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La réponse Immunitaireet

sa régulation

Michel Abbal

DFGSM2 Rangueil 2012-13

Schématisation simplifiée de l’activation de la réponse humorale et cellulaire

AgCPA

CD8 CD4B

Th

TcytotoxPlasmocyteAc

Phagocytose - Présentation

Sélection

Multiplication

Différenciation

Cytotoxicité -Neutralisation

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Il y a plusieurs modes de réponses selon :La nature de l’antigèneLa nature des cellules présentatrices et leurs récepteurs mis

en jeul’environnement en cytokinesLa "génétique" du patientEt bien d’autres choses connues et inconnues

Mais surtout il y a des non réponses :Passive par ignorance (non présentation, pas de cellules

spécifiques..)Active (tolérance)

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L’immunité humorale

Définition :

Humorale (les humeurs = liquides)sang (sérum, plasma), LCR, larmes, sécrétions(muqueuses, lait)tous les liquides extra-cellulaires

Sérique limitée en principe au sérum mais de portéebeaucoup plus large, en raison de son exploration facile et de sa connexion (équilibre ,) avec tous les compartiments extra cellulaires de l’organisme.

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Répartition des Igdans les différents compartiments

sang Autres liquides

En équilibre mais avec des coefficient de diffusion variables suivant les barrières (exemple sang/LCR) qui entrainent des différences de concentration

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Généralités sur la production des anticorps

Préexistence dans la moelle avant tout contact avec l’antigène(génération aléatoire du complexe VDJ donc de l’activité anticorps)

La production en quantité importante est déclenchée par les contacts antigéniques

Disponibilité grande à l’ensemble de l’organisme (de par leur grande solubilité et donc diffusion dans tous les espaces extracellulaires)meilleure diffusion des IgG / aux IgM

Affinité qui va augmentant avec :les stimulations antigéniquesles isotypes IgG > IgM

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Les phases indépendantes et dépendantes de l’antigène

Indépendante : Dans la moelleGénération au hasard de la spécificité anticorps par réarrangement VDJ.Elimination des auto-anticorps (voir Thymus pour les T)Passage dans la circulation de lymphocytes B

exprimant une IgM qui vont coloniser rate et ganglions

Dépendante de l’antigène :Contact épitope IgM de membrane (BCR) entraîne L’activation de la cellule avec l’aide d’un CD4Th et de co-signaux CD40-CD40L & B7CD28

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Signaux de vie ou d’activation

Au stade immature dans la moelle :seulement 10% des B survivront (sélection négative)si l’antigène entre en contact avec l’IgM de membrane :

la cellule se met en apoptose.Or les seuls antigènes (en principe présents) dans la moelle sont des auto-antigènes. C’est donc un moyen de faire "le ménage" => sélection négative des B

Au stade mature :Si Th et co-signaux sont présents

Cellule mémoire Différenciation en plasmocyte

activation

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Chronologie des contacts avec l’Ag

Réponse primaire : la première

Réponse secondaire : la seconde

Réponse anamnestique : se souvient encore bien qu’apparemment il n’y ait plus d’anticorps !

Lieu d’activation des lymphocytes BPour les antigènes circulants : majoritairement dans la rate

Pour les antigènes tissulaires : dans le ganglion de drainage

B

CPA

T cytotox

T h

Chaque cellule a son rôle dans la réponse immune

Treg

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CD8 naïf

CD4 activé

Expansion(clonale)

Expansion(clonale)

Prolifération

CD4 naïf

CD8 activé

CD8Mémoire

Vie longue

CD4Mémoire

Vie longue

CD8effecteur

Vie courte

CD4effecteur

Vie courte11

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Un dialogue (coopération) à 3 ou à 2 pour une réponse humorale

Ces cellules sont regroupées et en contact étroit par la présence de l'antigène ou ses épitopes dans un ganglion

BCD4

CD

BCD4

Le lymphocyte B joue en premier le rôle de CPA.

Rappel : le CD4

CD4 CD8 B

aide le CD8 aide le B

CD4

Le CD4 est dit h (helper) parce qu’il aide d’autres cellules à faire mais il peut aussi empêcher, il est alors dit régulateurs (on n’ose pas dire suppresseur)

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Dynamique de la réponse humorale

Temps(semaines)

Titre

Réponseprimaire

Réponsesecondaire

IgM

Premier contact Deuxième contact

IgG ou IgA ou IgE

Dynamique de la réponse humorale

Premier contactavec l’antigène

Temps delatence

Deuxième et xième contactavec l’antigène

Isotype TitreAc

Durée

Long(1 semaine)

Court(qq jours

à qq heures)

IgM

Autre queIgM

Faible

Elevé

Courte

Longue

AffinitéAc

Faible

Forte

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Pourquoi cette différence de temps de réponse en réponse primaire et secondaire ?

GanglionLymphatiqueMuqueuse

Ag

La deuxième fois : il y a beaucoup plus de cellules répondeuses (y compris in situ) donc une probabilité de rencontre entre les différents partenaires plus grande, donc production plus rapide.

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Conséquences pratiques

La nécessité de faire des rappels lors des vaccinations

La datation des contacts antigéniques :à des fins diagnostiques (rétrospectives) (était ce bien une

pathologie due a ce virus identifié par la production d’anticorps spécifiques avec à la clé d’éventuelles décisionnelles thérapeutiques (grossesses à risque)

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Le profil des anticorps renseigne sur les événements antérieurs

Mise à profit des changements du profil anticorps consécutifs aux contacts successifs avec l’Ag:

Changement d’isotypeIgM = primaireAutre que IgM (le plus svt IgG) = secondaire,

mais "mélange possible d’isotypes"Taux des anticorps (titre +- élevé)

mais dépendant du moment de l’exploration

Mais grande prudence pour interpréter des résultats(éventuel recours à un deuxième prélèvement dans un

intervalle de temps bien précis pour consoliderl’interprétation

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L’environnement de l'antigène conditionne en partie l'isotype en réponse secondaire

Muqueux : IgA et IgGPb des vaccins oraux

Sous cutanée ou IM (vaccins) : IgG

Des doses faibles répétées : IgE ?

Mais surtout le type de coopération avec les T CD4 et les cytokines en présence

IFNγ

IL-4

20

B7CD28

B7 CD28

CD40LCD40

IgG

IgA IgE

IL-5

Th B

Th

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L’orientation vers une réponse humorale

L’orientation vers une réponse cellulaire

Antigène CPA(CD1>CD2)

Th(Th1 > Th2)

CytokinesIL-12,IFNγγγγ

Antigène CPA(CD2>CD1)

Th(Th2 > Th1)

CytokinesIl-3,4,5,6

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Régulation de la réponse humorale

Par le taux circulant de l'isotype quelle que soit l’activité anticorps

un des effets des IvIg ?(ex : peut être la désensibilisation en transplantation).

Par le taux circulant de la spécificité anticorpspar blocage par les Ac circulants de l'accès des

épitopes au BCR par inhibition de l’activation des lymphocytes B par des Ig non membranaires fixées sur

l’antigène et liées par le FcgRII membranaire du lymphocyte B

Par l'équilibre du réseau idiotype anti-idiotype ?

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Interactions membranaires activatrices du lymphocyte B

S S

antigène

S S

antigèneC3d

CD19

CD21

ITAM

Transduction du signal

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Rôle d’anticorps préexistants dans l’inhibition du lymphocyte B

S S

antigèneC3d

CD19

CD21

Transduction du signal

CD32 (FcγγγγRIIb)(récepteur pour le fragmentFc des IgG)

Anticorpspréexistantsoluble

Fonction des anticorpsActifs sur les germes extra cellulaires

(mais aussi intracellulaires comme les virus en empêchant leur

diffusion de cellule à cellule (vaccins anti viraux très efficaces)

Neutralisationtoxines ex : botuliniquefonction :

agrégation, adhésion, mobilité des bactéries :(ex : strepto & caries dentaires;

pili des gonocoques) médicament : insuline et résistance chez le

diabétique traitéAgglutination (in situ)Précipitation (in situ)Hémolyse (complément dépendante)Opsonisation (coopération avec les phagocytes)ADCC (coopération avec les cellules NK)

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Exploration des IgQualitative : électrophorèse & immunofixation

distribution :Polyclonale , oligoclonale, monoclonaleQuantitative ou dosage

Isotypes en routine : (dosage pondéral)IgG IgA IgM (explo de l’immunité)

sous classes des IgGIgE (explo de l’allergie)

Spécificité : c.à.d. mesure de l'activité anticorps sérodiagnostic, titrage

In situ : (biopsies, frottis )étude des cellules productrices d'Igou dépôts d'Ig sur des cellules ou des organites

(membranes basales,..)

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Electrophorèse des protéines seriques

Test qualitatif et semi quantitatif pour les IgG

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1 2 3 4 5 6

Anomalie monoclonale IgG Kappa

γ α µ κ λ

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Dosage des Ig

Taux des isotypesà interpréter en fonction de l'age.en fonction de la pathologie

ex : cachexie, pertes urinaires, digestives

Taux des activités anticorpsà interpréter en fonction des normes spécifiques expressions en Unités +ou- arbitrairesreproductibilitéprécision

Coût d’un dosage des IgG IgA et IgMremboursement secu B85 (85 x 0.27 = 23 €)

La réactionantigène anticorps

• Bases moléculaires

• Notions de spécificitéet

de réaction croisée

• Conséquences in vivo 30

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Energie grandeAc réactif & spécifique

Energie très faibleAc non spécifique

De plus un anticorps a au moins 2 sites anticorps,ce qui augmente les effets

La réaction antigène anticorps

EpitopeSite

anticorps

EpitopeSite

anticorps

EpitopeSite

anticorps

Energie suffisanteAc faiblementSpécifique= réaction croisée

Conséquences

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Sur l’anticorps :Diminution du taux (par élimination du complexe antigène

anticorps ou simplement sa non disponibilité dans un test de laboratoire

Ex : après accident aigu peu de chances de trouver l’anticorps ce qui rend difficile le diagnostic de l’accident

Sur l’antigène :Rien ou presque ou…Neutralisation (ex toxine tétanique)Immobilisation in situ (précipitation si l’Ag était soluble) avec

d’éventuelles lésions locales (ex glomérule)Activation du complémentActivation : PN, macrophages, NK, mastocyte, eosinophile,..Régulation de la production des AC