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4 - LES ANTIGENES4 - LES ANTIGENES(Ag)(Ag)
4-1- Définitions
4-2- Conditions de l’immunogénicité
4-3- La spécificité antigénique
4-1- Définitions4-1- Définitions
4-1-1- Antigènes
4-1-2- Immunogénicité
4-1-3- Antigénicité
4-1-4- Déterminants antigéniques ou épitopes
4-1-5- Haptènes
4-1-6- Les différentes catégories d’antigènes
4-1-1- Antigènes4-1-1- Antigènes
Ag = Toute substance capable d’entraîner une réaction immunitaire spécifiques
-Origine de l’Ag peut être: endogène ou exogène. -Nature de l’Ag : naturelle ou synthétique
Les antigènes complets présentent 2 propriétés fonctionnelles essentielles
-l’immunogénicité
-la réactivité antigénique (antigénicité)
4-1-2- Immunogénicité4-1-2- Immunogénicité
l’immunogénicité ou pouvoir d’induction de la réponse immunitaire spécifique par un
antigène donné
=capacité d’un Ag donné à stimuler la prolifération de LT et LB spécifiques immunocompétents et à
induire la formation d’Ac spécifiques
Cellules B + antigène
cellules B effectrice + cellules B mémoire
Cellules T + antigène
cellules T effectrice + cellules T mémoire
4-1-3- Antigénicité4-1-3- Antigénicité
la réactivité antigénique (antigénicité)
ou capacité de réagir avec les produits de
la réponse immunitaire
=
capacité de réagir avec les lymphocytes spécifiques activés et les anticorps libérés en
réponse à un antigène donné
CONSTATCONSTAT
une substance immunogène est forcément antigénique
L’inverse est t’il vrai ?
4-1-4- Déterminants antigéniques 4-1-4- Déterminants antigéniques (DA) ou épitopes(DA) ou épitopes
La capacité de reconnaissance et de liaison spécifique avec l’anticorps résidedans une partie limitée de l’antigène, connue sous le nom de DA ou épitope
L’épitope ou DA est la plus petite unité structurale reconnue par l’Ac.
Comme chaque antigène possède x DA, il peut mobiliser plusieurs lymphocytes spécifiques et stimuler la production d’une grande variété
d’Ac // sérotypage d’une Salmonelle
La valence d’un Ag correspond au nombre de DA accessibles aux Ac
Seules quelques parties de l’Ag sont antigéniques et ces régions de l’antigène possèdent une structure tridimensionnelle complémentaire du site de liaison de l’anticorps
4-1-5- Haptènes4-1-5- Haptènes
Doc 4. Haptènes expérience
=
- Induction production d’Ac NEGATIVE
- Reconnaissance par le S.I. POSITIVE
ANTIGENIQUE, NON IMMUNOGENE
HAPTENE seul
Substance chimique de faible poids moléculaire possédant une
réactivité antigénique mais dépourvue de pouvoir immunogène.
Remarque : les haptènes sont des DA isolés, on parle également d’Ag incomplets ou partiels
=
HAPTENE COUPLE A UNE MOLECULE PORTEUSE
Couplage à des molécules porteuses de taille importante : Protéines carrier (porteuses), Particule de latex
ANTIGENIQUE, IMMUNOGENE
- Reconnaissance par le S.I. POSITIVE
- Induction production d’Ac POSITIVE
bactérie
Ac
haptènes
Absence Ac
+
Complexe Ag-Ac Ac
1 2 3 4
DOC 4. EXPERIENCE MISE EN EVIDENCE DES CARACTERISTIQUES DES HAPTENES
Immunogénicité Immunogénicité Immunogénicité Immunogénicité
antigénicité antigénicité antigénicité antigénicité
+ +
+++ ?
--
bactériehaptènes
Ag-Ac
Protéine porteuse
4-1-6- Les différentes 4-1-6- Les différentes catégories d’antigènescatégories d’antigènes
Les xéno-antigènes, hétéroantigènes ou antigènes ubiquitaires portés par les individus d’une espèce différente.
Les auto-antigènes, présents chez l’individu lui-même.Ex : cellules cancéreuses , maladie auto-immune
Les allo-antigènes, caractérisent des groupes d’individus au sein d’une même espèce. Ex : HLA, système ABO
Ex : antigène de Forssman ( sur les globules rouges de cheval, mouton…)
Les différentes catégories d’antigènes (doc 5)Les différentes catégories d’antigènes (doc 5)
Figure 7. Topographie des antigènes de groupes sanguins sur la membrane érythrocytaire
Le système A, B, O Le système A, B, O Selon que les gènes A et B sont présents, les sucres qui leur Selon que les gènes A et B sont présents, les sucres qui leur
correspondent viennent s'ajouter au "socle de base" représenté correspondent viennent s'ajouter au "socle de base" représenté par la substance H.par la substance H.
Anticorps naturels du système ABO en fonction du Anticorps naturels du système ABO en fonction du groupegroupe
Règles de compatibilité dans le système ABO en transfusion de globules rouges.Règles de compatibilité dans le système ABO en transfusion de globules rouges. Les sujets O sont dénommés Les sujets O sont dénommés donneurs universelsdonneurs universels et les sujets AB et les sujets AB receveurs receveurs universelsuniversels. Le plus logique est une transfusion iso-groupe (O donne à O, A donne à . Le plus logique est une transfusion iso-groupe (O donne à O, A donne à A etc…). Cependant, les groupes B et AB sont rares, et il se peut que l'on n'ait pas A etc…). Cependant, les groupes B et AB sont rares, et il se peut que l'on n'ait pas assez d'unités iso-groupe pour transfuser de tels malades. C'est par exemple dans assez d'unités iso-groupe pour transfuser de tels malades. C'est par exemple dans cette situation que l'on utilise le schéma de la figure suivante.cette situation que l'on utilise le schéma de la figure suivante.
4-2- les conditions 4-2- les conditions d’immunogénicitéd’immunogénicité
4-2-1- Caractères étrangers à l’organisme des Ag
4-2-2- Les caractéristiques moléculaires : taille,
rigidité, complexité
4-2-3- Nature chimique des antigènes
4-2-4- Conditions d’administrations
4-2-5- Conditionnement de l’antigène
4-2-1- Caractères étrangers à 4-2-1- Caractères étrangers à l’organisme des Agl’organisme des Ag
En règle générale, un organisme n’induit pas de
réponse immunitaire contre ses propres constituants.
l’animal est capable de reconnaître le « soi » du « non soi » donc de distinguer une substance immunogène de ses propres constituants
antigéniques.
il y a tolérance vis à vis des antigènes du soi sauf en cas de maladie auto-immune
4-2-2- Les caractéristiques 4-2-2- Les caractéristiques moléculaires moléculaires
Une certaine flexibilité de la structure
tridimensionnelle est nécessaire pour assurer
une bonne complémentarité Ac-Ag.
Poids moléculaire
- d’une protéine immunogène : 10 kDa- d’un polysaccharide immunogène beaucoup plus élevé que 10 KDa
Complexité chimique
Flexibilité
Plus l’antigène est chimiquement complexe, plus le nombre de DA différents est important
polymère synthétique d’acide glutamique et lysine
PM minimum de
30 à 40 kDa
pour être immunogène
+tyrosine PM minimum à
10 à 20 kDa
+phénylalanine
PM minimum à
4 kDa
composition Poids moléculaire
+ le niveau d’organisation
4-2-3- Nature chimique des 4-2-3- Nature chimique des antigènesantigènes
Une variété quasi infinie de molécules étrangères peuvent jouer le rôle d’antigènes complets
-les lipides et acides nucléiques sont peu ou pas immunogènes,
-Les protéines sont les plus immunogènes,
-les polyosides sont modérément immunogènes seuls ceux de fort poids moléculaire sont immunogènes.
4-2-4- Conditions d’administrations4-2-4- Conditions d’administrations
Voies
d’introduction
voie orale (digestive) peu utilisée voies parentérales (non digestives)- intraveineuse moins immunogène- intramusculaire, sous-cutanée et intradermique sont les plus utilisées et les plus immunogènes
Dose
Une dose trop faible ou trop élevée induit un état de tolérance vis à vis de l’antigène. Lorsqu’un tel état à été induit, une immunisation ultérieure avec une dose normalement immunogène n’est plus efficace.
L’immunogénicité d’une substance s’exprime uniquement si la dose injectée est adéquate.
l’intensité de la RI peut être augmentée lorsque
certaines substances appelées adjuvants sont injectées
en même temps que l’antigène.
Adjuvant
Substance qui permet d’augmenter la réponse immunitaire en provoquant un retard dans
l’élimination de l’antigène dans l’organisme en retenant l’antigène au niveau de l’organisme
Exemples d’adjuvants : sels minéraux insolubles, huiles minérales, extraits microbiens, LPS
L'adjuvant complet de Freund n'est utilisé qu'en expérimentation animale. Il est composé d'un mélange d'huiles minérales et d'un broyat de bacilles
tuberculeux tués. On émulsionne l'antigène dans l'adjuvant.
Une même dose d'antigène est injectée seule (a), en mélange avec de l'alun (b) et en émulsion dans de l'adjuvant complet de Freund (c)
Augmentation de la production des anticorps par les adjuvants
Vaccins: le rôle clé des adjuvants
Dans un vaccin, il y a une fraction antigénique, qui entraîne de la part de l’organisme une réaction immunitaire ciblée contre l’antigène. Cependant, cette réaction est souvent insuffisante pour assurer une protection efficace.
A la fraction antigénique est rajouté un adjuvant qui vise à potentialiser la réaction. Le choix de l’adjuvant est donc primordial (alun, adjuvant incomplet de Freund) . L’intérêt pour les adjuvants vaccinaux va en augmentant, car la majorité des nouvelles unités vaccinales aujourd’hui utilisées induisent, certes, une réaction immunitaire, mais celle-ci est insuffisante en pratique pour protéger le sujet vacciné. Les adjuvants modernes peuvent être administrés par différentes voies : orale, transcutanée, intranasale...Chaque adjuvant présente un mécanisme d’action complexe souvent lié à plusieurs facteurs mal compris dans les travaux en laboratoire.
Cette complexité et ce caractère multifactoriel expliquent que chaque couple vaccin-adjuvant est unique.
Nom de l'adjuvantNom de l'adjuvant CompositionComposition Mécanisme d'actionMécanisme d'action
Adjuvant incomplet de
Freund
Huile en émulsion dans l'eau
Libération retardée de l'antigène ; capture facilitée par les macrophages.
Adjuvant complet de
Freund
Huile en émulsion dans l'eau avec des mycobactéries tuées
Libération retardée de l'antigène ; capture facilitée par les macrophages ; induction de la costimulation.
Alun (hydroxyde d'aluminium)
Gel d'hydroxyde d'aluminium
Libération retardée de l'antigène ; capture facilitée par les macrophages.
Alun +Bordetella pertussis
Gel d'hydroxyde d'aluminium avec B.
pertussis tuées
Libération retardée de l'antigène ; capture facilitée par les CPA ; induction de la costimulation.
Complexes immunostimulants
Matrice de Quil A contenant des protéines virales
Délivre l'antigène dans le cytosol ; permet l'induction des Tc.
4-2-5- Conditionnement de 4-2-5- Conditionnement de l’antigènel’antigène
Il faut donc protéger sur l’antigène la partie chimique qui peut se lier à la surface du phagocyte
La présentation de l’antigène par certaines cellules présentatrices de l’antigène est nécessaire à l’induction de la réponse immunitaire.
Or pour présenter cet antigène aux lymphocytes, il faut qu’un DA de ce dernier se fixe à la surface de la CPA
ParamètreImmunogénicité
accrueImmunogénicité
réduite
Taille grande petite (PM<2500 Da)
Dose intermédiaire forte ou faible
Voie sous-cutanée>intrapéritonéale > intraveineuse ou intragastrique
Composition complexe simple
Forme particulaire ou dénaturée soluble ou native
Proximité avec le Soi
différences nombreuses peu de différences
Adjuvants libération lente + bactérieslibération rapide, sans bactéries
ajoutées
d'après Janeway et al., Immunobiology, 1999
4-3- La spécificité 4-3- La spécificité antigéniqueantigénique
4-3-1- Définition
4-3-2- Réactions croisées
4-3-1- Définition4-3-1- Définition
Un anticorps ou un lymphocyte reconnaît une structure particulière (un épitope) à l’exclusion de toute autre.
Doc 7. La spécificité antigénique
La spécificité antigénique désigne la propriété d’un antigène donné de réagir avec un anticorps donné.
Ces épitopes correspondent à des régions dites exposées de l’antigène
A
B
Antigène
Réaction Ag-Ac possible
Pas de réaction Ag-Ac possible
C
D
Antigène
Anticorps Anticorps
Anticorps
Spécificité antigéniqueLa réaction Ag-Ac nécessite une complémentarité entre les sites réactionnels de l’antigène et ceux de
l’anticorps
Doc 7. La spécificité antigénique
Anticorps
l'épitope ou déterminant antigénique est une forme spatiale adoptée par une courte séquence peptidique ou polysaccharidique (5 à 10 acides aminés ou sucres)
Les épitopes des antigènes peptidiques sont reconnus directement par les anticorps.
Leur reconnaissance dépend :
• de leur accessibilité dans l'espace ; le site peut être inaccessible par :
- enfouissement dans une macromolécule ;- repliement de la molécule ;- glycosylation…
• de la nature des épitopes :
- séquence d'acides aminés linéaires ;- rapprochement spatial d'acides aminés (sites conformationnels) .
4-3-2- Réactions croisées4-3-2- Réactions croisées
On parle de réaction croisée lorsqu’un anticorps est capable de se combiner avec un antigène autre que celui qui a stimulé sa production
Cette réaction est due au fait que les deux antigènes ont un ou plusieurs épitopes (DA) en communs
Doc 7. La spécificité antigénique
AA
B
Antigène1
Anticorps anti-A
Anticorps anti-B
a- l’Ag 1 a deux sites antigéniques A et B
auxquels correspondent deux types d’Ac anti-A et
anti-B
b- première possibilité de
réaction croisée : l’Ag 2 possède un
site antigénique (A) identique à celui de
l’Ag 1
A
C
Antigène2
Anticorps anti-A
Anticorps anti-B
c- deuxième possibilité de
réaction croisée : l’Ag 3 possède un
site antigénique (B’) de structure voisine
de (B) de l’Ag 1.
B’
Antigène3
Anticorps anti-A
Anticorps anti-B
Doc 7. La spécificité antigénique
JOYEUX NOËLJOYEUX NOËL
ET ET
BONNE ANNEE 2004BONNE ANNEE 2004
ANTIGENES
Substance qui, introduite dans un organisme, provoque la formation d'un anticorps spécifique susceptible de la neutraliser.
Quel type d’immunité est mise en jeu ?
Un antigène peut provenir de sources très diverses: bactéries, virus, cellules étrangères, substances toxiques.
Quelles origines peut avoir un Ag ?
Alex et lolo
substance reconnue par l’organisme comme appartenant au non-soi biologique.
Pourquoi parle t’on de non soi biologique? Signification ?
1. Un antigène peut être défini comme une substance capable de susciter une réaction immunitaire spécifique de nature humorale ou cellulaire.
2. Un antigène peut aussi être défini comme une substance reconnue par le système immunitaire.
3. Cette deuxième définition a le mérite de centrer le problème sur le système immunitaire d’un individu, car une substance peut être antigénique pour un individu et ne pas l’être pour un autre : c’est le cas des allergènes.
Marie et roxanne
IMMUNOGENICITE
substance capable de provoquer une réaction immunitaire. Le plus souvent c'est un antigène. Alex et lolo
capacité d’une molécule à induire une réponse immunitaire
Karen et nadia
toute substance capable de susciter une réaction immunitaire spécifique.Jessica et ma / ludo et geoffrey
antigène de grande taille, provoquant une réponse immunitaire de l’organisme
Particularités ! signification ?
ANTIGENICITE / SPECIFICITE ANTIGENIQUE
capacité d’un épitope à se lier au paratope de l’anticorps ou au récepteur des LB/LT. Karen et nadia
= à quoi correspondent paratope + récepteurs LB/LT ?
propriétés que possède l’antigène à réagir avec un anticorps ou un récepteur spécifique d’un lymphocyte
Interaction Antigène-Anticorps effectuée sur une partie limitée de l’antigène (DA). Karen et nadia suite…
DETERMINANTS ANTIGENEQUES (DA) ou EPITOPES
L'épitope est une région de l'antigène reconnue par des récepteurs membranaires des lymphocytes : le BCR des lymphocytes B ou le
TCR des lymphocytes T. Adeline et stéphanie seulement ?
Synonyme de site antigènique.Fraction de la molécule d'un antigène qui a la propriété de se combiner avec l'anticorps spécifique
correspondant ou avec les lymphocytes correspondant. Alex et lolo
C’est une région limitée de l’antigène capable de se fixer soit au site de l’anticorps (paratope), soit aux récepteurs lymphocytaires.
Karen et nadia
structure moléculaire de l'antigène reconnue par les anticorps. Les plus petits épitopes comptent 3 acides aminés. Un même épitope peut
se retrouver dans différents antigènes ; un antigène porte souvent plusieurs épitopes différents.
HAPTENES
molécule de nature protéique, immunogène, sur laquelle l’haptène est fixé
molécules de faible masse moléculaire, n’étant pas des constituants naturels de l’organisme Nadia de karen
MOLECULES PORTEUSES
antigène de petite taille, incapable de provoquer seul une réponse immunitaire de l’organisme. Les haptènes ne sont pas des immunogènes car même s'ils sont reconnus, ils n'engendrent pas de réponse immunitaire sauf s'ils sont associés à des molécules "porteuses". Donc :
- tous les immunogènes sont des antigènes ;- tous les haptènes sont des antigènes ;- les haptènes ne sont pas immunogènes.
LES DIFFERENTES CATEGORIES D’ANTIGENES
Allo-antigène: antigène rencontré chez certains individus d'une même espèce. Ex: Les antigènes A, B, O et la molécule HLA. Alex et lolo
Auto-antigène: molécules potentiellement antigéniques propre à chaque individus et normalement tolérées mais qui peuvent induire, dans certaines circonstances, chez l'individu qui en est porteur, une réponse immunitaire accompagnée ou non de manifestations pathologiques.
Adjuvant: Substance qui amplifie la réponse immunitaire, quand elle est administrée en même temps et au même point qu'un antigène. Comment se fait l’amplification ? Suite…
Vaccins: le rôle clé des adjuvants
Dans un vaccin, il y a une fraction antigénique, qui entraîne de la part de l’organisme une réaction immunitaire ciblée contre l’antigène. Cependant, cette réaction est souvent
insuffisante pour assurer une protection. A la fraction antigénique est rajouté un adjuvant qui vise à potentialiser la réaction. Le choix de l’adjuvant est donc primordial.
L’intérêt pour les adjuvants vaccinaux va en augmentant, car la majorité des nouvelles unités vaccinales aujourd’hui utilisées induisent, certes, une réaction immunitaire, mais celle-ci est insuffisante en pratique pour protéger le sujet vacciné. Les adjuvants modernes peuvent être
administrés par différentes voies : orale, transcutanée, intranasale...Chaque adjuvant présente, en fait, un mécasnime d’action complexe, souvent lié à plusieurs
facteurs mal compris dans les travaux en laboratoire. Cette complexité et ce caractère multifactoriel explique que chaque couple vaccin-adjuvant est unique.
Le choix d’un adjuvant implique des essais cliniques souvent coûteux. A l’heure où les études se multiplient, il semble important de pouvoir réaliser des essais comparant une même fraction
vaccinale avec différents adjuvants, selon un protocole commun à toutes les études. Cette démarche permettrait sans doute d’accélérer la mise au point de nouveaux vaccins, efficaces
et bien tolérés.
plusieurs facteurs mal compris dans les travaux en laboratoire. Cette complexité et ce caractère multifactoriel explique que chaque couple vaccin-adjuvant est unique.Le choix d’un adjuvant implique des essais cliniques souvent coûteux. A l’heure où les études se multiplient, il semble important de pouvoir réaliser des essais comparant une même fraction vaccinale avec différents adjuvants, selon un protocole commun à toutes les études. Cette démarche permettrait sans doute d’accélérer la mise au point de nouveaux vaccins, efficaces et bien tolérés.
L’immunogénicité dépend des caractéristiques de l’antigène
1- Origine étrangère de la molécule
Auto antigène : antigène reconnu par SI d’origine
Tolérogène : antigène non reconnu
Hétérophile : présent chez plusieurs individus de plusieurs espèces = ubiquitère
2- Taille de la molécule
100 000 Da pour être immunogène, les haptènes sont non immunogènes du fait de leur taille
3- Nature chimique et complexité de la molécule
Protéines : +++
Polysaccharides : ++
Lipides et oses : -
Plus la molécule est complexe, plus elle est immunogène
Facteurs d’Immunogénicité
Facteurs liés à la préparation de l’antigène
Voie d’administration .Voie parentérale
-Sous-cutanée, intra-péritonale, intramusculaire => ganglions lymphatiques. (immunogène +)
-Intraveineuse à rate (très irriguée) .Voie orale (digestive) .Deux zones de tolérance : basse dose liée aux LT et à forte dose par
les LB Rôle des adjuvants
- Substance qui permet d’augmenter la réponse immunitaire enprovoquant un retard dans l’élimination de l’antigène dansl’organisme en retenant l’antigène au niveau de l’organisme - Exemples : sels minéraux insolubles, huiles minérales, extraits
microbiens, LPS
