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PROPRIETES DES ANTIGENES

� Les antigènes sont des structures moléculaires reconnues spécifiquement par le système immunitaire.

� L'induction délibérée d'une réponse immunitaire par injection d'une substance étrangère s'appelle immunisation.

� La dose, la voie d'administration et la forme de l'antigène peuvent influencer l’induction et le type de réponse immunitaire.

� DÉFINITON ANCIENNE :

� On appelle antigène toute substance étrangère àl'organisme qui, introduite par voie parentérale, est susceptible d'induire la formation d'anticorps avec lesquels elle s'unira spécifiquement.

� DÉFINITON ACTUELLE :

� On appelle antigène toute espèce moléculaire naturelle ou synthétique capable d'induire une réponse immunitaire dans un organisme vivant et de réagir spécifiquement avec les produits de cette réponse, BCR/anticorps et récepteur T.

� NOTION DE DÉTERMINANTS ANTIGÉNIQUES OU ÉPITOPES :

déterminant antigénique ou épitope : structure moléculaire de l'antigène reconnue par les anticorps au niveau du paratope.

� Les plus petits épitopes comptent 3 acides aminés.

� Un même épitope peut se retrouver dans différents antigènes.

� Un antigène porte souvent plusieurs épitopes différents.

� Un épitope correspond à une zone de 1 à 3 nm de diamètre, soit 15 à 18 acides aminés pour une protéine, soit 5 à 6 oses pour un polysaccharides.

� Un antigène = plusieurs déterminants, qui peuvent être différents les uns des autres, chacun étant capable d'induire la production d'un anticorps spécifique.

� En réponse à l'introduction de cet antigène → réponse contre différents épitopes : l'antisérum obtenu est dit polyclonal.

� NOTION D'IMMUNOGÈNES :

� Capacité d’induction d’une réponse immunitaire et de réaction spécifique, in vivo et in vitro avec les molécules de reconnaissance ainsi induites.

� Donc, bien que tous les immunogènes soient des antigènes, tous les antigènes ne sont pas des immunogènes.

� Antigénicité = propriété d'un épitope de se lier au paratope de l'anticorps ou du TCR.

� NOTION D'HAPTÈNE :

� Du grec "hapteïn" (attacher) : (LANDSTEINER 1921) = des substances non antigéniques par elles-mêmes, mais pouvant le devenir lorsqu'elles sont couplées àdes macromolécules porteuses ("carrier").

� NOTION DE SPÉCIFICITÉ ANTIGÉNIQUE :

� C'est la capacité de se lier avec des molécules de reconnaissance.

� Le pouvoir immunogénique d'une molécule (la capacitéd'induire une réponse immunitaire) ne préjuge en rien de la spécificité antigénique de cette dernière.

� DIFFÉRENTS TYPES D'ANTIGÈNE:

� - naturels

� - synthétiques

� - artificiels (naturels chimiquement modifiés)

� Parmi les antigènes naturels, on distingue des :

� - xénoantigènes : antigènes présents chez tous les individus d'une ou de plusieurs espèces distinctes de celle du sujet immunisé.

� - alloantigènes : antigènes inégalement répartis entre les individus de la même espèce que le sujet immuniséet entraînant la formation d'anticorps chez un individu ne possédant pas l'alloantigène en question.

� - autoantigènes : antigènes présents dans les cellules ou les tissus mêmes du sujet immunisé.

� PARAMETRES DU POUVOIR IMMUNOGENE

La notion d'immunogénicité est relative : le

pouvoir immunogénique dépend de :

� facteurs intrinsèques ou paramètres structuraux liés à la molécule d'antigène,

� de facteurs liés à l'organisme dans lequel on l'introduit,

� facteurs liés aux conditions expérimentales de l'immunisation.

� PARAMÈTRES LIÉS À L'ANTIGÈNE :

� Ce sont les caractères physico-chimiques de l'antigène qui conditionnent son immunogénicité. Seuls les composés organiques peuvent être immunogènes.

� Parmi les différents paramètres structuraux on distingue

� La distance taxonomique : Encore appelée distance phylogénique elle correspond au degré d' "étrangeté" entre la molécule d'antigène et la molécule constitutive correspondante de l'organisme receveur.

Paramètres physico-chimiques :

�Taille moléculaire : Plus le volume d'une molécule est grand, plus en principe son pouvoir immunogène est puissant.

�L'agrégation éventuelle des antigènes est un paramètre important : ainsi seuls les agrégats d'immunoglobulines, obtenus par la chaleur, sont immunogéniques.

�La rigidité : Il faut que la structure moléculaire de l'immunogène ne soit pas trop "molle", trop fluide car sinon la fixation sur les récepteurs des lymphocytes qui, repose sur une complémentarité tridimensionnelle, est trop lâche voire impossible.

�La complexité : Il faut une certaine diversité dans la structure pour obtenir l'immunogénicité.

Paramètres biochimiques :

Les protéines :

� Ce sont les composés les plus immunogènes.

� Les protéines sont des molécules très antigéniques du fait du polymorphisme de leur structure et des différences existant entre espèces, entre individus.

Les glucides :

� Ils sont immunogènes à l'état de polyosides.

�Les polysaccharides constituent des édifices moléculaires hautement diversifiés à la structure complexe, et donc fortement antigéniques.

Les lipides :

�Par eux-mêmes ils ne sont pas immunogènes, car leur structure est sensiblement la même dans de nombreuses espèces animales : ce sont des haptènes

Les acides nucléiques :

�L'ADN pur, isolé, n'entraîne pas de réponse immunitaire expérimentale.

� Protéines > glucides > lipides > acides nucléiques

Le catabolisme :

�Le catabolisme influe sur l'immunogénicité : plus il est lent, plus la stimulation antigénique perdure et plus l'immunogénicité croît.

Valence antigénique :

�valence antigénique = nombre d'anticorps capable de se lier simultanément à un antigène. Celui-ci peu être vu comme la juxtaposition de plusieurs épitopes différents, capables chacun d'induire la formation d'un anticorps spécifique.

�La valence est au mieux égale à la somme des épitopes et le plus souvent lui est inférieur notamment pour les molécules de haut poids moléculaire en raison de phénomènes d'encombrement stérique.

� PARAMÈTRES LIÉS À L'HÔTE :

Gènes Ir :

�Postulat de BENACERRAF : existence de gènes de réponse immunitaire (gènes Ir) que les études ultérieures ont identifiés comme étant, en grande partie, les gènes du CMH de classe II.

Age :

� Influe sur l'état de développement physiologique de son système immunitaire, la qualité de la réponse immunitaire.

� Il est plus facile d'obtenir un état de tolérance chez des animaux nouveau-nés.

� PARAMÈTRES LIÉS AUX CONDITIONS D'IMMUNISATION :

Dose d'immunogène :

� L'apport d'antigènes en fortes doses provoque une anergie ou sidération du système immunitaire qui ne répond pas.

Une explication possible est la mort par apoptose des macrophages (" indigestion ! ") par dysfonctionnement des signaux de communication intercellulaires dû à une activitémacrophagique trop élevée.

� L'apport répété d'antigènes renforce les réponses de l'organisme, ce qui est mis à profit lors des rappels de vaccination.

� Voies d'administration :

� La voie d'administration dicte la localisation du contact de l'antigène avec les cellules immunocompétentes.

�L'apport d'antigènes par voie orale active le système immunitaire muqueux

�Une tolérance orale par anergie semble s'installer lors d'un apport élevé d'antigènes.

�Lors d'une immunisation par voie intra-dermique, sous-cutanée ou intra-musculaire l'antigène est retrouvé dans les ganglions régionaux de drainage.

�Lors d'une immunisation par voie intra-veineuse, ou intra-péritonéale chez les petits rongeurs, l'organe lymphoïde sollicité est surtout la rate.

�La voie intra-veineuse tend à entraîner un état de tolérance.

�Les meilleures voies pour une réponse immunitaire positive, notamment une bonne production d'anticorps, sont les voies sous-cutanées, intra-musculaire et intra-dermique (coussinet plantaire).

Adjuvants :

� L'adjuvant de Freund est constitué d'huile minérale et de mycobactéries tuées ; il permet le relargage prolongé dans le temps de l'antigène. L'adjuvant d'hydroxyde d'alumine diminue la dégradation d'antigène par les macrophages.

Nature de l'immunisation :

� NOTION D'ANTIGÈNES THYMO-DÉPENDANTS ET THYMO-INDÉPENDANTS

�En fonction de la nécessité ou non de l'aide des lymphocytes T pour la production d'anticorps on distingue des immunogènes thymo-dépendants et des immunogènes thymoindépendants

�Antigènes thymoindépendants : Il s'agit le plus souvent d'édifices de haut poids moléculaire de structure répétitive d'un ou de quelques épitopes, souvent de nature polyosidique et de catabolisme lent.

Deux types d'antigènes thymo-indépendants sontDécrits :

� Les antigènes thymoindépendants de type 1 possèdent des caractéristiques physicochimiques qui en font à fortes doses des stimulateurs de tous les lymphocytes B, immatures et matures. On parle alors de mitogènes.

� Les antigènes thymoindépendants de type 2 sont des polysaccharides à structure répétitive, retrouvés dans les parois bactériennes. Ils sont dénués d'activité mitogène et ne peuvent stimuler que des lymphocytes B matures.

� Caractéristiques de la réponse immunitaire aux antigènes thymoindépendants : réponse de type IgM, de faible affinité sans cellules mémoire.

� Caractéristiques de la réponse immunitaire aux antigènes thymodépendants : réponse de type IgG, de forte affinité avec cellules mémoire.

ANTIGENICITE

� ANTIGÈNES POLYOSIDIQUES :

�Ce sont des antigènes de structure simple comparés aux protéines.

� IL s'agit le plus souvent de déterminants séquentiels, c'est-à-dire faits de la succession de plusieurs oses (pentoses, hexoses ou heptoses) plus ou moins substitués par des radicaux méthyl, acétyl, amine ou Nacétylamine sur un groupement-OH.

�Parmi les polyosides complexes on range les lipopolysaccharides (LPS) des entérobactéries, les glycoprotéines, les lectines.

� ANTIGÈNES PROTÉIQUES :

�Les protéines et les polypeptides sont des immunogènes le plus souvent thymodépendants.

�Des traitements physiques (chaleur), chimiques capables de modifier leur conformation sont susceptibles de modifier leur immunogénicité.

� Travaux sur l'antigénicité des protéines pour la réponse humorale :

�L'immunogène doit avoir une taille minimale (1000 Daltons), présenter une certaine complexitémoléculaire,

�posséder plusieurs déterminants dont la taille est d'environ 10 à 20 acides aminés et qui doivent être accessibles.

�Ce sont plus souvent des déterminants conformationnels que séquentiels qui doivent présenter un certain degré de mobilité pour augmenter la complémentarité antigène-anticorps.

� Il existe également des déterminants cryptiques totalement inaccessibles sur la molécule native ;

�de tels déterminants n'entraînent une prolifération in vitro que des lymphocytes T sensibilisés in vivo avec le peptide et non avec la protéine entière.

� SUPERANTIGÈNE

�A la différence des antigènes protéiques classiques, les super-antigènes ne nécessitent pas d'être apprêtés (tronçonnés en oligopeptides) pour se lier au TCR.

�On appelle ainsi des molécules capables de se lier, sur leur versant externe, à des molécules de classe II du CMH et aux chaînes Β du TCR.

�L'activation qu'elles entraînent est donc polyclonale, et intéresse un plus grand pourcentage (10 à 15 %) de lymphocytes T que celle spécifique médiée par l'antigène.

�Il existe également des molécules d'origine bactérienne (protéines A et G du Staphylocoque) capable de se lier au BCR indépendamment du site anticorps et d'activer de façon polyclonale les lymphocytes B.