IMMUNOLOGIE

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IMMUNOLOGIE

• Branche de la biologie qui étudie la nature et le fonctionnement d’un système physiologique :

le système immunitaire.

• Dérive du latin «  immunis » qui signifie « exempt de » , « à l’abri de » .

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Le système immunitaire assure:

La défense de notre organisme contre les agents pathogènes.

Et l’élimination de substances étrangères à l’organisme.

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Notre organisme est capable:

De reconnaître et tolérer ce qui lui appartient ( les immunologistes parlent du « soi »)

De reconnaître et rejeter ce qui lui est étranger ( le « non-soi »)

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Le système immunitaire est confronté à différents types d’agents pathogènes :

BactériesVirusParasitesChampignonsATNC = agents transmissibles non

conventionnels ou Prions.

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Trois chapitres:

1. Les barrières qui s’opposent à la pénétration des agents infectieux dans notre organisme

2. L’immunité innée

3. L’immunité acquise ou adaptative.

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LES BARRIERES :

Barrières physiques: - la peau - les muqueuses

Barrières chimiques: quelques exemples: - le pH acide de l’estomac - les acides gras de la peau - le lysozyme des larmes

Barrières microbiologiques: les flores commensales.

Immunité innée

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Quelques caractéristiques générales de l’immunité innée:

1. Elle s’observe déjà chez des animaux inférieurs (éponges, vers)

2. La réponse innée est immédiate3. Il n’y a pas ici de mémoire immunitaire4. Les récepteurs sont appelés PRRs=« Pattern Recognition

Receptors ». On les trouve sur de nombreux types de cellules ( notamment les cellules phagocytaires).

5. Ils reconnaissent quelques dizaines de motifs structuraux appelés PAMPs =«  Pathogen Associated Molecular Patterns »

IMMUNOLOGIEUn exemple de PPRs : Les TLRs= Toll Like Receptors

- Découverte chez la drosophile du gène Toll mouches Toll - = infections fongiques +++

- Puis découverte chez les vertébrés ( et l’homme) de gènes homologues ( Toll-like) qui codent pour des récepteurs membranaires essentiels, très conservés:« Toll like Receptors »

- On en connaît une dizaine chez l’homme . Quelques exemples: TLR 2 (ligand: peptidoglycane) TLR 3 (ligand: ARN double brin) TLR 4 ( lipopolysaccharides bactériens ) TLR 5 ( ligand : flagelline)

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Schéma de fonctionnement toujours le même:

1. Union du TLR membranaire avec son PAMP

2. Transmission de l’information de la membrane jusqu’au noyau de la cellule avec activation du « Nuclear Factor Kappa B »

3. Déclenchement de la synthèse de messagers de l’inflammation ( cytokines).

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Nous allons étudier successivement 4 composants importants de l’immunité innée :

1) Les cellules phagocytaires

2) Les cellules NK = lymphocytes NK

3) Le système du Complément

4) Les cytokines.

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LES CELLULES PHAGOCYTAIRES :

Deux grandes familles: - granulocytes(=polynucléaires)neutrophiles - monocytes sanguins+macrophages tissulaires.

Phagocytose= ingestion de particules par une cellule.

Quatre étapes:1)Chimiotactisme 2)Adhésion/Activation des récepteurs

membranaires 3)Endocytose : le phagosome 4)Le phagolysosome

Schéma de la phagocytose

Chimiotactisme du Polynucléaire

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LES CELLULES PHAGOCYTAIRES (suite):

Sécrétion par les monocytes-macrophages activés de plusieurs cytokines pro-inflammatoires (IL1, IL6, TNF alpha).

Conséquences: - augmentation de l’activité des polynucléaires

- augmentation de l’activité des lymphocytes NK

- augmentation de la synthèse des protéines de l’inflammation ( CRP, haptoglobine, fibrinogène… )

Granulocyte ( = Polynucléaire ) Neutrophile

Granulocyte (= Polynucléaire) éosinophile

Granulocyte (= Polynucléaire) basophile

Lymphocytes

Monocyte et Globules rouges (= Erythrocytes)

Plasmocytes

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1) Les cellules phagocytaires

2) Les cellules NK = lymphocytes NK

3) Le système du Complément

4) Les cytokines.

IMMUNOLOGIE LES CELLULES NK ( NATURAL KILLER ) 5 à 10 % des lymphocytes sanguins(« large granular

lymphocytes ») Dépourvues de récepteurs aux antigènes (BCR ou TCR ). Mais possédant de nombreux autres récepteurs -activateurs: les KAR = « Killer Activating Receptors » -inhibiteurs: les KIR = « Killer Inhibiting Receptors ». Elles attaquent les cellules qui expriment faiblement les

molécules du CMH de classe I (cellules infectées par un virus, cellules tumorales ).

Elles libèrent à la surface des cellules-cibles des molécules cytotoxiques( perforines,granzymes) qui induisent la mort de la cellule par apoptose.

Elles sont activées par différentes cytokines. Une fois activées elles produisent plusieurs cytokines ,dont

l’interféron gamma

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1) Les cellules phagocytaires

2) Les cellules NK = lymphocytes NK

3) Le système du Complément

4) Les cytokines.

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LE COMPLEMENT

Le système du complément est un ensemble complexe de plus de 30 protéines différentes,

- surtout des protéines plasmatiques,circulant sous forme inactive,capables de s’activer séquentiellement en cascade

- mais aussi des protéines régulatrices - et des récepteurs membranaires. Trois grandes voies d’activation: - la voie classique - la voie alterne (Pillemer 1954 ) - la voie des lectines.

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CONSEQUENCES BIOLOGIQUES DE L’ACTIVATION DU COMPLEMENT

- Lyse de certaines bactéries par le complexe d’attaque membranaire formé par l’activation des composés terminaux

C5 à C9. - Opsonisation par dépôt de C3b, ce qui facilite la

phagocytose. - Activité pro-inflammatoire,liée surtout aux composés C3a et C5a ( = anaphylatoxines ).

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QUELQUES DEFICITS GENETIQUES DU SYSTEME DU COMPLEMENT :

- Déficit en C2 : augmentation des maladies auto-immunes

- Déficit en C5,C6,C7,C8 : augmentation des infections à méningocoque, à gonocoque

- Déficit en inhibiteur du C1 : œdème angioneurotique.

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1) Les cellules phagocytaires

2) Les cellules NK = lymphocytes NK

3) Le système du Complément

4) Les cytokines.

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LES CYTOKINES : Molécules synthétisées par les cellules du système

immunitaire (et d’autres cellules) permettant la communication avec d’autres cellules qui possèdent les récepteurs membranaires correspondants.

1° cytokine mise en évidence: l’interféron(IFN) en 1957 Ce sera aussi la 1° cytokine utilisée en thérapeutique

(1981)

Aujourd’hui on a décrit plus d’une centaine de cytokines et de très nombreux récepteurs.

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QUELQUES EXEMPLES DE CYTOKINES :

- les interférons - les interleukines =IL (d’abord 2,aujourd’hui plus de

30 ! ) - les chimiokines ou chémokines, qui exercent un

effet chimiotactique sur les leucocytes - les « tumor necrosis factors » = TNF - les « colony stimulating factors » =CSF, qui

régulent l’hématopoïèse.

Activité biologique de l’interleukine 1

Activité inductrice de l’IL 1

IMMUNOLOGIEL’EXTRAORDINAIRE COMPLEXITE DES CYTOKINES : Une même cytokine peut être produite par différents

types cellulaires et une cellule donnée peut produire plusieurs cytokines différentes (=double ubiquité).

Une cytokine peut exercer des effets biologiques différents sur des cellules différentes(=pléiotropie).

Une activité biologique donnée peut être provoquée par des cytokines distinctes(=redondance).

Une même cytokine peut avoir un effet activateur sur un récepteur et inhibiteur sur un autre récepteur.

Certains récepteurs sont spécifiques d’une cytokine, d’autres sont sensibles à plusieurs cytokines.

Un même récepteur peut être présent sur plusieurs types de cellules

Certains récepteurs sont constitutifs, d’autres sont inductibles.

Réseau des Cytokines

Sous populations LTH 1 et LTH 2

Immunité adaptative

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ANTIGENES

Définition : molécule (ou substance) qui, introduite dans un organisme, provoque une réponse immunitaire.

Observations : - injection de glucose à une souris - injection à la souris d’albumine de souris - injection à la souris d’albumine de bœuf - ingestion d’albumine de bœuf par une souris.

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QUELQUES CONDITIONS POUR QU’UNE SUBSTANCE PROVOQUE UNE REPONSE IMMUNITAIRE

- Nature chimique de la substance - Taille de la molécule ( Poids Moléculaire)

- Caractère étranger à l’organisme répondeur Iso antigènes Allo antigènes Auto antigènes -Patrimoine génétique de l’organisme répondeur.

SELECTION GENETIQUE DE BIOZZI

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LE DETERMINANT ANTIGENIQUE OU EPITOPELA SPECIFICITE ANTIGENIQUE

Définition de l’épitope: petite portion d’un antigène qui est reconnue par le site actif d’un anticorps(le paratope).

Une grosse molécule antigénique, ou un antigène particulaire, se présente comme une mosaïque de déterminants antigéniques.

L’union antigène-anticorps s’effectue entre le déterminant antigénique(épitope) et le site anticorps(paratope) de façon STEREO-SPECIFIQUE.

DETERMINANTS ANTIGENIQUES

REPONSES PRIMAIRE ET SECONDAIRE

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DE L’ANTIGENE A L’ANTICORPS

La réponse primaire. La réponse secondaire - plus rapide - plus intense - plus durable. Cela témoigne de l’existence d’une MEMOIRE IMMUNITAIRE.

Rappel: immunité innée = pas de mémoire immunité acquise = mémoire. Utilisation de la mémoire immunitaire : les VACCINS.