avec l’âge– la thymectomie chez l’adulte voire chez le la thymectomie chez l’adulte voire chez le

grand enfant ne provoque pas de lymphopénie grand enfant ne provoque pas de lymphopénie T (abaissement du nombre de lymphocytes T) T (abaissement du nombre de lymphocytes T) car les lymphocytes T mémoires se divisent car les lymphocytes T mémoires se divisent continuellement et maintiennent un nombre continuellement et maintiennent un nombre cellulaire constantcellulaire constant

– la lymphopoïèse thymique n’est toutefois la lymphopoïèse thymique n’est toutefois jamais abolie, même chez des sujets âgésjamais abolie, même chez des sujets âgés

Réponses lymphocytaires TRéponses lymphocytaires T

• Deux types de réponses après interaction Deux types de réponses après interaction avec l’antigène en périphérieavec l’antigène en périphérie– différenciation auxiliaire (lymphocytes CD4différenciation auxiliaire (lymphocytes CD4++))

• sécrétion de cytokines et expression membranaire de sécrétion de cytokines et expression membranaire de ligands favorisant l’activation d’autres types ligands favorisant l’activation d’autres types cellulairescellulaires

– lymphocytes B, lymphocytes T cytotoxiques, lymphocytes B, lymphocytes T cytotoxiques, macrophages, cellules NK, etc.macrophages, cellules NK, etc.

– différenciation cytotoxique (lymphocytes différenciation cytotoxique (lymphocytes CD8CD8++))

Réponses auxiliairesRéponses auxiliaires

• Après activation par l’antigène, le Après activation par l’antigène, le lymphocyte auxilaire CD4lymphocyte auxilaire CD4++ subit une subit une « superspécialisation » selon le type de « superspécialisation » selon le type de cellule qu’il va « aider »cellule qu’il va « aider »– aide aux lymphocytes B et à la production aide aux lymphocytes B et à la production

d’anticorps : d’anticorps : lymphocytes auxiliaires Th2lymphocytes auxiliaires Th2– aide aux lymphocytes T cytotoxiques, aux NK aide aux lymphocytes T cytotoxiques, aux NK

et aux macrophages : et aux macrophages : lymphocytes auxiliaires lymphocytes auxiliaires Th1Th1

Lymphocytes CD4Lymphocytes CD4++ Th1 et Th2 Th1 et Th2

• Ils se distinguent fondamentalement par le Ils se distinguent fondamentalement par le type de cytokines qu’ils sécrètenttype de cytokines qu’ils sécrètent

Cytokines Th1 et Th2Cytokines Th1 et Th2

Polarisation de certaines réponses Polarisation de certaines réponses immunitairesimmunitaires

• Dans certains cas, la réponse immunitaire Dans certains cas, la réponse immunitaire est polarisée, c’est-à-dire qu’elle va se est polarisée, c’est-à-dire qu’elle va se caractériser surtout par une production caractériser surtout par une production d’anticorps avec peu d’activation de d’anticorps avec peu d’activation de cellules cytototoxiques et de macrophages cellules cytototoxiques et de macrophages ou vice-versaou vice-versa

• C’est le type de lymphocyte T auxiliaire qui C’est le type de lymphocyte T auxiliaire qui va déterminer la polarisation de la réponseva déterminer la polarisation de la réponse

Contrôle réciproque des réponses Contrôle réciproque des réponses Th1 et Th2Th1 et Th2

• Les cytokines de type Th1 (IFN-Les cytokines de type Th1 (IFN-) inhibent ) inhibent le développement de réponses de type Th2 le développement de réponses de type Th2 et les réponses humorales elles-mêmes et et les réponses humorales elles-mêmes et les cytokines de type Th2 (IL-4, IL-10, IL-les cytokines de type Th2 (IL-4, IL-10, IL-13) inhibent le développement des réponses 13) inhibent le développement des réponses de type Th1 et les cellules cytotoxiques de type Th1 et les cellules cytotoxiques elles-mêmeselles-mêmes

Qu’est ce qui détermine que le Qu’est ce qui détermine que le lymphocyte T CD4+ va devenir lymphocyte T CD4+ va devenir

Th1 ou Th2?Th1 ou Th2?

• Le « climat » cytokinique au moment de la Le « climat » cytokinique au moment de la première interaction avec l’antigènepremière interaction avec l’antigène

• Le type de cellule présentatrice d’antigène Le type de cellule présentatrice d’antigène responsable de la première activationresponsable de la première activation– cellule dendritique : svt Th1cellule dendritique : svt Th1– lymphocyte B : svt Th2lymphocyte B : svt Th2

Mais la fonction auxiliaire des Mais la fonction auxiliaire des lymphocytes T CD4 passe aussi par lymphocytes T CD4 passe aussi par

l’expression de certains ligands l’expression de certains ligands membranairesmembranaires

• CD40 est une protéine de surface des CD40 est une protéine de surface des lymphocytes B, des macrophages et des lymphocytes B, des macrophages et des cellules dendritiquescellules dendritiques

• La stimulation de CD40 est essentielle à La stimulation de CD40 est essentielle à l’activation de ces cellulesl’activation de ces cellules

• Le ligand de CD40 est exprimé à la surface Le ligand de CD40 est exprimé à la surface des lymphocytes T auxiliaires (Th1 ou Th2)des lymphocytes T auxiliaires (Th1 ou Th2)

CD40LCD40L

• L’expression du ligand de CD40 est L’expression du ligand de CD40 est essentielle aux fonctions auxiliairesessentielle aux fonctions auxiliaires– exemple : le déficit génétique du ligand de exemple : le déficit génétique du ligand de

CD40 provoque une incapacité à faire une CD40 provoque une incapacité à faire une commutation isotypique, c’est le syndrome commutation isotypique, c’est le syndrome d’hyperIgMd’hyperIgM

DTH : hypersensibilité cutanée DTH : hypersensibilité cutanée retardéeretardée

• Manifestation macroscopique d’une réponse à Manifestation macroscopique d’une réponse à médiation cellulaire (participation de lymphocytes médiation cellulaire (participation de lymphocytes T auxiliaires de type Th1)T auxiliaires de type Th1)

• Par opposition aux réponses immédiates (liées à Par opposition aux réponses immédiates (liées à des mastocytes chargés d’IgE)des mastocytes chargés d’IgE)

• Initiée par des lymphocytes T CD4Initiée par des lymphocytes T CD4++ et des et des macrophages, elle s’accompagne d’une réponse macrophages, elle s’accompagne d’une réponse inflammatoire localeinflammatoire locale

• Dans les tissus : équivalent du granulomeDans les tissus : équivalent du granulome

Les lymphocytes T Les lymphocytes T et les lympho- et les lympho-cytes T cytes T correspondent en fait à des correspondent en fait à des lignées cellulaires lignées cellulaires différentes différentes et et possèdent des propriétés possèdent des propriétés différentesdifférentes. .

Les données classiquement admises au Les données classiquement admises au sujet du lymphocyte T concernent sujet du lymphocyte T concernent essentiellement le lymphocyte T essentiellement le lymphocyte T

Lymphocytes T Lymphocytes T

Echappent aux phénomènes de

sélection

• Peu nombreux dans le sang et les organes Peu nombreux dans le sang et les organes lymphoïdeslymphoïdes

• Majoritaires au niveau des épithéliasMajoritaires au niveau des épithélias• Peu de diversité, reconnaissance directe des Peu de diversité, reconnaissance directe des

antigènes sans intervention du CMHantigènes sans intervention du CMH• Sont souvent CD4Sont souvent CD4--CD8CD8--

• Fonction inconnueFonction inconnue– reconnaissance des reconnaissance des heat shock proteinsheat shock proteins??

Lymphocytes T Lymphocytes T

Lymphocytes T et réponses à médiation cellulaire.

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