Les agents et les mécanismes de l'immunité adaptative

Les cellules impliquées dans la défense de l’organisme sont toutes issues de cellules souches pluripotentes localisées dans la moelle osseuse.

Sous l’effet de différentes cytokines, ces cellules souches vont se différencier en précurseurs lymphoïdes ou précurseurs myéloïdes.
Les précurseurs myéloïdes vont donner naissance aux cellules de la lignée phagocytaire (polynucléaires neutrophiles -PNN-, monocytes, macrophages, cellules dendritiques) tandis que les précurseurs lymphoïdes vont donner naissance aux lymphocytes B, T et « natural killer ».

Les cellules de la lignée myéloïde qui se retrouvent au premier rang lors d’une réponse immunitaire vont migrer par voie sanguine jusqu’aux tissus alors que les cellules de la lignée lymphoïde vont gagner les organes lymphoïdes où va avoir lieu la maturation des lymphocytes.

Les lymphocytes T immatures (pro-thymocytes) migrent jusqu’au thymus. Là, ils vont subir une première sélection qui va permettre d’éliminer les lymphocytes capables de reconnaître spécifiquement les antigènes du soi. Ils gagnent ensuite les organes lymphoïdes secondaires où aura lieu la maturation de la réponse adaptative.

Les organes lymphoïdes secondaires sont répartis partout dans l’organisme. On compte les amygdales, les végétations, les ganglions lymphatiques, la rate et les plaques de Peyer au niveau de l’intestin grêle. Ils sont reliés entre eux par le système lymphatique.

C’est dans les organes lymphoïdes secondaires qu’a lieu la rencontre entre l’antigène et les lymphocytes. Les lymphocytes naïfs sont véhiculés par le sang jusqu’aux organes lymphoïdes secondaires alors que les antigènes provenant du site infectieux circulent par les vaisseaux lymphatiques.

Les cellules dendritiques sont capables de présenter à leur surface les antigènes étrangers par l’intermédiaire de complexes protéiques : le complexe majeur d’histocompatibilité de type II.

Ce complexe associé à un peptide antigénique va être reconnu par les récepteurs T (TCR) présents à la surface des lymphocytes T auxiliaires caractérisés par la molécule CD4 (Cluster Differenciation 4).
Lorsque le recepteur TCR présente une affinité suffisante pour le complexe CMHII / peptide antigénique, le lymphocyte T est activé.
Il se multiplie activement et se différencie en lymphocyte T auxiliaire mature. On parle de sélection clonale.
Les lymphocytes T CD4 ainsi activés vont sécréter des cytokines qui vont intervenir dans l’activation et le maintien de la réponse adaptative (Document 1 et 2).

La majorité des types cellulaires expriment à leur surface le complexe majeur d’histocompatibilité de type I.

Ce dernier permet la présentation de peptides antigéniques à la surface des cellules.
Le complexe CMHI / peptide antigénique est reconnu spécifiquement par le recepteur TCR des lymphocytes T cytotoxiques caractérisés par la molécule CD8.

De la même façon, les lymphocytes T CD8 présentant une affinité suffisante pour le complexe CMHI / peptide antigénique sont activés et se multiplient selon un mode de sélection clonale (Document 2).

Ils ont la capacité de se lier aux cellules présentatrices de l’antigène et d’induire leur lyse. Ils sont très efficaces dans l’élimination des cellules infectées par un virus.

Les lymphocytes B immatures expriment à leur surface des immunoglobulines membranaires de type IgM.
Elles sont capables de reconnaître les antigènes solubles et de se fixer à la surface des micro-organismes. La liaison IgM membranaire / antigène induit un signal d’activation intracellulaire qui va conduire à la prolifération clonale du lymphocyte B et à la maturation de l’affinité des anticorps (Document 1).
Les anticorps deviennent alors solubles et sont de type IgG. Les lymphocytes B se différencient en cellules productrices d’anticorps à forte affinité : les plasmocytes.
Les anticorps vont intervenir en renforçant l’action des acteurs de l’immunité innée par opsonisation. Les IgG se fixent à la surface des microorganismes ou des molécules étrangères solubles. Ils sont ensuite reconnus par des récepteurs spécifiques des IgG présents à la surface des phagocytes ce qui va conduire à l’ingestion puis la digestion des agents pathogènes.

Quand les lymphocytes T et B sont activés lors d’un premier contact avec l’antigène, une fraction des cellules va évoluer en lymphocytes mémoire.

Ces lymphocytes sont de type B mémoire et T CD8 mémoire. Ils ont acquis la capacité de reconnaître l’antigène rencontré avec une forte affinité.
Ils vont jouer un rôle important si l’organisme rencontre de nouveau le micro-organisme pathogène.
Ils circulent en permanence dans l’organisme et sont capables de s’activer au contact de l’agent pathogène. Ainsi, la réponse adaptative est plus rapide pour éliminer spécifiquement l’agent infectieux.

La vaccination repose sur ce principe. Elle permet d'avoir une réponse immunitaire spécifique plus rapide lors d’un contact avec l’agent pathogène.

• Étape 1 : les lymphocytes T CD4 sont activés après avoir reconnu le complexe CMHII / Peptide antigénique à la surface des cellules dendritiques.

• Étape 2 : les lymphocytes B immatures reconnaissent l’antigène par l’intermédiaire des IgM membranaires et l’internalisent (signal 1). Ils deviennent alors capables de le présenter au sein du complexe CMHII à leur surface, aux lymphocytes T CD4 (signal 2).

• Étape 3 : les lymphocytes T CD4 s’activent au contact des lymphocytes B et sécrètent des cytokines qui vont activer spécifiquement les lymphocytes B et permettre la production d’IgG solubles spécifiques de l’antigène (signal 3).

• Étape 4 : les IgG sont libérées dans la circulation sanguine et vont agir au site infecté (opsonisation).

Les cellules présentatrices d’antigène (APC) sont au centre de ce processus. Elles vont présenter les peptides antigéniques d’une part aux lymphocytes T CD4 par l’intermédiaire d’un complexe CMHII et d’autre part, aux lymphocytes T CD8 par l’intermédiaire d’un complexe CMHI.

Ces interactions conduisent à la sécrétion de cytokines par l’APC qui vont activer respectivement le lymphocyte T CD4 et le lymphocyte T CD8.
Une fois activé, le lymphocyte T CD4 va produire lui aussi des cytokines qui vont activer le lymphocyte T CD8 qui va se différencier en lymphocyte T cytotoxique capable de détruire spécifiquement les cellules infectées par le pathogène.

Il existe deux voies possibles de réponse adaptative :

• La voie à médiation humorale qui implique l’activation des lymphocytes B et l’action des leucocytes type mastocytes ou éosinophiles.
• La voie à médiation cellulaire qui stimule préférentiellement les lymphocytes T cytotoxiques et les macrophages.

La nature de l’agent infectieux est déterminante pour le choix de l’une ou de l’autre des voies.
Les infections virales et microbiennes intracellulaires stimulent la voie à médiation cellulaire, facilitant l’élimination des cellules infectées.
Les allergènes et les parasites extracellulaires stimulent la voie à médiation humorale qui va favoriser l’élimination des agents pathogènes par phagocytose. Cette dernière voie est celle impliquée dans les réactions allergiques.

Il existe deux types de lymphocytes T CD4 :

• les lymphocytes Th1 qui sécrètent de l’interleukine 12 et de l’interféron g lorsqu’ils sont activés par les APC ;
• et les lymphocytes Th2 qui sécrètent l’interleukine 4.

Les lymphocytes Th1 vont produire des cytokines stimulant la voie à médiation cellulaire tandis que les lymphocytes Th2 produisent les cytokines impliquées dans la voie à médiation humorale.