Immunologie fondamentale : Cellules et mécanismes innés

Immunié Innée : Guide Essentiel

L'immunité innée représente la première ligne de défense de l'organisme. Elle est non-spécifique et agit spontanément. Ses acteurs sont cruciaux pour contenir les infections en attendant la mise en place de l'immunité adaptative, qu'ils initient.

I. Origine des cellules de l'immunité

• Toutes les cellules sanguines de l'immunité innée proviennent de la cellule souche hématopoïétique.
• Principalement de la cellule souche myéloïde.
• Exception : Les cellules NK proviennent de la cellule souche lymphoïde.

II. Monographie des cellules de l'immunité innée : Morphologie et fonction

A. Les Monocytes

• Description : Cellule sanguine immature, ronde ou ovale. Noyau en fer à cheval ou en E. Cytoplasme gris-bleu (MGG).
• Taille : $15$ à $25$ microns.
• Durée de vie sanguine : Environ $24$ heures.
• Migration : Migrent dans les tissus pour se différencier en macrophages ou cellules dendritiques.
• Nombre : Généralement inférieur à $1000/mm^3$.

B. Les Macrophages

• Origine : Dérivés des monocytes, ils sont la forme tissulaire.
• Caractéristiques : Riches en granules et lysosomes pour dégrader les corps phagocytés.
• Localisation ubiquitaire (noms spécifiques) :
  • Foie : Cellules de Kupffer.
  • Tissus nerveux : Cellules microgliales.
  • Poumons : Macrophages alvéolaires.
• Récepteurs : CD4, B7, CCR5, la plupart des PRR membranaires, CMH de classe 1 et 2.
• Fonctions :
  • Cellule phagocytaire par excellence ("éboueur de l'organisme").
  • Production de cytokines/chimiokines (inflammation).
  • Cellule Présentatrice d'Antigène (CPA).

C. La Phagocytose

Processus précoce initié par les macrophages et polynucléaires.

1. Opsonisation (non obligatoire) : Fixation d'opsonines autour de la bactérie.
2. Chimiotactisme : Attraction des macrophages par les chimiokines.
3. Adhérence : Reconnaissance des opsonines par les récepteurs des macrophages, déclenchant la phagocytose.
4. Phase rhéologique : Formation de pseudopodes pour englober la bactérie, créant un phagosome.
5. Phase de destruction : Fusion du phagosome avec les lysosomes pour former un phagolysosome. Digestion par acidification, enzymes hydrolytiques (lysozyme, protéase), dérivés toxiques de l'oxygène et nitrés.

D. Les Cellules Dendritiques

• Morphologie : Expansions cytoplasmiques (dendrites). Présentes dans tous les tissus, notamment épiderme et thymus.
• Origine : Myéloïde (dérivent des monocytes) ou lymphoïde.
• Fonction principale : Présentation de l'antigène aux cellules T, rôle majeur dans l'activation de l'immunité adaptative.
• Récepteurs : La plupart des PRR membranaires, CD4, B7, CMH de classe 1 et 2.

E. Les Polynucléaires Neutrophiles

• Morphologie : Noyau polylobé ($3$ à $5$ lobes). Nombreuses petites granulations :
  • Granulations primaires azurophiles : lysozyme, peroxydase, défensine, protéase.
  • Granulations secondaires neutrophiles : lysozyme, collagénase, lactoferrine.
• Taille : $10$ à $15$ µm.
• Durée de vie : Très courte ($< 24$ heures).
• Fonctions : Phagocytose sur le site de l'inflammation, dégranulation, pièges à bactéries.
• Migration : Passent par diapédèse vers les tissus cibles.
• Abondance : $50$ à $70\%$ des leucocytes ($2000$ à $7000$/mL). Principalement dans le sang, mais aussi dans les tissus inflammés.

F. Les Polynucléaires Basophiles

• Rôle : Essentiel dans les allergies.
• Morphologie : Noyau volumineux, irrégulier, fissuré (aspect de trèfle). Nombreuses grosses granulations basophiles contenant de l'histamine.
• Taille : $10$ à $12$ µm.
• Durée de vie : Très courte ($5$ à $7$ heures).
• Fonctions : Réactions d'hypersensibilité immédiate (allergie) et retardée via les récepteurs IgE.
• Abondance : $0.5$ à $1\%$ des leucocytes ($75$/mL).
• Remarque : Deviennent des Mastocytes dans les tissus.

G. Les Polynucléaires Éosinophiles

• Morphologie : Noyau bilobé. Cytoplasme avec grosses granulations éosinophiles (rouge-orangé) contenant peroxydase, hydrolases acides.
• Taille : $10$ à $15$ µm.
• Durée de vie : Très courte ($4$ à $5$ heures) dans le sang, puis $8$ à $12$ jours dans les tissus.
• Rôles : Réponse inflammatoire allergique, immunité antiparasitaire.
• Abondance : $1$ à $3\%$ des leucocytes ($40$ à $300$/mL). Augmenté chez les sujets allergiques.

H. Les Cellules NK (Natural Killer)

• Morphologie : Similaire aux lymphocytes.
• Fonction principale : Cytotoxicité spontanée contre les cellules cancéreuses et infectées par des virus, en différenciant les cellules saines des "malades" via les molécules de CMH de classe 1 (récepteurs activateurs et inhibiteurs).
• Marqueurs : CD16 (récepteur du fragment Fc des IgG), CD56 (spécifique des NK), R FcγIII.
• Mécanismes d'action : Cytoxicité directe et cytotoxicité dépendante des anticorps (ADCC).

III. La Diapédèse

Passage des cellules immunitaires sanguines vers les tissus cibles (essentiellement polynucléaires et monocytes).

1. Phase de capture : Rapprochement de la cellule vers l'endothélium.
2. Adhésion labile et roulement (rolling) : Liaisons entre sélectines (cellules immunitaires) et mucines (endothélium), permettant un roulement.
3. Adhésion forte : Immobilisation par interactions entre intégrines (LFA-1 sur cellules phagocytaires/lymphocytes) et immunoglobulines (I-CAM sur endothélium).
4. Transmigration : La cellule s'insère entre deux cellules endothéliales en dissociant la jonction intercellulaire.

IV. Le Phénomène de l'Inflammation

Réponse médiée par des effecteurs induits, avec quatre signes cardinaux : Douleur, Rougeur, Chaleur, Œdème.

A. Rôles Essentiels de l'Inflammation

• Recrutement des molécules et cellules effectrices (via diapédèse).
• Constitution d'une barrière physique (coagulation) pour limiter l'infection.
• Réparation des tissus endommagés.

B. Libération des Cytokines et Conséquences

Interaction PAMP-PRR entraîne la sécrétion de facteurs solubles et diverses conséquences :

• Cytokines pro-inflammatoires : TNF-α, chimiokines, IL-1, IL-6, IL-12, IL-18.
• Substances vasodilatatrices : Monoxyde d'azote (NO), prostanoïdes.
• Cytokines anti-inflammatoires : IL-10, TGF-β (régulation pour éviter un excès pathologique).
• Conséquences :
  • Vasodilatation et augmentation de la perméabilité vasculaire.
  • Expression de molécules d'adhésion (sélectines, immunoglobulines) sur les cellules endothéliales (induit par TNF-α).
  • Coagulation (via TNF-α – attention : risque de choc septique si TNF-α en excès).
• Activation de la phase de réponse aiguë :
  • IL-1 agit sur l'hypothalamus $\rightarrow$ synthèse de prostaglandine $\rightarrow$ fièvre.
  • Moelle osseuse : induction de la synthèse de facteurs de croissance.
  • Foie (par IL-6, IL-1, TNF-α) $\rightarrow$ synthèse de protéines de phase aiguë :
    • CRP (C-Reactive protein).
    • MBP (Mannose binding protein) : rôle d'opsonine, active le complément.
  • Synthèse de fibrinogène et facteurs du complément (par IL-12 et IL-18).
  • Recrutement de cellules phagocytaires par chimiotactisme (chimiokines).

V. Les PRRs (Pattern Recognition Receptors)

Récepteurs clés du système immunitaire inné, exprimés par les cellules immunitaires innées (macrophages, cellules dendritiques, neutrophiles).

A. Reconnaissance des Molécules

• PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) : Motifs moléculaires conservés sur les microorganismes (ex: lipopolysaccharides, ARN viral).
• DAMPs (Damage-Associated Molecular Patterns) : Molécules libérées par les cellules endommagées (ex: ATP, HMGB1).

B. Types de PRRs

1. TLR (Toll-Like Receptor)
   • Essentiels pour la reconnaissance des pathogènes, activation de la réponse immunitaire et régulation des réponses inflammatoires.
   • Une dizaine de TLR connus, chacun avec des ligands spécifiques.
   • Exemples de localisation et ligands :

     TLR	Localisation	Ligands reconnus	Sources pathogènes
     TLR1/2	Membrane plasmique	Lipoprotéines triacylées	Bactéries Gram-positives
     TLR2/6	Membrane plasmique	Lipoprotéines diacylées	Bactéries Gram-positives
     TLR4	Membrane plasmique	Lipopolysaccharides (LPS)	Bactéries Gram-négatives
     TLR5	Membrane plasmique	Flagelline	Bactéries flagellées
     TLR3	Endosome	ARN double-brin	Virus (ex. : virus de la grippe)
     TLR7/8	Endosome	ARN simple-brin	Virus (ex. : VIH, VHC)
     TLR9	Endosome	ADN riche en motifs CpG	Bactéries, certains virus

2. NLR (NOD-Like Receptors)
   • Famille de récepteurs intracellulaires détectant les pathogènes et les signaux de stress. Rôle crucial dans l'immunité innée et l'inflammation.
3. RLR (RIG-I-Like Receptors)
   • Récepteurs cytosoliques détectant les infections virales et initiant la réponse antivirale.
4. CLR (C-type Lectin Receptors)
   • Famille de récepteurs reconnaissant les composants glucidiques des microorganismes et régulant les réponses immunitaires.

VI. Points Clés de l'Immunité Innée

• Implique plusieurs types de cellules.
• Fonctionne par des mécanismes innés non spécifiques.
• La reconnaissance PRRs-PAMPs est fondamentale.
• Chaque type de cellule a un rôle spécifique contre certains pathogènes.