Cours du 27/10/2009... fin cytokines, molécules membranaires, début CPA.

C. Cytokines de l’immunité

Elles détiennent un rôle très important dans le déclenchement de la réponse immunitaire, et dans son déroulement.
Les antigènes sont pris en charge par les CPA. A ce moments là, différents types d’activation sont possibles. Un ensemble de cytokines apparaît. Elles ont des rôles très variés, ce sont……………. LES CYTOKINES DE L’IMMUNITE !!!!!!!!!!!!! (désolé, il est 21h15 et ca fait 6h que je fais de l’immuno ) (Fig. 27)
L’IL-2 est la première cytokine de l’immunité, le ténor (comme IL-1 pour les cytokines inflammatoires). Elle active LB et LT et est également un facteur de croissance des LT.
Les lymphocytes T4 peuvent être helper 1 ou helper 2, ce qui est à l’origine de réponses immunitaires différentes. L’antigène induira tel ou tel environnement cytokinique autour du lymphocyte, qui empruntera suivant cet environnement une voie TH1 (avec intervention de l’IFN γ notamment) ou une voie TH2 (intervention de l’IL-4). Ces cytokines se surveillent entre elles. IFN γ et TNF α sont à l’origine de l’inhibition de la réponse immunitaire TH2. Les cytokines orientent et régulent la réponse immunitaire. (Fig. 28)
Application : on veut que le vaccin contre la grippe passe par TH2, pour qu’il y ait fabrication d’anticorps dirigés contre H1N1. Le problème est que l’IL-6 intervient dans cette voie (risque car cytokine pro-inflammatoire et facteur de croissance de cellules tumorales)
Etude de l’IL-2 : 1ère cytokine de l’immunité. Elle est avant tout un facteur de croissance des lymphocytes T. Elle peut poser des problèmes également. Elle détient des propriétés intéressantes sur le plan des défenses (elle stimule l’activité cytotoxique notamment), mais va augmenter également les phénomènes d’apoptose alors que les cellules ne devraient pas être détruites, mène vers la voie TH2 et stimule les LT régulateurs. (Fig. 29, 30)
RQ : pour traiter une souris, avant de la traiter contre le cancer, on lui injecte une cellule cancéreuse, on bombarde les LT régulateurs et enfin on stimule la réponse immunitaire. On arrive à vacciner après le bombardement (Demandez aux américains qui ont découvert ca d’aller le sortir à un japonais….). C’est un nouveau concept en immunologie : on déprime puis on stimule. On s’est rendu compte de l’efficacité de cette technique en remarquant que chez les malades, les LT régulateurs vont augmenter ou diminuer en fonction de la durée de vie de la personne. Moins il y a de LT régulateurs, plus il y a de chances de s’en sortir. Par contre, si on tue trop de LT régulateurs, il y aura apparition de maladies auto-immunes.
Etude de IFN γ : 2ème cytokine de l’immunité, retrouvée dans la voie TH1. Elle a pour rôle principal d’activer les LT cytotoxiques (joue un rôle important dans les cancers notamment) et de provoquer la synthèse des antigènes d’histocompatibilité, qui présentent les antigènes. Il est utilisé comme manipulateur de la réponse immunitaire. (Fig. 31)

I. Conséquences et applications

A. Conséquences

1) Régulation de la réponse immunitaire

Une cytokine est synthétisée et va sur un récepteur. Par exemple, l’IL-1, synthétisée par le macrophage, se fixe sur son récepteur. On sait qu’ensuite, il y a synthèse de son inhibiteur par le macrophage. Des chercheurs américains ont fabriqué l’IL-1RA, inhibiteur du récepteur à l’IL-1, ceci a permis de limiter l’inflammation, mais provoque parfois une dérégulation du système. Le macrophage synthétise alors du TNF, qui se fixe sur un récepteur présent sur la cellule cible, qui se met alors à synthétiser énormément de récepteurs au TNF, qui sont libérés dans la circulation générale. Ainsi, les récepteurs captent le TNF qui n’ira plus se fixer aux cellules cibles. C’est un moyen de neutraliser le TNF. On essaie de produire ce type de système de régulation pour les traitements. (Fig. 33)
Les cytokines possèdent de nombreux effets régulateurs. (Fig. 34)

2) Relation cytokine-agents pathogènes

Les microorganismes et virus se servent des cytokines. Par exemple, l’IL-2 fait pousser leishmania et E.Coli. La réponse immunitaire a donc des effets néfastes. Elle peut faciliter la croissance de microorganismes. Des récepteurs permettent l’interaction entre virus et cytokines. Certains virus vont provoquer la synthèse d’interleukines immunosuppressives, comme l’IL-10. (Fig. 35)

3) Relation cytokine-cancer

Des cytokines sont des facteurs de croissance de cellules tumorales, comme l’IL-6, favorisant la croissance des mélanomes. En revanche, les interférons ont une action inhibitrice sur les cancers. Certaines tumeurs peuvent sécréter elles-mêmes des protéines inhibitrices de la réponse immunitaire.
Les tumeurs font leur néoangiogénèse, néovascularisation. Des cytokines sont capables de moduler cette angiogénèse. Celles qui l’augmentent donnent de l’énergie aux cellules tumorales, qui peuvent ainsi se multiplier. (Fig. 37)
Il est possible désormais d’injecter de la colle dans les vaisseaux des tumeurs du cerveau, ce qui bloque l’irrigation de la tumeur.
(Rôle de l’IL-6 Fig. 38)

4) Relation cytokine-maladie

Les cytokines sont des molécules très actives qui deviennent toxiques à concentration trop élevée. De plus, L’IL-2 est par exemple beaucoup plus toxique chez l’Homme que chez la souris, ce qui pose problème pour le passage de l’animal à l’Homme. (Fig. 39)
Parfois, des réactions pathologiques provoquées par la réponse immunitaire sont à l’origine de symptômes. Par exemple, une infection par des mycobactéries se solde par une activation soit de la voie TH1, soit de la TH2, entraînant suivant la voie l’apparition de deux types de symptômes différents : forme tuberculoïde et forme lépromateuse (granulomes, nécroses…). Les différents moyens de défense pour la protection contre les mycobactéries sont à l’origine de différents symptômes. (Fig. 40)

B. Applications

1) Dosage

Pour se faire, il existe deux grands moyens. (Fig. 41)
• Bio essai : Si la cytokine est un facteur de croissance (comme l’IL-2), les cellules vont se multiplier. Plus il y aura de facteur de croissance, plus les cellules vont se multiplier. On regarde le degré de multiplication des cellules en les radiomarquant et en calculant la radioactivité finale. Si la cytokine lyse des cellules (comme le TNF), on fournit des cellules qui ont le récepteur, et on évalue la quantité de TNF par la quantité de cytolyse (coloration avec un colorant vital)
• Elispot : On utilise des puits dans lesquels on met les anticorps, qui vont reconnaître et fixer la cytokine sécrétée par la cellule (IFN γ se fixe sur l’anticorps anti-IFN γ). Tout ce qui n’est pas fixé est éliminé. On met alors des anticorps couplés à une enzyme qui reconnaissent la cytokine. L’enzyme est activée par son substrat, ce qui entraîne un changement de couleur. L’emplacement de la tâche correspond à un endroit où il y avait une cellule sécrétrice d’IFN γ.






2) Utilisation

a) Les cytokines

Elles sont utilisées pour activer la réponse immunitaire in vivo (on le fait seulement si il n’y a pas le choix) ou in vitro (on prend des cellules du malade que l’on met en contact avec la cytokine puis on réinjecte). Pour inhiber la réponse immunitaire, on utilise désormais des anticorps anti-cytokine. (Fig. 42)
Pour inhiber la prolifération des LTh, on peut utiliser des analogues à l’IL-2 incapables d’activer une réponse immunitaire, se fixant en compétition avec l’IL-2, utiliser les anticorps anti-IL-2, ou conjuguer à l’IL-2 une toxine qui provoquera la destruction du LTh. (Fig. 43)

b) Les gênes

Thérapie génique : une idée est d’injecter des gènes, qui doivent dont être vectorisés. La vectorisation consiste à adoucir le plus possible un virus, sans le tuer complètement, puis le fixer à un gêne. Mais elle peut être à l’origine de la création de nouveaux virus.
Actuellement, le VIH est le meilleur vecteur connu.








Les molécules membranaires

Introduction

Un ligand se fixe sur son récepteur, puis il y a transduction d’un message. Elle nécessite des molécules de costimulation. (Fig. 3)
Des interactions cellulaires sont :
• Homophiliques (interaction via deux molécules identiques) ou hétérophiliques (interaction via deux molécules de nature différente), que les cellules soient les mêmes ou non. (Fig. 4)
• Homotypique (interaction entre deux cellules identiques) ou hétérotypiques (interaction entre deux cellules différentes), que la reconnaissance soit homo/hétéro-philique. (Fig. 5)

Toutes ces molécules membranaires ont été classées grâce à des anticorps produits à la demande avec l’hybridome. On donne au récepteur le numéro du Cluster qui a été fabriqué. L’anticorps CD ne reconnaît qu’un récepteur. CD4 reconnaît l’antigène présenté par le CMH II, CD8 celui présenté par le CMH I. (Fig. 6, 7)
Exemple d’interaction entre cellules : cellule T=LT ; cellule B=CPA. En 1er lieu, le CD4 reconnaît le CMH II. La CPA est arrimée via des molécules d’adhérence. Il y a un début d’activation de la transduction qui va se faire grâce aux molécules de costimulation. (Fig.

I. Les récepteurs à l’antigène

A. Le BCR, B Cell receptor

C’est un monomère d’IgM, associé à deux molécules bicaténaires à sa base : des CD79. Après la reconnaissance, les CD79 vont induire la transduction du message. (Fig. 9)
CR2 et CD19 sont des molécules de costimulation (Fig. 10)

B. LE TCR, T Cell receptor

Organisé en système bicaténaire avec chaînes α et β, possédant des parties constantes et variables. Il ne reconnaît que les antigènes présentés par le CMH. Le CD3 induit la transduction du message. (Fig. 11)
LTh : CD4  CMH II
LT cytotoxique: CD8  CMH I (Fig. 12)
Le BCR fait produire des anticorps, Switch isotypique, maturation isotypique. Le TCR au contraire n’assure que la synthèse de cytokines. (Fig. 14)
II. Les molécules d’adhérence

Elles évoluent en fonction de l’environnement cytokinique. Elles permettent l’arrimage, le passage des LT d’un compartiment à un autre… (Fig. 15)
Certaines possèdent des domaines. Ce sont des sucres le plus souvent (Ex : ICAM, LFA-3).
Pour se faire détruire, une cellule cancéreuse doit avoir toutes ses molécules d’adhérence. S’il en manque une, elle ne sera pas détruite.
Effet de rolling : une cellule va rouler sur les cellules endothéliales grâce à des jeux d’adhérence, des modifications de ses protéines d’adhérence. (Fig. 17)
Le CD34 se fixe sur une sélectine. La cellule est naïve car non activée jusqu’alors. Après fixation, elle s’active, un récepteur actif apparaît, ce récepteur va se fixer. A la fin, LFA-1 se fixe à ICAM-1, ce qui permet le passage de la cellule à travers l’endothélium. (Fig. 18)
RQ : on travaille sur ICAM pour empêcher le passage de cellules métastatiques.

III. Les molécules de costimulation

Elles augmentent la capacité de phosphorylation, ce qui améliore la transduction du signal.
Elles permettent l’autorégulation d’une cellule via des activations et inactivations de différentes molécules, ce qui permettra l’arrêt de la réponse immunitaire.
Exemple : Quand TCR reconnaît CMH2, il y a activation de CD154-CD40. Soit CD28 est activé et il y a activation des lymphocytes, soit CD152 est activé et il y a inactivation des lymphocytes. (Fig. 21)
Il y a une cascade de phosphorylations qui amène à la synthèse de cytokines ou à un signal d’apoptose ou de multiplication cellulaire. (Fig. 22)

IV. Les récepteurs aux cytokines

A. Les 5 familles de récepteurs

Récepteur aux hématopoïétines, aux IFN, aux chémokines, à la famille des TNF et à la superfamille des Ig. (Fig. 23, 24)

B. Le récepteur à l’IL-2

Ils se régulent eux-mêmes dans la mesure où ils peuvent être de faible ou forte affinité.
(Fig. 25)

C. Rôles du récepteur

Ils sont à l’origine de la régulation. (Fig. 26)

D. Transduction du signal

Dimérisation des récepteurs, cascade de réactions jusque dans le noyau, puis synthèse de cytokines ou apoptose ou multiplication. (Fig. 27 à 29)
Il peut y avoir des problèmes de régulations au sein de la cellule vu le nombre de messages à traiter simultanément.











Les cellules présentatrices d’antigènes


Introduction

On étudie ici des cellules jouant un rôle important dans la réponse immunitaire. Certaines sont à l’origine de la phagocytose. Elles jouent des rôles à différents niveaux. Elles prennent l’antigène là où il est et l’emmènent où se situent les LT.
Les CPA initient la RI (présentation aux LT4) ou sont les cellules cibles de la RI (des LT8 plus précisément). Les cellules cibles sont celles qui ont le CMHI, ce qui est le cas de quasiment toutes les cellules. Toutes les cellules sont donc en quelque sorte des CPA. Les CPA portant le CMH II ont des noms fonction de leur localisation.
La CPA ne fait pas que présenter l’antigène. Il y a deux stades : internalisation de l’Ag et préparation puis présentation des peptides. C’est l’apprêtement de l’Ag.

I. Les différentes CPA

A. Classification

Les CPA au sens strict sont seulement celles qui présentent le CMHII (donc qui stimulent les LTh), elles regroupent les CPA professionnelles (qui ont toujours la capacité de prénseter des antigènes) et les CPA non professionnelles (présentant les antigènes dans des cas bien particuliers).
Les CPA au sens large regroupent les CPA au sens strict et les cellules cibles (qui présentent le CMHI).

B. Les CPA sensu stricto

1) Les CPA professionnelles

- Cellules dendritiques : quantités de CMH I et II très élevée. Capables d’activer les LT auxiliaires naïfs (qui n’ont jamais reconnu l’Ag). Ce sont des très bonnes présentatrices, elles stimulent en permanence. Jamais de repos.
- Les macrophages : N’est CPA qu’au moment où il est activé par phagocytose.
Cellules dendritiques et macrophages dérivent de monocytes, ce sont des formes fixées et rampantes. Un macrophage peut devenir une cellule dendritique, et vice versa, avec intervention de cytokines.
- Les LB : ils ne phagocytent jamais, et servent à l’endocytose de l’antigène.

2) Les CPA non professionnelles

Elles expriment leur CMHII pendant la durée de la réponse immunitaire.