Les mécanismes immunitaires

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Tests
L'exemple de l'infection par le VIH montre que l'organisme est capable de détecter un élément étranger comme un virus et de déclencher des mécanismes de défense dans le but de l'éliminer. Le système immunitaire est en effet capable de faire la distinction entre les cellules et les molécules qui lui appartiennent (« soi ») et celles qui proviennent d'autres organismes (« non-soi »). Il est également capable de détecter et de détruire ses propres cellules quand elles sont transformées par un virus ou un processus cancéreux (« soi modifié »). Quels sont les processus immunitaires mis en jeu dans ces différentes situations ?
À l'occasion du premier contact avec un antigène donné, l'immunité innée mobilise immédiatement des cellules peu spécifiques, notamment des phagocytes.
Le système immunitaire des vertébrés est non seulement capable de reconnaître spécifiquement une infinité d'antigènes différents, mais peut aussi rapidement détecter les antigènes déjà rencontrés et développer contre eux une réponse spécifique intense en produisant des cellules et des molécules spécialisées. C'est l'immunité acquise.
1. Quelles sont les principales caractéristiques de l'immunité innée et de l'immunité acquise ?
• L'immunité innée met principalement en jeu des cellules qui circulent en permanence dans le sang et la lymphe, comme par exemple les granulocytes neutrophiles, les monocytes et les macrophages, équivalents tissulaires des monocytes. Ces cellules sont mobilisées et attirées dès qu'un élément étranger est détecté dans le milieu intérieur et sont capables de le faire disparaître par phagocytose, quels que soient les antigènes qu'il porte.
• L'immunité acquise, quant à elle, fait intervenir des molécules solubles, comme les anticorps, et des cellules, comme les lymphocytes T cytotoxiques. Les effecteurs de l'immunité acquise sont mobilisés plus progressivement parce qu'il n'existe au départ qu'un petit nombre de cellules immunocompétentes pour un antigène donné et que leur multiplication ne se produit qu'à la suite de la reconnaissance de l'antigène. Les anticorps maintiennent l'intégrité du milieu extracellulaire en neutralisant des toxines, des particules virales ou des bactéries extracellulaires, tandis que les lymphocytes cytotoxiques maintiennent l'intégrité des populations cellulaires en détruisant les cellules infectées ou modifiées par une mutation. En outre, des cellules « mémoire » permettent aux réactions acquises de se développer plus rapidement et plus intensément lors d'une seconde rencontre avec un antigène, assurant ainsi une protection durable de l'organisme par l'immunité acquise. Cette caractéristique est à l'origine des vaccins.
Test n°1Test n°2
2. Quelles sont les caractéristiques des anticorps ?
• Les anticorps, appelés également immunoglobulines, sont des protéines synthétisées par les lymphocytes B et les plasmocytes qui en dérivent. Il existe des anticorps membranaires, qui constituent les récepteurs immunitaires des lymphocytes B (environ 100 000 récepteurs par lymphocyte B), et des anticorps circulants, sécrétés par les plasmocytes, qui constituent des effecteurs de l'immunité acquise.
• Les anticorps sont des molécules polyfonctionnelles comportant une partie constante et une partie variable. La partie constante comprend notamment le site de fixation à la membrane des récepteurs B et la région reconnue par les phagocytes lors de l'élimination des complexes immuns. La partie variable est responsable de la spécificité de l'anticorps et constitue le site de reconnaissance de l'antigène.
• Chez l'espèce humaine, on estime à 1017 le nombre d'antigènes élémentaires différents susceptibles d'être reconnus par les anticorps alors qu'il n'existe que quelque 30 000 gènes. À un instant donné, on estime à 100 millions le nombre de types d'anticorps différents présents dans l'organisme. L'ampleur de la diversité des lymphocytes T est du même ordre.
Test n°3Test n°4Test n°5
3. Comment la production d'anticorps est-elle déclenchée ?
• La production d'anticorps dépend de l'activation des lymphocytes B. Celle-ci se produit quand les anticorps membranaires d'un lymphocyte B (récepteurs B) reconnaissent un antigène par leur partie variable (phase de reconnaissance). La stimulation d'un lymphocyte B a pour conséquence sa multiplication (phase d'expansion clonale) et la différenciation des cellules filles en un clone de plasmocytes sécréteurs d'anticorps et en lymphocytes B mémoire, susceptibles de réagir rapidement en cas de nouveau contact avec le même antigène (phase de différenciation).
• La spécificité des anticorps sécrétés par les plasmocytes est identique à celle des récepteurs B du lymphocyte stimulé au début de la réaction immunitaire. On parle de sélection clonale car les lymphocytes B ne peuvent reconnaître qu'un seul antigène et que seul le clone de lymphocytes B sélectionné se multiplie.
• Dans la plupart des réactions immunitaires, la prolifération des lymphocytes B et la production d'anticorps dépendent également de messagers chimiques, les interleukines, produits notamment par des lymphocytes T auxiliaires ou T4. L'activation de ces derniers dépend le plus souvent de la présentation d'un antigène par une cellule présentatrice d'antigène (CPA) comme un macrophage.
• Les lymphocytes B sont les seules cellules capables de reconnaître un antigène circulant dans le milieu intérieur et assurent ainsi une surveillance permanente du milieu extracellulaire. Il y en a environ 1011 dans l'organisme et on estime à 100 millions le nombre de types d'anticorps différents à un moment donné.
Test n°6
4. Comment les antigènes sont-ils éliminés ?
• Grâce à leur partie variable, les anticorps spécifiques reconnaissent les antigènes circulants. Le double site de reconnaissance permet aux anticorps de se lier à deux antigènes identiques et de complexer ainsi les agents étrangers comportant cet antigène. Il en résulte la formation de complexes insolubles appelés complexes immuns. Des phagocytes (macrophages, granulocytes neutrophiles) font disparaître les complexes immuns par endocytose puis digestion intracellulaire.
• D'autres mécanismes de destruction des antigènes dépendant des anticorps existent également. Dans tous les cas, l'élimination des antigènes nécessite la coopération entre cellules de l'immunité innée (macrophages notamment) et cellules de l'immunité acquise (lymphocytes). Toutefois, si les anticorps produits contre un virus circulant peuvent le neutraliser et l'empêcher d'infecter de nouvelles cellules, ils n'ont pas d'action sur les cellules infectées. Ce sont les lymphocytes T cytotoxiques qui éliminent ces dernières.
Test n°7
5. Comment la production de lymphocytes cytotoxiques est-elle déclenchée ?
• Les principes de la production de lymphocytes cytotoxiques (lymphocytes T CD8) sont comparables à ceux de la production de plasmocytes. Les lymphocytes T8 sont activés lorsqu'ils reconnaissent par leur récepteur T des antigènes portés par les cellules infectées ou modifiées. Une fois activés, les LT8 se multiplient et se différencient en lymphocytes cytotoxiques, susceptibles d'éliminer les cellules cibles en produisant des substances cytolytiques à leur contact. Les lymphocytes T8 pré-cytotoxiques se multiplient lorsqu'ils sont stimulés par des interleukines produites par des lymphocytes T auxiliaires de même spécificité. Ainsi, l'immunité humorale, avec la production d'anticorps, et l'immunité cellulaire, avec la production de lymphocytes T cytotoxiques, sont contrôlées l'une et l'autre par les lymphocytes T4.
• Lors d'une infection par le VIH, le système immunitaire limite la réplication virale, souvent pendant plusieurs années, mais la destruction des lymphocytes T4 finit par rendre impossible la production d'anticorps et de lymphocytes cytotoxiques. En temps ordinaire, l'organisme produit environ un milliard de lymphocytes par jour et ces derniers représentent 20% des globules blancs circulants.
Test n°8
À retenir
Un lymphocyte B porte environ 100 000 molécules de récepteur B à sa surface et on estime à 1017 (100 millions de milliards !) le nombre d'antigènes élémentaires différents susceptibles d'être reconnus par les anticorps. À un instant donné, on estime à 100 millions le nombre de types d'anticorps différents présents dans l'organisme.
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