COMPOSANTS DU SYSTÈME IMMUNITAIRE

Le système immunitaire peut être divisé en deux sous-systèmes principaux, le système inné/résistance générale et le système adaptatif. Le système inné et le système adaptatif interagissent continuellement l’un avec l’autre pour fournir une réponse immunitaire efficace.

Le système immunitaire inné ou résistance générale comprend une variété de mesures de protection qui fonctionnent continuellement et fournissent une première ligne de défense contre les agents pathogènes. Cependant, ces réponses ne sont pas spécifiques à un agent pathogène particulier. Au contraire, les cellules immunitaires innées sont spécifiques à des motifs moléculaires conservés que l’on retrouve sur tous les micro-organismes. Cela empêche le système immunitaire inné de reconnaître par inadvertance les cellules hôtes et de les attaquer. Cependant, cela empêche les réponses immunitaires innées d’améliorer leurs réactions en cas d’exposition répétée au même agent pathogène. En d’autres termes, le système immunitaire inné n’a pas de mémoire.

Les défenses protectrices du système immunitaire inné commencent par les barrières anatomiques telles que la peau intacte et les muqueuses qui empêchent l’entrée de nombreux micro-organismes et agents toxiques. La peau présente également un environnement acide de pH 3-5 qui retarde la croissance des micro-organismes. En outre, les micro-organismes normaux ou la flore, qui habitent la peau et les muqueuses, sont en concurrence avec d’autres micro-organismes pour les nutriments et les sites de fixation. De plus, le mucus et les cils des muqueuses aident à piéger les micro-organismes et à les propulser hors du corps.

Puis, le système immunitaire inné comprend des barrières physiologiques telles que la température corporelle normale, la fièvre, l’acidité gastrique, le lysozyme, l’interféron et les collectines. La température normale du corps inhibe une variété de micro-organismes ; et le développement d’une fièvre peut inhiber encore davantage nombre de ces organismes pathogènes. L’acidité gastrique de l’estomac est également très efficace pour éliminer de nombreux micro-organismes ingérés. Le lysozyme, qui est une enzyme hydrolytique présente dans les larmes et les sécrétions muqueuses, peut cliver la couche de peptidoglycane de la paroi cellulaire bactérienne et lyser ainsi le micro-organisme. Les interférons, qui comprennent un groupe de protéines produites par les cellules infectées par un virus, peuvent se lier aux cellules non infectées et produire un état antiviral généralisé. Les collectines sont des protéines surfactantes présentes dans le sérum, les sécrétions pulmonaires et sur les surfaces muqueuses. Elles peuvent tuer directement certains micro-organismes pathogènes en perturbant leurs membranes lipidiques ou indirectement en agglomérant les micro-organismes pour augmenter leur sensibilité à la phagocytose.

Les voies du complément font également partie des mesures défensives du système immunitaire inné. Il existe trois voies du complément. La voie classique est déclenchée lorsque les anticorps IgM ou certaines sous-classes d’anticorps IgG se lient à des marqueurs de surface/antigènes sur les micro-organismes. La voie alternative ou voie de la properdine est déclenchée par le dépôt de la protéine du complément, C3b, sur les surfaces microbiennes et ne nécessite pas d’anticorps pour son activation. La troisième voie, la voie des lectines, est déclenchée par la fixation de la lectine plasmatique se liant au mannose (MBL) sur les microbes et ne nécessite pas d’anticorps pour être activée. Ces trois voies fusionnent en une voie commune qui conduit à la formation du complexe d’attaque membranaire qui peut former des pores dans la membrane des cellules ciblées. Les voies du complément font également partie intégrante de l’opsonisation (ou sensibilité accrue) des antigènes particulaires à la phagocytose et du déclenchement d’une réponse inflammatoire localisée.

La réponse inflammatoire est une autre partie essentielle de la réponse immunitaire innée. La réponse inflammatoire est la réaction de l’organisme à l’invasion par un agent infectieux, à un défi antigénique ou à tout type de dommage physique. La réponse inflammatoire permet aux produits du système immunitaire de pénétrer dans la zone d’infection ou de dommage et se caractérise par les signes cardinaux que sont la rougeur, la chaleur, la douleur, le gonflement et la perte de fonction.

En plus des mécanismes anatomiques et physiologiques, il existe également des récepteurs de reconnaissance des formes ou PRR qui contribuent à la réponse immunitaire innée. Les récepteurs de reconnaissance des formes ne sont pas spécifiques d’un pathogène ou d’un antigène donné, mais ils peuvent fournir une réponse rapide aux antigènes. Les PRR sont classés parmi les protéines membranaires parce qu’ils sont associés à la membrane cellulaire ; on les trouve dans toutes les membranes des cellules du système immunitaire inné. Bien qu’il en existe plusieurs centaines de variétés, tous les gènes des PRR sont codés dans la lignée germinale pour assurer une variabilité limitée de leurs structures moléculaires. Parmi les exemples de PRR, citons la MBL, la protéine du surfactant pulmonaire, la protéine C-réactive, les récepteurs de type péage (TLR), la lectine de type C, NOD et MX. Les PRR reconnaissent les PAMPs ou motifs moléculaires associés aux agents pathogènes qui peuvent déclencher la libération de cytokines. Parmi les exemples de PAMPs, citons le LPS (endotoxine), le peptidoglycane (parois cellulaires), les lipoprotéines (capsules bactériennes), l’ADN hypométhylé (CpG présent chez les bactéries et les parasites), l’ADN double brin (virus) et la flagelline (flagelles bactériennes). Ces antigènes sont produits par des cellules microbiennes et non par des cellules humaines. La reconnaissance des PAMP par les PRR entraîne l’activation du complément, l’opsonisation, la libération de cytokines et l’activation des phagocytes.

Enfin, les phagocytes mononucléaires et les cellules granulocytaires sont également importants pour la réponse innée et contribuent à relier la réponse immunitaire innée à la réponse immunitaire adaptative. Les phagocytes mononucléaires comprennent les monocytes qui circulent dans le sang et les macrophages qui se trouvent dans les tissus. Les monocytes et les macrophages sont très importants dans la présentation des antigènes, la phagocytose, la production de cytokines et les activités antimicrobiennes et cytotoxiques.

A la maturité des monocytes, ceux-ci circulent dans le sang pendant environ 8 h, puis migrent dans les tissus et se différencient en macrophages tissulaires spécifiques ou en cellules dendritiques. Il existe plusieurs types de cellules dendritiques qui sont impliquées dans différents aspects des fonctions immunitaires. De nombreuses cellules dendritiques jouent un rôle important dans la présentation des antigènes aux cellules T auxiliaires. Cependant, les cellules dendritiques folliculaires ne se trouvent que dans les follicules lymphatiques et sont impliquées dans la fixation des complexes antigène-anticorps dans les ganglions lymphatiques.

Les cellules granulocytaires comprennent les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles/mastocytes. Les neutrophiles sont des cellules phagocytaires très actives et arrivent généralement les premiers sur un site d’inflammation. Les éosinophiles sont également des cellules phagocytaires ; toutefois, ils sont plus importants dans la résistance aux parasites. Les basophiles dans le sang et les mastocytes dans les tissus libèrent de l’histamine et d’autres substances et jouent un rôle important dans le développement des allergies.

Le système inné peut être capable d’éradiquer l’agent pathogène sans autre aide du système adaptatif ; ou bien, le système inné peut stimuler le système immunitaire adaptatif pour qu’il s’implique dans l’éradication de l’agent pathogène.

Contrairement au système immunitaire inné, les actions du système immunitaire adaptatif sont spécifiques à l’agent pathogène particulier. Cette réponse mettra plus de temps à se produire que la réponse innée. Cependant, le système immunitaire adaptatif possède une mémoire, ce qui signifie que le système immunitaire adaptatif répondra plus rapidement à cet agent pathogène particulier à chaque exposition successive.

La réponse immunitaire adaptative est composée des cellules B/anticorps et des lymphocytes T. Ce sont les deux bras du système immunitaire adaptatif. Les cellules B et les anticorps composent l’immunité humorale ou immunité à médiation par anticorps, et les cellules T composent l’immunité à médiation cellulaire. A titre de remarque, les cellules tueuses naturelles sont également issues de la lignée lymphocytaire comme les cellules B et les cellules T ; cependant, les cellules tueuses naturelles ne sont impliquées que dans les réponses immunitaires innées.

Le premier bras du système immunitaire adaptatif est l’immunité humorale, fonctions contre les agents pathogènes extracellulaires et les toxines. Les cellules B sont produites dans la moelle osseuse et se déplacent ensuite vers les ganglions lymphatiques. Dans les ganglions lymphatiques, les cellules B naïves continuent de mûrir et sont exposées aux agents pathogènes capturés dans le ganglion lymphatique en question. Contrairement aux cellules T, les cellules B peuvent reconnaître les antigènes dans leur forme native, ce qui signifie que les cellules B peuvent reconnaître les antigènes sans qu’il soit nécessaire que l’antigène soit traité par une cellule présentatrice d’antigène, puis présenté par une cellule T auxiliaire. Ces antigènes sont appelés antigènes T-indépendants car l’activation des lymphocytes T n’est pas nécessaire pour activer les lymphocytes B. Le lipopolysaccharide, le dextran et la flagelline polymérique bactérienne sont des exemples de ces antigènes indépendants de la cellule T. Ces antigènes sont généralement de grandes molécules polymères avec des déterminants antigéniques répétés. Ces antigènes peuvent également induire l’activation de nombreuses cellules B ; cependant, la réponse immunitaire est plus faible et l’induction de la mémoire est plus faible que dans le cas de l’activation des cellules T-helper. En revanche, l’activation des cellules B avec l’activation des cellules T auxiliaires entraîne une bien meilleure réponse immunitaire et une mémoire plus efficace. Cette réponse immunitaire efficace et à long terme est le type de réaction qui constitue l’objectif des vaccinations. Avec la liaison de l’antigène à la région Fab du récepteur des lymphocytes B et la signalisation secondaire des cytokines libérées par les lymphocytes T, les lymphocytes B entament une hypermutation somatique au niveau de la région Fab, ce qui augmente encore la correspondance entre la région Fab et l’antigène. Ce processus stimule ensuite la ou les cellules B pour qu’elles arrivent à maturité et deviennent des plasmocytes qui commencent alors à produire l’anticorps particulier ayant la meilleure correspondance avec l’antigène.

À partir de ces cellules B stimulées, des clones de cellules B ayant la spécificité pour l’antigène particulier vont apparaître. Ces cellules peuvent devenir des plasmocytes produisant des anticorps ou des cellules mémoire qui resteront dans les ganglions lymphatiques pour stimuler une nouvelle réponse immunitaire à cet antigène particulier. Cela se produit pendant la réponse immunitaire primaire, lorsque le système immunitaire est exposé pour la première fois à un antigène particulier.

Ce processus de sélection et d’expansion clonale prendra plusieurs jours pour se produire ; et, implique principalement la production d’IgM. L’IgM est le premier anticorps produit au cours d’une réponse immunitaire primaire.

A mesure que la réponse immunitaire progresse, les plasmocytes activés vont commencer à produire des IgG spécifiques à l’antigène particulier. Bien que l’IgM soit le premier anticorps produit et soit un anticorps beaucoup plus volumineux, l’IgG est un meilleur anticorps neutralisant. L’IgG se lie plus efficacement à l’antigène et aide à l’opsonisation.

En guise de remarque, d’autres anticorps peuvent être produits par les plasmocytes. Ces anticorps comprennent les IgD, IgA et IgE. L’IgD se trouve principalement comme un récepteur lié aux surfaces des cellules B matures. L’IgA est l’anticorps présent dans les sécrétions telles que le mucus, la salive, les larmes et le lait maternel, tandis que l’IgE est l’anticorps impliqué dans les réactions allergiques et les infections parasitaires. Cependant, l’anticorps le plus important pour les vaccins est l’IgG.

Avec les cellules mémoires qui ont été produites avec la réponse immunitaire primaire, toute exposition successive à l’antigène entraînera une réponse immunitaire secondaire plus rapide et plus efficace. Avec cette réponse immunitaire secondaire, la réaction sera plus rapide, plus importante et principalement composée d’IgG.

Pour ce qui est de l’autre bras de l’immunité adaptative, l’immunité à médiation cellulaire, elle fonctionne principalement contre les pathogènes intracellulaires. Les lymphocytes T arrivent à maturité dans le thymus et sont ensuite libérés dans la circulation sanguine. Il existe deux principaux types de cellules T, les cellules CD4 et les cellules CD8.

Les cellules CD4 ou cellules T auxiliaires possèdent le corécepteur CD4 et reconnaissent uniquement la protéine du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) II. La protéine CMH II est présente sur toutes les cellules immunitaires et agit comme un marqueur des cellules immunitaires.

Les cellules CD4 sont essentielles pour l’immunité médiée par les anticorps et pour aider les cellules B à contrôler les pathogènes extracellulaires. Il existe deux sous-ensembles de cellules CD4, Th1 et Th2. Les cellules Th1 aident à promouvoir l’immunité à médiation cellulaire ; et, les cellules Th2 aident à promouvoir l’immunité à médiation par les anticorps.

Les cellules CD8 ou cellules T-cytotoxiques possèdent le corécepteur CD8 et reconnaissent uniquement la protéine du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) I. La protéine CMH I est présente sur toutes les cellules nucléées du corps, à l’exception des érythrocytes matures, et sert de marqueur des cellules du corps. Les cellules CD8 sont essentielles pour l’immunité à médiation cellulaire et pour aider à contrôler les pathogènes intracellulaires.

Contrairement aux cellules B, les cellules T ne peuvent reconnaître que l’antigène qui a été traité et présenté par des cellules présentatrices d’antigène. Il existe deux types de traitement de l’antigène.

Le premier type de traitement de l’antigène consiste à fixer les antigènes intracellulaires avec les protéines du CMH I à la surface des cellules de traitement de l’antigène. Cela se produit avec les antigènes viraux et les cellules tumorales.

L’autre type de traitement de l’antigène implique la fixation des antigènes extracellulaires avec les protéines du CMH II à la surface des cellules présentant l’antigène. Cela se produit avec les antigènes bactériens et parasitaires.

Une fois que la cellule T a été activée par la cellule présentatrice d’antigène, elle commence à remplir ses fonctions selon qu’il s’agit d’une cellule CD4 ou d’une cellule CD8. Comme pour les cellules B, les cellules T activées subissent également une expansion clonale qui produit des cellules T effectrices supplémentaires pour l’infection actuelle et des cellules T mémoires pour les infections futures avec cet antigène.