Le système immunitaire

LES MALADIES AUTO-IMMUNES

 

C’est en 1900 que le microbiologiste russe I. METCHNIKOFF démontra qu’un organisme pouvait produire des anticorps contre ses propres constituants. METCHNIKOFF était parvenu à déclencher, chez un cobaye, une réaction immunitaire contre ses propres spermatozoïdes. Quelques années plus tard, LANDSTEINER et ses collaborateurs découvrirent que l’auto-immunité était aussi une réalité pathologique dans le cas d’une maladie  hémolytique, c’est à dire une affection consistant en la lyse des globules rouges.

Normalement, les cellules du système immunitaire ont acquis une tolérance face aux molécules de l’organisme dont elles font partie. Cette reconnaissance du soi et cette tolérance ont été acquises au cours de la vie fœtale et pendant les premières semaines de la vie post-natale.

Cependant on constate que des antigènes du soi peuvent être, malheureusement, reconnus comme du non-soi par les récepteurs des lymphocytes T et B.

Les causes de cette anomalie sont multiples et complexes : défaut d’activité des lymphocytes suppresseurs, association des molécules de surface à des substances chimiques entraînant une reconnaissance complexe comme un non-soi par le système immunitaire, transformation des molécules de surface à la suite de mutations du génome induites, par exemple, par des virus.

 

CANCER ET IMMUNITE

La cancérisation est le processus par lequel une cellule échappe au système qui normalement contrôle  la croissance et la multiplication cellulaires. Se multipliant anormalement, les cellules cancéreuses perdent leurs caractéristiques de différenciation, on parle de dédifférenciation, et croissent de façon anarchique, constituant des tumeurs. L’extension des cellules cancéreuses d’un organe à l’autre est due à deux phénomènes :

  • Les cellules cancéreuses perdent leur aptitude à adhérer aux cellules voisines dans la tumeur et peuvent s’en désolidariser.
  • Le flux sanguin va alors disséminer ces cellules, qui vont continuer à croître et à se multiplier dans d’autres organes, constituant des METASTASES.

 

Comment une cellule devient-elle cancéreuse ?

 

Les agents cancérigènes (radiations, substances chimiques, virus…), interviendraient dans l’activation des gènes dont le fonctionnement entraînerait la synthèse de protéines qui perturberaient tout le métabolisme des cellules : on les appelle « ONCOGENES ».

Cette activation incontrôlée entraîne la cancérisation, marquée par la croissance  anarchique des cellules qui deviennent insensibles aux signaux normaux de régulation adressés d’une cellule à une autre. Elles perdent leurs caractéristiques de différenciation et comportent de nouvelles protéines antigènes.

 

L’ANTIGENICITE

On dit qu’une substance est antigénique, ou immunogène, si elle provoque une réaction immunologique spécifique, telle que la sécrétion d’anticorps.

Les protéines sont presque toutes immunogènes. Les glucides complexes tels que les polysaccharides portés par les membranes plasmiques des cellules confèrent des caractères antigéniques à de nombreux organismes. Les lipides ne sont généralement pas antigéniques, sauf dans le cas où  ils sont associés  à une protéine ou à un glucide.

La nature chimique n’est pas suffisante pour déterminer l’immunogénicité : la taille et la configuration moléculaire jouent un rôle important. Une protéine doit avoir une masse moléculaire  de 5 kilo-daltons ; un polysaccharide, une masse moléculaire beaucoup plus importante. La configuration moléculaire dépendant de la structure spatiale de la molécule , doit présenter le déterminant antigénique de telle façon qu’il soit reconnu et adapté par les différents récepteurs qui lui sont spécifiques. Souvent, la réaction immunologique est dirigée en même temps vers plusieurs déterminants antigéniques ( ou épitopes).

 

LES REACTIONS SPECIFIQUES CONTRE NON-SOI

La réaction spécifique contre le non-soi est dirigée vers les déterminants antigéniques (ou épitopes) de la structure étrangère à éliminer.

Cette réaction comporte schématiquement trois étapes :

  • Présentation de l’antigène aux acteurs de la réaction immunitaire spécifique.
  • Reconnaissance des déterminants antigéniques par les cellules du système immunitaire. Celle-ci est double : la réponse cellulaire implique des lymphocytes cytotoxiques ; la réponse humorale fait intervenir des anticorps, molécules qui se fixeront spécifiquement sur l’antigène pour le neutraliser.

Il est important de comprendre que cette réponse est spécifiquement déclenchée contre un antigène donné, mais qu‘elle met en jeu à la fois des éléments spécifiques et des éléments non spécifiques.

LES CELLULES  DE LA REPONSE IMMUNITAIRE SPECIFIQUE.

Les cellules phagocytaires sont un moyen de défense majeur pour tous les animaux. Mais, chez les vertébrés, l’évolution fondamentale du système immunitaire a consisté en l’apparition d’organes et de cellules lymphoïdes capables de reconnaître de façon extrêmement spécifique les antigènes exprimés par les micro-organismes (représentant le non-soi).

Toutes ces cellules proviennent d’un même ancêtre commun,  la cellule souche du tissu hématopoïétique de la moelle osseuse, conduisant, par deux voies de différenciation,  soit aux cellules lymphoïdes, soit aux cellules myéloïdes (de la moelle). La lignée lymphoïde engendre les lymphocytes ; la lignée myéloïde engendre de nombreux types de cellules sanguines, dont les phagocytaires.

 

LES LYMPHOCYTES : Le rôle fondamental de ces cellules dans l’immunité fut mis en évidence dès 1950  chez le rat.

L’expérience portait sur des rats issus d’une même lignée, donc génétiquement identiques.

Certains de ces animaux furent fortement irradiés ; ce traitement avait pour conséquence de détruire massivement les leucocytes, dont les lymphocytes .

La conclusion de cette expérience fut claire : sans lymphocytes, pas de réponse immunitaire.

La réponse immunitaire chez ces rats irradiés  put être restaurée grâce au transfert de lymphocytes d’un animal sain. Les lymphocytes étaient donc indispensables à l’immunité.

Il existe deux types de lymphocytes dont le rôle est différent.  Leur dénomination T et B vient de ce que les cellules T se différencient dans le thymus et les cellules B dans la moelle osseuse (Bone marrow ). Les cellules T et B se distinguent par leurs fonctions . Il existe une  troisième catégorie, les lymphocytes dits « nuls » , ou « non T ou B » , qui ne présentent pas les caractères propres aux cellules T ou B . Ces trois types de cellules interviennent dans la défense de l’organisme ; leurs fonctions sont différentes et très complémentaires.

L’origine de ces cellules est commune ; leur différenciation particulière est déterminée au cours de leur migration vers les organes dans lesquels ils vont séjourner dans l’attente des antigènes, c’est-à-dire  les organes lymphoïdes périphériques : Ganglions, rate, plaques de Peyer de l’intestin grêle, appendice, amygdales et végétations.

Deux cas sont possibles :

  • Les cellules souches migrent par la voie sanguine vers le thymus et y subissent une différenciation en lymphocytes thymiques, appelés lymphocytes T , c’est à dire qu’ils s’éduquent pour distinguer les molécules  du soi des molécules du non-soi présentes à la surface des cellules de l’organisme. Une telle  capacité est l’élément fondamental de la spécificité  de la réponse immunitaire. Cette voie de différenciation  est marquée par l’acquisition  de l’expression, à la surface de la cellule d’un récepteur particulier, appelé TCR ( pour T Cell Receptor ). Ce récepteur est spécifique d’un antigène  et possède la particularité de reconnaître cet antigène uniquement lorsque celui- ci est associé à des protéines membranaires de la cellule elle- même, les molécules du CMH. Grâce à l’acquisition de ce récepteur, le lymphocyte T devient capable de détecter une cellule de l’organisme lui présentant un antigène. Tous les lymphocytes T ainsi formés, devenus  immuno-compétents, migrent vers les organes lymphoïdes périphériques. Nous verrons dans un autre paragraphe comment une cellule infectée ou un macrophage présentent aux lymphocytes T les antigènes. Le thymus sélectionne donc les lymphocytes aptes à assurer  ce type de reconnaissance sur le terrain, c’est-à-dire dans les organes lymphoïdes périphériques.
  • Les cellules souches se différencient dans la moelle osseuse en lymphocytes B. Ils ont la particularité de posséder sur leur membrane plasmique des récepteurs spécifiques des antigènes. Ces récepteurs spécifiques sont des immunoglobulines de surface ; ils sont, au niveau de la membrane, les équivalents des anticorps circulants. Un lymphocyte B porte à sa surface une centaine  de molécules d’immunoglobulines toutes identiques pour une cellule B donnée. Ainsi un lymphocyte B n’est capable de fixer qu’un seul type d’antigène. Il existerait donc autant de lymphocytes B que d’antigènes pouvant potentiellement envahir l’organisme d’un vertébré supérieur. Cela introduit la notion fondamentale de diversité.  Une fois différenciés , les lymphocytes B gagnent les organes lymphoïdes périphériques, prêts à exercer leur fonction.
  • Le cas des lymphocytes nuls : Ces lymphocytes ne seront reconnus ni comme des lymphocytes T ni comme des lymphocytes B. Ils ne portent pas leurs types de récepteurs et on les détecte dans les tumeurs où ils détruisent les cellules tumorales. On les a identifiés aussi dans la lutte du système immunitaire contre les infections virales : ils éliminent les cellules parasitées par les virus.