Bases du système immunitaire

L'Interactions des Acteurs du Système Immunitaire dans la Défense de l'Organisme

Le système immunitaire est un ensemble complexe d'acteurs qui interagissent pour maintenir l'intégrité de l'organisme. Lorsque l'immunité innée, malgré la réaction inflammatoire, ne suffit pas à bloquer une contamination par des agents pathogènes, l'immunité adaptative prend le relais, activant des mécanismes de défense spécifiques pour éliminer la menace.

I. Relais et Spécificité de l'Immunité Adaptative

L'immunité adaptative est une composante essentielle du système immunitaire des vertébrés, complémentaire à l'immunité innée. Elle se caractérise par son action spécifique contre des motifs moléculaires portés par des agents infectieux ou des cellules anormales.

A. Acteurs et Mécanismes de l'Immunité Adaptative

• Lymphocytes T cytotoxiques: Ils éliminent les cellules infectées par des virus, les cellules malades (cancéreuses) ou trop vieilles. Après s'être différenciés, ils se fixent aux cellules infectées via leur récepteur T. Cette fixation entraîne la libération de perforines qui percent la membrane cellulaire, provoquant la lyse et la destruction de la cellule infectée.

• Lymphocytes B et Plasmocytes: Ils éliminent les agents étrangers circulants (bactéries, virus libres). Les lymphocytes B se différencient en plasmocytes qui sécrètent des anticorps spécifiques, identiques à ceux qui ont reconnu l'antigène initial.

B. Structure et Fonction des Anticorps

Les anticorps sont des protéines en forme de Y composées de quatre chaînes polypeptidiques : deux chaînes lourdes (H) et deux chaînes légères (L), maintenues par des ponts disulfures. Ils possèdent :

• Une partie constante (Fragment Fc) : Commune à tous les anticorps d'un individu et d'une espèce, elle forme la tige du Y.

• Une partie variable (Fragment Fab) : Située aux extrémités de la fourche, elle contient des zones hypervariables appelées CDR (Complementary Determining Regions). C'est cette partie qui assure la reconnaissance spécifique des déterminants antigéniques (la partie de l'antigène reconnue).

Chaque anticorps peut fixer deux déterminants antigéniques identiques par complémentarité spatiale et affinité chimique, le rendant spécifique d'un antigène unique.

C. Modes d'Action des Anticorps

1. Agglutination et Neutralisation: Les anticorps se fixent aux antigènes, créant des ponts qui les agglomèrent en complexes immuns. Ces complexes précipitent, rendant l'agent pathogène incapable d'infecter.

2. Opsonisation: La partie constante (Fragment Fc) des anticorps peut être reconnue par des récepteurs sur la membrane des phagocytes. L'anticorps ancre l'antigène à la membrane du phagocyte, accélérant ainsi sa phagocytose. Les anticorps sont parfois appelés "opsonines".

II. La Réponse Immunitaire face au Virus Grippal

Le virus de la grippe est un modèle pour étudier les mécanismes de défense de l'immunité adaptative. Il provoque des millions d'infections et de nombreux décès chaque année dans le monde.

A. Manifestations de l'Infection Grippale

• Symptômes Initiaux: Épuisement, douleurs musculaires et articulaires, manifestations respiratoires (œdèmes pulmonaires, visibles par radiographie thoracique). Ces symptômes reflètent l'activation de l'immunité innée (réaction inflammatoire).

• Évolution: Les symptômes de l'immunité innée diminuent progressivement, tandis que ceux de l'immunité adaptative s'imposent. La quantité de virus dans le corps diminue alors.

B. Réponse Immunitaire Primaire et Secondaire

• La première exposition à l'antigène déclenche une réponse primaire, qui demande plusieurs jours et est peu efficace.

• Une deuxième exposition déclenche une réponse secondaire, beaucoup plus rapide et efficace, grâce à la mémoire immunitaire. Des lymphocytes spécifiques de l'immunité adaptative persistent dans l'organisme, prêts à réagir immédiatement.

C. Modifications Sanguines lors de l'Infection

• Au début d'une infection comme la grippe, on observe une multiplication des polynucléaires.

• Par la suite, la quantité de polynucléaires diminue au profit des lymphocytes.

• Une nouvelle population de protéines apparaît dans le sérum : les gamma-globulines, c'est-à-dire les anticorps.

III. Mise en Évidence des Anticorps : Test ELISA

Le test ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay) est une technique immunologique utilisée pour détecter des anticorps spécifiques dans un liquide biologique comme le sérum.

A. Principe du Test ELISA

Dans la technique ELISA utilisée pour la séropositivité (par exemple au virus CHIKV) :

1. Les puits d'une microplaque sont tapissés par un antigène spécifique (ex: antigène CHIKV).

2. Le sérum du patient est ajouté. Si des anticorps anti-CHIKV sont présents, ils se fixent aux antigènes.

3. Après un lavage, un anticorps traceur (ou anti-anticorps, marqué par une enzyme) est ajouté. Il se lie aux anticorps du patient fixés à l'antigène.

4. Après un nouveau lavage, un substrat est ajouté. L'enzyme du traceur catalyse la formation d'un produit coloré si le complexe immun (antigène-anticorps du patient-anticorps traceur) est présent.

B. Interprétation des Résultats ELISA

• Séropositivité: La présence d'une coloration indique la formation d'un complexe immun, signifiant que le sérum contient des anticorps spécifiques de l'antigène. Le patient a été en contact ou est en contact avec l'agent pathogène.

• Séronégativité: L'absence de coloration indique l'absence d'anticorps spécifiques dans le sérum, suggérant que le patient n'a pas été en contact avec l'agent pathogène.

Exemple (CHIKV): Les patients 3 et 5, ayant présenté une coloration positive, étaient séropositifs au virus Chikungunya. Le patient 5, présentant des symptômes, était probablement en phase d'infection active.

C. Précautions et Fiabilité

• Des témoins positifs et négatifs sont essentiels pour valider la fiabilité du test.

• Des lavages rigoureux entre chaque étape sont cruciaux pour éviter les faux positifs et garantir la spécificité de la réaction.

IV. Mise en Évidence des Anticorps : Test d'Ouchterlony

Le test d'Ouchterlony (ou immunodiffusion radiale) est utilisé pour détecter la présence d'anticorps dans le sérum, notamment pour déterminer le statut sérologique après une infection passée (ex: hépatite A).

A. Principe du Test d'Ouchterlony

Ce test est réalisé sur gel. Des puits sont creusés dans le gel :

1. Des solutions (antigènes et sérum du patient) y sont déposées.

2. Les solutions diffusent de manière homogène dans le gel.

3. Si des anticorps spécifiques de l'antigène sont présents dans le sérum, ils rencontrent les antigènes diffusants et forment des complexes immuns.

4. La formation de ces complexes immuns est visible sous la forme d'un arc de précipitation à l'œil nu.

B. Interprétation des Résultats d'Ouchterlony

• Arc de précipitation visible: Indique la formation de complexes immuns, confirmant la présence d'anticorps dirigés contre l'antigène. Le patient est séropositif et immunisé.

• Absence d'arc de précipitation: Signifie qu'il n'y a pas eu de formation de complexes immuns, donc pas d'anticorps spécifiques dans le sérum. Le patient est séronégatif et non immunisé.

Exemple (Hépatite A): Si aucun arc ne se forme entre le sérum du patient et l'antigène de l'hépatite A, le patient n'est pas immunisé et une vaccination est recommandée.

V. Sélection et Activation des Lymphocytes B

Le système immunitaire est capable de sélectionner l'anticorps adéquat face à un antigène spécifique via un processus complexe d'activation clonale.

A. Maturation des Lymphocytes B (LB)

• Les LB matures dans la moelle osseuse, où les lymphocytes autoréactifs (c'est-à-dire ceux qui pourraient attaquer les propres cellules de l'organisme) sont éliminés.

B. Rencontre Antigénique et Sélection Clonale

1. Dans les ganglions lymphatiques, les LB rencontrent les antigènes (bactéries, virus libres).

2. Les clones de LB dont les récepteurs membranaires (anticorps membranaires) reconnaissent les déterminants antigéniques de l'antigène sont sélectionnés. Ces LB commencent à fabriquer des récepteurs à Interleukine sur leur membrane.

3. Parallèlement, les cellules présentatrices d'antigènes (CPA) ayant présenté le même antigène aux lymphocytes T CD4, entraînent la différenciation de ces derniers en lymphocytes T auxiliaires, qui produisent alors de l'Interleukine.

C. Prolifération et Différenciation des LB

1. Les clones de LB qui ont fixé l'Interleukine se multiplient activement par mitoses, formant de nombreux clones de LB avec les mêmes anticorps membranaires.

2. Ces clones se différencient en deux types de cellules :

   • Des LB mémoires: cellules à longue durée de vie, essentielles pour la mémoire immunitaire.

   • Des Plasmocytes: cellules productrices d'énormes quantités d'anticorps circulants (dans le sang et la lymphe). Ces anticorps sont spécifiques des antigènes et sont identiques aux anticorps membranaires des LB.

3. Les anticorps circulants forment des complexes immuns avec les antigènes, les neutralisant et permettant leur élimination par phagocytose. C'est cette présence d'anticorps spécifiques qui est détectée par les tests ELISA ou Ouchterlony (séropositivité).

VI. Réponse Immunitaire Cellulaire (Lymphocytes T CD8)

En complément de la réponse humorale qui cible les agents pathogènes circulants, la réponse cellulaire détruit les cellules infectées ou anormales (cancéreuses).

A. Maturation des Lymphocytes T (LT)

• Les LT matures dans le thymus, où les lymphocytes autoréactifs sont également éliminés.

B. Activation des Lymphocytes T CD8

1. Les CPA, après avoir capturé des fragments d'antigènes (et les avoir présentés dans leur CMH) lors de la réaction inflammatoire, migrent vers les ganglions lymphatiques.

2. Ces CPA présentent les antigènes aux lymphocytes T CD8 présents dans le ganglion. Les LT CD8 spécifiques reconnaissent l'antigène présenté par le CMH des cellules infectées et des CPA grâce à leurs marqueurs CD8.

3. Ces clones de LT CD8 sont sélectionnés et développent des récepteurs à Interleukine sur leur membrane. Simultanément, les lymphocytes T auxiliaires (issus des LT CD4) produisent de l'Interleukine.

C. Prolifération et Action des Lymphocytes T cytotoxiques

1. Les clones de LT CD8 qui ont fixé l'Interleukine se multiplient par mitoses, formant de nombreux LT CD8 avec les mêmes récepteurs membranaires.

2. Ces clones se différencient en :

   • Des LT CD8 mémoires: cellules à longue durée de vie.

   • Des Lymphocytes T cytotoxiques (= tueurs) :

     • Ils se fixent aux cellules infectées grâce à leurs marqueurs CD8.

     • Ils sécrètent des perforines qui s'assemblent dans la membrane de la cellule infectée, la perforant.

     • L'entrée d'eau et de sels provoque la lyse (destruction) de la cellule infectée.

VII. Synthèse et Conclusion

L'intégrité de l'organisme est maintenue grâce à une orchestration précise des acteurs de l'immunité innée et adaptative. L'immunité adaptative, avec ses deux bras (humorale et cellulaire), offre une défense spécifique et mémorisable, capable d'éliminer efficacement les agents pathogènes et les cellules anormales. Les tests sérologiques comme l'ELISA et l'Ouchterlony sont des outils précieux pour évaluer cette réponse adaptative en mettant en évidence la présence d'anticorps spécifiques, témoin d'une infection présente ou passée, et ainsi orienter les stratégies de prévention et de traitement, comme la vaccination.

Problématique: Comment les acteurs du système immunitaire interagissent-ils pour maintenir l'intégrité de l'organisme ?

Le système immunitaire maintient l'intégrité de l'organisme par une interaction séquentielle et complexe de ses acteurs. L'immunité innée fournit une première ligne de défense rapide. Si elle est dépassée, les Cellules Présentatrices d'Antigènes (CPA) activent l'immunité adaptative, caractérisée par la spécificité, la diversité et la mémoire. Les Lymphocytes B, avec l'aide des Lymphocytes T auxiliaires, se différencient en plasmocytes pour produire des anticorps qui neutralisent les agents pathogènes circulants par agglutination et opsonisation. Simultanément, les Lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules infectées en reconnaissant les antigènes présentés par le CMH. Cette collaboration assure l'élimination des menaces et une protection durable via la mémoire immunitaire.