Production d'un grand nombre d'anticorps spécifiques et maladies auto-immunes

Les anticorps, ou immunoglobulines, sont des glycoprotéines (association entre un glucide et une protéine). Un anticorps est le résultat de l’assemblage de 4 chaînes : 2 chaînes lourdes (H) et 2 chaînes légères (L). Les chaînes lourdes et les chaînes légères sont liées entre elles par des ponts disulfures. Un anticorps a une structure dans l’espace ressemblant à un Y.

Sur chaque anticorps, on distingue :

• une partie constante qui se fixe sur les phagocytes, elle est nommée fragment Fc ;
• une partie variable, ou paratope, formée de deux parties et qui se fixe sur les antigènes. Ces deux régions variables, nommés fragments Fab, sont identiques et se fixent sur les épitopes des antigènes.

La partie variable (le paratope) est propre à un anticorps donné. Elle permet de reconnaître l'antigène en se fixant spécifiquement sur un épitope de ce dernier.

Les anticorps, grâce à leur paratope, se lient au pathogène de manière spécifique au niveau des épitopes de ce dernier, formant ainsi un complexe immun.

Le pathogène est neutralisé, la phagocytose, aidée par des anticorps (opsonisation), en est favorisée.

Les anticorps membranaires sont constitutifs des lymphocytes B. Il existe un très grand nombre de lymphocyte B différents grâce aux clones d’anticorps membranaires qu’ils portent. C’est à dire qu’un lymphocyte B donné porte plusieurs anticorps identiques. Ces anticorps spécifiques permettront la reconnaissance de l’antigène de manière spécifique. Ils sont créés lors de la formation du lymphocyte B.

Les anticorps circulants sont synthétisés par les plasmocytes (lymphocytes B activés lors d’une agression). Ils circulent dans le sang et participent à l’élimination des antigènes spécifiques. Ils sont tous identiques pour un même plasmocyte.

Tous les anticorps portés par un lymphocyte B sont identiques et reconnaissent donc le même antigène. Un tel lymphocyte B est présent dans l’organisme à seulement quelques milliers d’exemplaires, ce qui est très peu. Cet ensemble constitue un clone.

L’organisme étant capable de reconnaître des millions d’antigènes différents, il doit contenir autant de clones différents de lymphocytes B (et donc d’anticorps différents) que d’antigènes susceptibles d’être reconnus. On estime qu’à chaque instant, 100 millions d’anticorps différents circulent dans notre organisme.

Les anticorps ornant les lymphocytes étant des protéines, ils proviennent de l’expression de gènes présents dans l’ADN des lymphocytes.

Afin de fabriquer un grand nombre d’anticorps, il semble nécessaire de disposer d’un aussi grand nombre de gènes. Mais l’étude des génomes a mis en évidence que le nombre de gènes permettant la formation des anticorps était limité : 30 000 gènes seulement y sont consacrés. Alors comment expliquer la grande diversité d’anticorps ?

Cette diversité repose sur deux mécanismes :

• Le réarrangement des séquences de l'ADN codant pour les anticorps.

C’est au niveau des séquences d’ADN codant pour les anticorps que se réalisent des recombinaisons géniques des zones permettant la reconnaissance des antigènes. Des délétions de fragments d’ADN des lymphocytes se créent avant de produire les anticorps. Puis, cet ADN réarrangé va subir la transcription afin de former un ARN prémessager (ARNpm) qui pourra ensuite subir un épissage.

• L’épissage de l’ARN prémessager à l’origine de la synthèse des anticorps.

L’épissage de l’ARNpm consiste en la formation d’ARN messager (ARNm) par différents fragments provenant d’un même ARNpm. Dans notre cas, les ARNm formés seront toujours identiques, afin de former des anticorps avec les mêmes parties variables. Ils peuvent, de ce fait, reconnaître les même antigènes.

Le nombre de possibilités de recombinaisons est tellement important que les anticorps formés sont capables de reconnaître tous les antigènes, et mêmes les cellules de l’organisme humain.

Les lymphocytes B acquièrent leur immunocompétence, c'est-à-dire la capacité de reconnaître les éléments du non soi, dans la moelle osseuse.

Les lymphocytes B immatures remanient leur génome et produisent des immunoglobulines de surface de manière aléatoire. Il se peut alors que certains anticorps membranaires puissent reconnaître des marqueurs membranaires présents naturellement sur les cellules de l'organisme (les marqueurs du soi). Si cela arrive, le lymphocyte immature portant ces anticorps membranaires sera éliminé. Les autres se transforment en lymphocytes B immunocompétents et migrent vers les tissus lymphoïdes secondaires : ils ne reconnaîtront que les éléments étrangers à l'organisme.

Les lymphocytes T sont produits dans la moelle osseuse, mais leur maturation se déroule dans le thymus. C’est au cours de ce séjour que les lymphocytes T auto-réactifs, c’est-à-dire capables de reconnaître le soi, seront éliminés. L'acquisition de leur immunocompétence suit le même chemin que celle des lymphocytes B.

Il est à noter que toute erreur au cours de l'acquisition de l'immunocompétence des LB et des LT peut conduire à des maladies auto-immunes où l'organisme s'attaque à ses propres cellules.

Les maladies auto-immunes sont le résultat d’un dysfonctionnement de notre système immunitaire. Ce dernier peut être trop sensible à un élément étranger et entraîner des allergies ou reconnaître les constituants du soi comme étrangers et induire une maladie auto-immune. Il existe un très grand nombre de maladies auto-immunes, comme par exemple la sclérose en plaques, ou bien le diabète de type 1. Dans ces pathologies, un lymphocyte ou un anticorps va reconnaître spécifiquement une cellule de l'organisme et entraîner sa destruction.

Afin de limiter le développement de ces pathologies, notre organisme met en place deux mécanismes :

• L’élimination des lymphocytes B et T auto-réactifs au niveau de la moelle osseuse ou du thymus.
• Un mécanisme de tolérance vis-à-vis des cellules de l’organisme et aux antigènes.

Si ces deux mécanismes ne sont pas suffisants pour empêcher la reconnaissance et la destruction des cellules du soi, une maladie auto-immune est déclenchée.

Aujourd’hui le nombre de maladies auto-immunes est en augmentation. Les scientifiques estiment qu’environ 7% de la population mondiale est touchée par ce type de pathologies. Elles sont multifactorielles, c’est-à-dire que leur développement est favorisé par des facteurs environnementaux (microbiote, hormones, virus, tabac...) et génétiques (Gènes HLA, antigènes des leucocytes humains ou human leukocyte antigen en anglais, permettant la reconnaissance du soi).