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Chapitre II : Mécanismes de l'immunité

Introduction

Lors d’une infection, l’organisme réagit de différentes manières pour éliminer l’agent pathogène :

� Une réaction immunitaire innée non spécifique qui fait intervenir des cellules immédiatement mobilisables

� Une réaction immunitaire acquise spécifique qui fait intervenir des molécules et cellules après un certain délai.

I) Cellules et organes de l’immunité:

A – Les organes lymphoïdes

De nombreux organes participent à l’élaboration des réponses immunitaires de l’organisme :

� La moelle osseuse qui fabrique les cellules immunitaires � Le thymus qui participe à la maturation de certaines d’entre elles � Des organes périphériques de stockage comme la rate et les ganglions

lymphatiques B – Les différentes cellules immunitaires

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La moelle osseuse est un tissu qui produit en plus des globules rouges, des globules blancs appelés leucocytes (lymphocytes, monocytes (futurs macrophages), granulocytes). Parmi les leucocytes, on notera que les lymphocytes se déclinent en 2 catégories :

� Les lymphocytes B qui deviennent matures dans la moelle osseuse (B= bone ou os)

� Les lymphocytes T qui deviennent matures dans le thymus (T = thymus) II) Les mécanismes de l’immunité non spécifique : Lors de la pénétration d’un agent pathogène appelé antigène, l’organisme répond de manière immédiate et naturelle, en déclenchant une réaction inflammatoire, quel que soit l’antigène introduit : on parle d’immunité non spécifique.

A – Les barrières naturelles contre l’infection Il existe des barrières naturelles, protégeant l’organisme contre une infection par un agent pathogène :

� La peau et les muqueuses constituent un rempart mécanique efficace � Les sécrétions de ces tissus (sueur, larmes, mucus nasal, salive, ph acide

gastrique) assurent une protection chimique.

B – La réaction inflammatoire C’est un ensemble de réactions locales, vasculaires et cellulaires qui se produisent quand les barrières muco-cutanées sont franchies. Elle se traduit dans la zone d’invasion par une sensation douloureuse, une rougeur et un gonflement dû à une arrivée massive de plasma. Les capillaires deviennent perméables aux globules blancs qui sortent pour envahir les tissus.

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C’est un ensemble de phénomènes très complexes, dont le rôle est d’orienter les cellules et molécules actives du système immunitaire vers le lieu de l’infection. C – La phagocytose Les antigènes sont incorporés par endocytose (A + B + C) par la cellule phagocytaire et sont ensuite détruits par digestion enzymatique (D +E) III) Les mécanismes de l’immunité spécifique : Si l’agent pathogène n’est pas éliminé, d’autres réactions, spécifiques cette fois, se mettent en place. Pour cela, des molécules et des cellules particulières entrent en action : on parle d’immunité spécifique.

A – Les mécanismes de l’immunité à médiation humorale Il existe des mécanismes immunitaires qui permettent d’assurer le maintien de l’intégrité des milieux

extracellulaires : on parle d’immunité spécifique à médiation humorale.

1. structure d’une immunoglobuline Lors d’une infection de ce type, l’organisme peut produire des molécules appelées immunoglobulines, qui sont des macromolécules de nature protéique. Une telle molécule est en fait constituée par l’assemblage de 4 chaines d’acides aminés, dont 2 sont longues ou lourdes (notées H pour heavy et L pour light). La cohésion entre les 4 chaines est assurée par des liaisons chimiques. Cette molécule, ayant une forme de Y peut se lier avec 2 antigènes grâce aux 2 sites de fixation (1), mais également avec une cellule phagocytaire (4). Si la plupart des acides aminés de l’immunoglobuline est constant, ceux constituant le site de fixation avec l’antigène varie d’un antigène (Ag) à un autre : l’organisme est capable de fabriquer autant d’immunoglobulines différentes que d’antigènes. C’est pour cette raison que la réaction immunitaire impliquant cette molécule est dite spécifique.

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2. Rôle d’une immunoglobuline Une telle molécule est appelée anticorps (Ac), car elle a pour rôle notamment de neutraliser les antigènes en se liant avec eux : un complexe immun est alors formé.

3. production des anticorps par les lymphocytes B

Un anticorps est une molécule présente dans le sang et la lymphe, mais aussi sur la membrane plasmique des lymphocytes B, qui sont à l’origine de leur production. En effet, après sélection du lymphocyte B qui porte l’Ac spécifique de l’Ag infectant l’organisme, ce dernier se multiplie puis les cellules résultantes se différencient (remaniements intracellulaires dont le réticulum endoplasmique granuleux qui est plus développé), permettant à ces cellules de fabriquer jusqu’à 2000 Ac par seconde. De telles cellules sont appelée plasmocytes.

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4. mode d’action d’un anticorps

� L’Ag se déplaçant dans l’organisme via le sang ou la lymphe peut se lier à un Ac membranaire (porté par un lymphocyte B) grâce au site de fixation.

� Cela entraine la sélection, la multiplication puis la différenciation des LB en plasmocytes : il y a alors prolifération des Ac qui sont libérés en très grande quantité dans le sang et la lymphe.

� Les Ac rencontrant ces Ag qui leurs sont spécifiques, forment des complexes immuns qui neutralisent les Ag.

� Les complexes immuns vont être phagocytés puis détruits par digestion enzymatique, en se liant à ces cellules phagocytaires, grâce au site de fixation Ac/phagocyte (4) : les Ag sont alors éliminés.

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B – Les mécanismes de l’immunité à médiation cellulaire

Il existe également des mécanismes immunitaires qui permettent d’assurer le maintien de l’intégrité

des populations cellulaires : on parle d’immunité spécifique à médiation cellulaire.

1. intervention des lymphocytes T8

� Cette expérience met en évidence que les lymphocytes T (LT) détruisent les cellules infectées par un agent pathogène de manière spécifique.

� Il existe 2 catégories de lymphocytes T : � les LT4 portant des marqueurs membranaires appelés CD4 � les LT8 portant des marqueurs membranaires appelés CD8

2. structure d’un récepteur T

Les LT portent à leur surface, des récepteurs membranaires T, qui sont capables de se fixer de manière spécifique, sur les fragments antigéniques. En effet, les cellules infectées vont présenter des fragments antigéniques sur leurs membranes plasmiques : on parle de cellule présentant l’Ag (CPA). Ces récepteurs, comme les Ac, sont constitués de chaines d’acides aminés et présentent des sites de fixation, spécifiques de l’Ag. Il existe donc autant de récepteurs T que d’Ag dans le monde vivant.

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3- mode d’action des lymphocytes T8

� Les cellules infectées peuvent entrer en contact avec un LT8. Si le récepteur T

est celui qui est spécifique de l’Ag rencontré, il y a fixation du LT8 sur la cellule infectée. � Cette fixation provoque la sélection, la multiplication puis la différenciation

des LT8 en LT cytotoxiques : il y a alors destruction de la cellule infectée, car le LTc produit des molécules de perforine, qui en s’associant vont former des pores à la surface de la cellule infectée, induisant la fuite du matériel cytoplasmique : on parle du « baiser de la mort ».

C – Coopération cellulaire

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Cette expérience démontre que les réactions immunitaires spécifiques ne peuvent pas avoir lieu si elles sont isolées les unes des autres. D’après cette expérience, on peut mettre en évidence l’existence d’une substance, une immunohormone appelée interleukine, qui permet d’établir un mode de communication entre les lymphocytes. In vivo, l’interleukine(IL) stimule les réactions à médiations cellulaire et humorale et amplifie donc leurs effets. L’interleukine est produite par les LT4 qui sont les véritables pivots des réactions immunitaires spécifiques.

� Dès sa rencontre avec la cellule infectée (CPA), le LT4 se lie à elle, si ses récepteurs T sont spécifiques de l’Ag ayant infecté la cellule.

� Cette fixation provoque la sélection, la multiplication des LT4 : il y a alors production d’IL qui va stimuler les multiplication puis la différenciation des LB et LT8 qui ont été simultanément sélectionné.

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IV) Applications médicales :

A – La mémoire immunitaire

Un individu guéri d’une maladie infectieuse est définitivement résistant à cette maladie : il est immunisé. L’organisme garde en « mémoire » sa première rencontre avec l’Ag en question : on parle de mémoire immunitaire (LB et LT4 mémoires). Cela permet de répondre plus rapidement et plus efficacement aux Ag rencontrés antérieurement. C’est cette capacité naturelle qui a été utilisée pour mettre au point différentes applications médicales.

B – La vaccination La vaccination consiste en l’injection d’un Ag devenu non pathogène (atténué), en vue de produire une réponse immunitaire protectrice.

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L’injection de l’Ag atténué entraine dans les jours qui suivent une production importante d’Ac spécifiques de cet Ag : c’est la réponse primaire. Lors d’une seconde injection, quelques mois plus tard, la réponse produite est plus massive et plus rapide : c’est la réponse secondaire. Le taux d’Ac reste élevé pendant de nombreuses années, protégeant ainsi l’organisme. C – La sérothérapie Cela consiste en l’injection d’une dose massive d’anticorps spécifique d’un Ag , dans le but de conférer une protection rapide mais peu durable contre cet Ag. D – Greffes et transplantation d’organes

� On distingue 3 catégories de greffes en fonction de la provenance des organes, tissus ou cellules à transplanter :

� L’autogreffe où le donneur et le receveur sont la même personne (on parle d’isogreffe si c’est entre vrais jumeaux)

� L’allogreffe entre 2 personnes différentes de la même espèce. � La xénogreffe entre 2 individus d’espèces différentes.

On doit tenir compte de la compatibilité immunologique : chaque être vivant est défini biologiquement par des marqueurs spécifiques membranaires notés HLA. On s’assure lors de greffes de rechercher le donneur (membre de la famille) qui a le plus de chances d’être HLA compatible. Dans certains cas, on administre un traitement immunosuppresseur pour éviter la rejet d’un organe (le cœur par exemple), ce qui induit une diminution de la protection de l’organisme face aux antigènes.

Conclusion : La pénétration d’un antigène dans l’organisme entraine une réponse immunitaire innée ou non spécifique (réaction inflammatoire et phagocytose) et une réponse immunitaire acquise ou spécifique. Des molécules (Ac et IL) et des cellules (LB, LT8 et LT4) contribuent à éradiquer les Ag libres ou ayant infecté les cellules. La vaccination et la sérothérapie sont des applications médicales, qui confèrent une protection efficace et éventuellement durables contre les Ag qui peuvent affecter l’organisme.

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Planche exercices : Exercice I : Le bacille de Koch (noté BK) est responsable de la tuberculose. Le BCG est un vaccin (Bacille Calmette et Guérin) qui permet de se protéger contre cette maladie. 1) Interpréter les résultats des expériences. 2) Déterminer les mécanismes mise en jeu dans ce cas. Exercice II : 1) Commenter les résultats obtenus. 2) Déterminer pourquoi le VIH induit indirectement la mort de l’individu infecté.