immuno cours n°1

Immunologie

L’immunologie est une science en constante évolution, et qui étudie les moyens que possède l’organisme pour lutter contre les agressions (virus, parasites, tumeurs, greffes…) afin de le maintenir en bonne santé.
L’immunologie est assez moderne. Cela fait seulement 30 ou 40 ans qu’elle est vu en tant que telle.


I. Historique

A. De l’antiquité à Jenner

Depuis l’Antiquité, l’humain constate que lorsqu’il est malade, il guérit, et se renforce vis-à-vis de la maladie ultérieurement. Ainsi, des personnes ayant guéri de la variole sont immunisés contre la maladie, définitivement. Autrefois, notamment avec les rois de France (Louis XIV et XV), on pratiquait la « variolisation ».
Variolisation : fait de mettre en contact une personne saine avec une personne portant la maladie afin de les protéger ensuite.
C'est en Angleterre au XVIIIème siècle que Lady Montaigu mis au point les premiers protocoles pour l'inoculation contre la variole (ancêtre du vaccin).

Jenner est le père de la vaccination. Il introduit le vaccin contre la variole à la fin du XVIIIème. Il s’était à l’époque rendu compte que les trayeurs présentaient des pseudo-pustules sur les mains (la vaccine, proche de la variole) mais qu’ils étaient protégés contre la variole. La vaccine, maladie de la vache, protège donc l’Homme de la variole. C’est un virus (le caopox) avec des antigènes croisés. Il réalise un vaccin hétérospécifique, en inoculant le pus de la vaccine aux Hommes, après scarification de la peau.

B. L’époque pasteurienne

Certains scientifiques ne considèrent pas Pasteur comme le père de la vaccination, contrairement à ce que lui-même pense. Tout ce qui lui est attribué, ou presque, lui a en fait été communiqué. Il mit au point le vaccin contre la rage, en l’injectant sur un Strabourgeois qui peut être avait la maladie. La notion de vaccination vient de Pasteur néanmoins. Il ne s’attribuera pas cet acte de protection et lui donnera le nom de vaccination, en référence à Jenner qui fit ses essais sur la vache Vaca.
Koch, un contemporain de Pasteur, découvre que des bactéries sont à l’origine de la tuberculose (bacilles de Koch). (C’est en fait la réponse immunitaire induite par la pénétration des bactéries dans l’organisme qui provoque la maladie). La réaction inflammatoire est énorme, et provoque les symptomes, c’est ce qu’on appelle l’immunité de prémunition.



C. Début du XXème siècle

Les armes du système immunitaire sont mises en évidence grâce à l'étude du sérum et du plasma.
Van Behring démontra ainsi la présence de molécules particulières dans le sérum (le plasma sanguin), ces molécules apparaissent suite à l’agression et s’associent aux antigènes. Ce sont des anticorps.
En 1923 naît le concept de toxines « gentilles », non virulentes. Ramon mis en place le meilleur vaccin encore existant, dirigé contre le tétanos, indiqué pour dix ans ou plus. Il réussit à détoxifier les toxines protéiques du tétanos à l’aide de 3 paramètres :
• Utilisation de formol pour la désinfection
• Augmentation de la température jusqu’à 41 ou 42°C
• Paramètre temps : attendre un mois.
La toxine est devenue alors une anatoxine.
Depuis l’élaboration de ce vaccin, aucun n’est devenu meilleur, tout simplement car la candidat (la toxine) était très bon, facile à détoxifier, et ne variait pas. Maintenant les vaccins sont testés avec des pathogènes qui varient.

Metchnikoff a réussi à appréhender les macrophages. Ce sont des cellules essentielles dans le système immunitaire même s'ils ne sont pas immunocompétents (provoquent pas la réponse immunitaire)

D. Immunologie contemporaine

Dans les années 50/60s, la compréhension des cellules est mielleure. On découvre notamment l’existence du CMH (complexe majeur d’histocompatibilité). Ils sont les administrateurs du système immunitaire, et permettent de mieux comprendre la régulation de ce système.
Chaque cellule possède sa propre identité.

Snell découvre ce qu’est le CMH. Il découvre l'existence d'antigènes membranaires (en partant antigènes des groupes sanguins).
Dausset démontre qu’il y a un CMH sur les lymphocytes et plus largement les leucocytes. Ce sont les HLA (human leucocyte antigene). Ils conditionnent la prise ou la non-prise d’une greffe, par exemple.

Antigène=molécule capable d’induire une réponse immunitaire dans un organisme.
Les protéines du CMH sont disposées sur la partie extérieure des cellules et sont propres à l'individu. Le système immunitaire utilise les CMH pour reconnaître les cellules du soi et les cellules du non soi. Les CMH d'un individu peuvent être considérés comme des antigènes, c'est-à-dire qu'ils induisent une réponse immunitaire, par un organisme étranger (Création d’anticorps dirigés contre l’antigène, avec production de plein d’autres anticorps ne servant à rien. Les anticorps sont fabriqués par les lymphocytes B. Mis en culture, ces LB ne se multiplient pas, et meurent.
Milstein et Kohler ont mis au point une technique permettant d'obtenir des anticorps à volonté.
Kohler étudiait un cancer (myélome) des lymphocytes B qui produisait de grandes quantités d'anticorps identiques. Milstein, lui, souhaitait trouver le moyen de provoquer la division des LB dirigés contre un antigène donné. L’idée a été de rendre immortel le LB en fusionnant la cellule oncogène (possédant un gène qui immortalise les cellules) avec le LB qui synthétise les bons anticorps. (Pour ce faire, il faut déstabiliser les membranes plasmiques, pour former l’hybride, grâce au polyéthylène glycol). L’hybride formé peut se diviser rapidement et indéfiniment et sécréter les anticorps. Ce travail leur a valu le prix Nobel en 1985.

E. Evolution phylogénétique

On voit apparaître la réponse immunitaire tout au long de l’évolution.
La protection de l’organisme est avant tout une protection immunitaire innée (à 95%), 5% de la protection étant liée à l’immunité acquise. En effet, la stimulation des lymphocytes intervient en dernier rempart après les poils, les plumes, les réactions inflammatoires.
La notion d'immunité innée est importante car pour que l'immunité acquise soit réellement efficace, il faut que l'immunité innée soit parfaite. Ainsi les campagnes de vaccination dans les pays en développement sont souvent inefficaces car les populations ont une mauvaise immunité innée (problèmes de malnutrition, de lésions cutanées...).

Les drosophiles (mouches du vinaigre) qui sont piquées avec une aiguille septique sécrètent des molécules anti-microbiennes retrouvées dans la lymphe. Par contre celles qui sont piquées par une aiguille aseptique n'ont aucune activité anti-microbienne. Il existe donc des mécanismes qui permettent aux drosophiles de répondre à une agression. Ces mécanismes font intervenir des cellules du corps gras qui secrètent des molécules antimicrobiennes telles que la metchnikocvine, la diptérisine, la cércropine, l'attacine ou la drosomycine. Le spaetzle se fixe sur un récepteur du corps gras activant ainsi une cascade de réactions d'activation de gènes (tube, cactus...) qui permettent ensuite la synthèse de molécules antiseptiques.
On retrouve le même type de réponse chez l'homme (spaetzel =IL1). Ces mécanismes correspondent à l'immunité innée, non spécifique de l'agression.

II. Schéma général

On va citer les partenaires de la réponse immunitaire acquise (différente de la réponse immunitaire innée).
En premier lieu, il y a agression et entrée de l’antigène. Celui-ci rencontre des défenses non spécifiques, correspondant à l’immunité innée (plume/poil, peau, réactions inflammatoires). Dans 95% des cas, les antigènes sont détruits.
Si l’immunité innée ne suffit pas, des défenses spécifiques interviennent. C’est l’immunité acquise (ou adaptative) (on acquiert la possibilité de répondre à l’antigène). En effet, il y a une activation spécifique du système immunitaire: on active les lymphocytes (qui sont les seules cellules pouvant être activées spécifiquement). On naît avec tous les gènes nous permettant de reconnaître n’importe quel antigène, mais lors d’une première agression par un antigène encore jamais détecté par l’organisme, 3 semaines sont nécessaires afin que la réponse immunitaire se mette en place, que les lymphocytes avec les bons récepteurs soient activés. Ce délai étant bien long, l’intérêt du vaccin devient évident. La petite quantité d’antigène injectée constitue la première agression, et la réponse immunitaire lors d’une deuxième agression sera bien plus rapide, et efficace, car les anticorps sont gardés en mémoire.

Lors d’une agression, les lymphocytes vont reconnaître l’antigène et réagir avec différents effecteurs :
• Non spécifiques (inflammation, mettant en jeu des processus de phagocytose, pas très efficace).
• Spécifiques (anticorps, lymphocytes cytotoxiques).
La réaction inflammatoire peut avoir de graves conséquences sur l’organisme (déclenchement de cancers, augmentation du nombre de pathologies sous-jacentes liées à l'inflammation), en plus d’être peu efficace. En revanche les anticorps et les lymphocytes n’agissent que contre l'antigène qui a provoqué leur synthèse, ce système est donc plus protecteur.

Par la suite, il y a soit élimination de l’antigène et guérison, soit non élimination de l’antigène (persistance) et trois cas sont possibles alors :
• Non malade : porteur sain, potentiel contaminateur. Entretien d’une protection sans élimination.
• Malade.
• Mort.

Le schéma général de la réponse immunitaire acquise

Lors de la réponse immunitaire acquise on doit pouvoir parvenir à stimuler des lymphocytes.
Il existe des lymphocytes B et T.

T: thymodépendant qui interviennent lors de la réponse immunitaire à médiation cellulaire.

B: bursodépendant (car mis en évidence chez les oiseaux dans les bourses de Fabricius au niveau du cloaque), ou bone-dépendant car les lymphocytes B sont stockés dans la moelle osseuse après y avoir été synthétisés.
Ces lymphocytes B vont synthétiser les anticorps et intervenir lors de la réponse immunitaire à médiation humorale. Les lymphocytes B vont nécessiter le plus souvent l'aide des lymphocytes T : on parle de coopération cellulaire.

L’antigène possède des déterminants antigéniques, plus petites parties reconnues par les anticorps des lymphocytes. Ce sont des épitopes.

Réponse immunitaire à médiation humorale

● L'épitope de l'antigène est reconnu par un récepteur spécifique de l'anticorps, le paratope. L'union du paratope et de l'épitope entraine l'activation du lymphocyte B.
● Phase de multiplication: le lymphocyte B se multiplie, on parle d'expansion clonale (un clone étant une cellule activée qui se multiplie et donne des cellules identiques)
● La plupart des LB se transforme en cellules productrices d'anticorps : les plasmocytes. (Ce sont des « usines » à anticorps caractérisées par leur paratope). Ces anticorps reconnaîtront les épitopes

NB: Le récepteur du lymphocyte B est l'anticorps sécrété à la fin. Il existe des anticorps solubles et membranaires.

Des tas de messagers interviennent et participent à la transmission de l’information. Ce sont les interleukines.
● Activation éventuelle et action des lymphocytes T:
Les lymphocytes T ne peuvent s'activer seuls, à la différence des lymphocytes B qui s'activent avec l'antigène natif. Il faut présenter aux LT une partie de l'antigène: un peptide de 12 acides aminés. Il existe donc une phase de préparation de l'antigène via les cellules phagocytaires présentatrices de l'antigène (CPA). Ces CPA doivent présenter l’antigène sur leur CMH, identique à celui des LT. Ce CMH est de classe II. Les LT se multiplient alors, et il y a répartition des activités des lymphocytes.
Au démarrage de la réponse immunitaire, les LT4 interviennent (LT helper ou auxiliaires). Ils sécrètent des cytokines, à l’origine de l’inflammation, et coopèrent avec les LB via des interleukines (permet la différenciation des LB en plasmocytes notamment).

Réponse à médiation cellulaire

Les interleukines stimulent les lymphocytes T8 non activés. Ces lymphocytes sont activés par présentation d'un peptide de 8 acides aminés. Aidés par les lymphocytes T4, ils deviennent des lymphocytes cytotoxiques qui vont détruire les cellules présentant un CMH de classe I avec un peptide d'activation.

Les LB génèrent peu de cellules mémoire. Au contraire, les LT4 donnent beaucoup de cellules mémoire. C’est avec les LT4 que sont réalisées les vaccinations.