Mécanismes effecteurs de défense contre les agents infectieux: Les IFN et les
protéines de la phase aigüe
Dr. Isabelle CREMER MCU Université Paris 6 U872 INSERM Microenvironnement Immunitaire et Tumeurs Centre de Recherche des Cordeliers. 75006 Paris E-mail: [email protected] Novembre 2010
Les protéines de la phase aigüe
Définition Protéines plasmatiques dont la concentration est augmentée (x 1000) par les cytokines pro-inflammatoires.
Les cytokines pro-inflammatoires stimulent les hépatocytes qui synthétisent et sécrètent les protéines de la phase aigüe. Cette réponse est la première défense du système immunitaire et permet la reconnaissance de substances étrangères.
Les protéines importantes sont: - la protéine C réactive (CRP) - les collectines (dont la protéine de liaison du
mannose, MBP) - les ficolines
Elles fonctionnent comme des PRR solubles.
La CRP
La CRP: -se lie aux phospholipides membranaires microbiens.
-fonctionne comme une opsonine, collant les microorganismes aux phagocytes, et active la voie classique du complément.
-formée de 5 sous-unités polypeptidiques identiques groupées autour d’un site de fixation du calcium, pour former la pentraxine.
Structure et morphologie de la CRP
Pepys M. B. et al. 2003. Journal of clinical invest. 111:1805
Les collectines et les ficolines
- Protéines plasmatiques qui lient les résidus carbohydrates présents à la surface des bactéries et des virus, et activent la phagocytose.
- Elles ont des structures similaires:
Elles sont formées de sous-unités trimériques contenant des régions « collagen-like » et des domaines C-terminaux globulaires. Ces domaines sont des domaines de lectines de type C pour les collectines et des domaines « fibrinogen-like » pour les ficolines.
Elles fonctionnent comme des opsonines, collant les microorganismes aux phagocytes, et activent le complément par la voie des lectines. Les produits issus de la voie d’activation du complément, en réponse induisent l’inflammation, la cytolyse par les macrophages et attirent les phagocytes.
Structure des collectines et des ficolines
D’après Holmskov U. et al. 2003. Annu. Rev. Immunol. 21:547
Ficolines: Domaines « fibrinogen-like »
Collectines: Domaines « lectin de type C »
Les multiples activités du système du complément
Les interférons
1957: Isaacs et Lindenmann
Des cellules exposées au virus influenza produisent un facteur soluble, l’interféron, qui exerce une activité antivirale.
Famille de cytokines dont l’expression est induite chez les vertébrés en réponse à une infection virale.
Les interférons
Type I famille de protéines homologues dans leur séquence aa: gène ancestral commun?
Type II
IFNα
IFNβ
IFNγ
1 seul gène
20 gènes (13 codent des protéines fonctionnelles)
1 seul gène
Les interférons
Nomenclature
Propriétés physiques
Organisation génétique
Type I Type II
IFNα IFNβ IFNγ
Acides aminés
Poids moléculaire
Glycosylation
165-166 166 143
15-27 25 20-25
non N-gly N-gly
Nombres de gènes
Présence d’introns
Localisation chromosomique
Inducteurs
>13 1 1
non non oui
9 9 12
Virus,ARNdb
Virus,ARNdb
Lectines, cytokines, mitogènes, antigènes
Induction des IFN par les microorganismes
Virus
Rickettsia
Bactéries Listeria LPS des bactéries gram- Protéine M des strepto groupe A Mycoplasmes
Protozoaires Plasmodium Toxoplasma
IFNα/β
Hertzog P.J. et al. 2003 TRENDS in immunology 24:534
Induction des IFN en réponse à une activation des TLR
ARNdb
LPS
ARNsb
CpG ADN
IFN-α
Induction des IFN en réponse à une activation des TLR
(Kumar H. et al. BBRC 2009)
Induction des IFN par les virus
Infection virale
Activation des facteurs de transcription IRF3 , IRF7 et NF-kB
Interaction IRF3 et coactivateur CBP/p300: complexe DRAF1
Induction IFNα/β
Taniguchi T. et al. 2002 current opinion in immunology 14:111
Récepteurs pour les Interférons
Stark G.R. et al. 1998 Annu.Rev. Biochem. 67:227
Le récepteur IFNAR et la transduction du signal
-Induction IFN par virus et ARN double brin
-Liaison IFN sur récepteur
-Induction de la voie de signalisation JAK/STAT
-Induction de la transcription des gènes inductibles par les IFN: >100 gènes
Katze M.G. et al. 2002 Nature rev.immunol. 2:675
Taniguchi T. et al. 2002 current opinion in immunology 14:111
-Liaison IFN sur récepteur
-Phosphorylation de JAK1 et Tyk2
-Recrutement et phosphorylation de STAT1 et STAT2
-Formation du complexe ISGF3 (STAT1/2 et p48=IRF9) et du complexe AAF (dimère STAT1)
-Translocation dans le noyau
-Liaison à l’ADN sur séquence ISRE « IFN Stimulated Gene Factor 3 » ou GAS « IFNγ-activated site »
Transduction du signal
Gènes induits par les IFN: ISG « IFN stimulated genes » Action antivirale
Action antivirale des IFN: La PKR = p68 kinase
eiF2 impliqué dans l’initiation de la synthèse protéique
eiF2 phosphorylé ne peut pas être recyclé donc inhibition de la traduction
Action antivirale des IFN: La 2’5’ OAS
2-5A synthétase inactive
2-5A synthétase active
ARN db
Oligomères polymérisation ATP en série d’oligomères liés en 2’-5’
ATP
endoribonucléase Inactive Ex: RNase L
endoribonucléase active
Dégradation de l’ARN
Action antivirale des IFN: La 2’5’ OAS
Action antivirale des IFN: Les protéines Mx
Famille de GTPases qui inhibent la synthèse et/ou la maturation des transcrits viraux par trapping en sortie du RE.
Action antivirale sur le virus influenza
IFNα/β
Antiviral
Activation cellules du système immunitaire
Antiprolifératif
Actions pléïotropes des IFN de type I
Antiapoptotique
Différenciation
Chimiokines et cytokines
Lien immunité innée et adaptative Autoimmunité
Antitumoral
Immunité innée
Quelles sont les cellules productrices d’IFNα/β?
Kadowaki N. et al. 2000 J. Exp. Med 192:210
Cellules stimulées par le HSV
PBMC: cellules totales du sang périphérique Mono: monocytes CD11c+ DC: cellules dendritiques myéloïdes IPC: Natural « IFNα/β Producing Cells »= cellules dendritiques plasmacytoïdes
Rôle des IFN dans l’induction de l’immunité adaptative
Le bon A. et al. 2002 current opinion in immunology 14:432
Les IFNα/β: lien entre l’immunité innée et l’immunité adaptative
Belardelli F. et al. 2002 TRENDS in immunology 23:201
Les effets des IFNα/β sur le système immunitaire
Cellules de l’immunité innée
Cellules présentatrices de l’antigène
Cellules de l’immunité adaptative
Activité NK
Cytotoxicité dépendante des macrophages
Expression CMH I
Différentiation et activation des DC
Production d’Acs
Réponses de type Th1
Activités CTL in vivo
Prolifération des T CD8+ mémoires in vivo Survie in vitro des T activés