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1. LES IMMUNOGLOBULINES
2. LE LYMPHOCYTE B
Départment de Chirurgie Dentaire
Dr. K. E. Kerboua
k.k.eddine@gmail.com
Faculté de Médecine d’Oran
LES IMMUNOGLOBULINES
Emil Adolf von Behring 1901
Les anti-toxin contre
Diphtherie et le Tetanos
1908
Theorie de
La formation des anticorps
Paul Ehrlich
Production des
Anticoprs Monoclonaux
Milstein Köhler 1975
I. DEFINITION
Un adulte possède à un instant donné environ 1020 molécules d'Ig, dont plus de 109 espèces
moléculaires différentes.
Ils remplissent leur rôle grâce à TROIS modes d'action:
1. neutralisation des micro-organismes et de leurs toxines,
2. opsonisation facilitant l'ingestion par les cellules phagocytaires (phagocytose)
3. activation du complément conduisant à l'opsonisation et parfois la lyse des micro-organismes.
Les immunoglobulines (Ig) sont des GLYCOPROTÉINES douées d'activité anticorps (Ac) , c'est-à-
dire capables de se lier spécifiquement à un déterminant antigénique unique, ou épitope.
Elles sont présentes dans le plasma, les liquides extra-vasculaires et les sécrétions.
Elles sont produites par les lymphocytes B, mais seulement excrétées par leur descendance
plasmocytaire.
Les anticorps sont les médiateurs de l'immunité humorale, dont LES CIBLES sont extra-cellulaires.
On retrouve les Ig principalement
dans la fraction des
GAMMAGLOBULINEs à
l'électrophorèse des protéines
II. STRUCTURE GENERALE DES IMMUNOGLOBULINES. NOMENCLATURE.
Toutes les Ig, en dépit de leur très grande
hétérogénéité, sont bâties sur un modèle de base
commun, SYMÉTRIQUE, celui de l'IgG monomère qui
fut la première décrite. Elles comportent toutes 4
chaînes polypeptidiques groupées en deux paires
identiques de taille inégale:
1. d'une part 2 chaînes lourdes dites H, pour "heavy",
2. d'autre part 2 chaînes légères dites L, pour "light",
1. Les chaînes légères sont communes à l'ensemble des classes d'Ig, mais on en distingue
2 types antigéniquement différents: le type kappa (Ƙ) et le type lambda (λ).
Dans une molécule donnée d'Ig les deux chaînes légères sont toujours du même type: il n'y
a jamais de molécules hybrides.
PORTER et EDELMAN.
1972
2. Les chaînes lourdes sont au contraire spécifiques pour chaque classe d'Ig: CINQ ISOTYPES
(gamma [ɣ], alpha [α], mu [μ], delta [δ] et epsilon [ε]) définissent respectivement les 5 CLASSES
D'IG: IgG, IgA, IgM, IgD et IgE. Tous les individus les possèdent dans leur sérum
III. STRUCTURE FINE DES CHAINES LEGERES ET LOURDES DES IMMUNOGLOBULINES.
1. CHAÎNES LÉGÈRES.
Elles comportent une portion variable et une constante.
Dans la région variable (VL), il existait TROIS
SÉQUENCES de cinq à dix résidus où la variabilité
était maximum. CDR pour "complementary
determining region« responsable de
complémentarité dans l'espace
Pour les immunoglobulines, LA VARIABILITÉ est la condition sine qua non de LA FONCTION,
c'est-à-dire de la reconnaissance de l'antigène qui peut être multiple
2. CHAÎNES LOURDES.
Elle est constituée de DEUX PARTIES franchement inégales:
Ils sont constitués de TROIS SEGMENTS SUCCESSIFS
Entre le premier et le second segment de la région constante se trouve la RÉGION
CHARNIÈRE.
B. le 1/4 du côté N-terminal est TRÈS VARIABLE d'une séquence à l'autre. C'est la région
variable ou VH, qui tout comme son homologue VL possède également TROIS RÉGIONS
HYPERvariables ou CDR
A. Les 3/4 du côté C-terminale ont une composition
relativement INVARIANTE: c'est la région constante,
LE SITE ANTICORPS, ou PARATOPE, d'une Ig est constitué de l'association
des régions VH et VL, et plus particulièrement des différents CDR
(théorie du site partagé)
1. LES PARTIES VARIABLES sont le support de
l'activité anticorps, et une Ig monomère peut
ainsi lier deux épitopes,
2. alors que LA PARTIE CONSTANTE est le
support des propriétés biologiques des Ig.
L'Ig présente une DUALITÉ STRUCTURALE qui explique sa DUALITÉ FONCTIONNELLE:
Elle possède
1. deux EXTRÉMITÉS VARIABLES identiques et
propres à chaque Ig, et
2. une PORTION CONSTANTE définissant CINQ classes
principales: IgG, IgA, IgM, IgD et IgE, par
ordre de concentration sérique décroissant.
1. Sous forme libre en solution, dans le sang et les liquides extra-vasculaires, elle est connue
depuis longtemps sous le vocable d'anticorps.
2. Ancrée à la membrane du lymphocyte B elle y est connue sous le nom d'Ig membranaire, et
y participe à la formation du récepteur du lymphocyte B pour l'antigène (ou BCR pour
"B cell receptor").
De plus, LA RECONNAISSANCE de l'antigène par les LB se fait selon DEUX MODALITÉS.
IV. CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTES CLASSES D'IMMUNOGLOBULINES
1. IGG Elle représente plus des trois quarts des Ig sériques, elles sont
1. OPSONISANTS,
2. FIXANT LE COMPLÉMENT et
3. NEUTRALISANT les toxines bactériennes et les virus
Il existe QUATRE SOUS-CLASSES = isotypes. : IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4
(ɣ1, ɣ2, ɣ3 et ɣ4) qui présentent des propriétés biologiques spécifiques:
1. les IgG4 n'activent pas le complément à la différence des trois autres,
2. la fixation aux différents Fcɣ récepteurs est variable selon les sous-classes: IgG3 pour l’ADCC
2. LES IGM. Les IgM existent sous DEUX formes moléculaires :
1. PENTAmère sérique
2. MONOmère à la surface du LB où sa fonction est celle de
récepteur de l'antigène.
la plus volumineuse des Ig sériques ce qui explique
qu’elle est majoritairement (80 à 90 %) intra-vasculaire.
La chaîne lourde µ possède un domaine constant supplémentaire
par rapport à la chaîne lourde ɣ: elle a donc un domaine variable
et 4 domaines constants. Contrairement aux IgG il n'existe pas de
région charnière individualisée dans la chaîne lourde µ.
chaîne J (pour "joining"), dont l'unique fonction est d'assurer la POLYMÉRISATION des Ig.
Dans certaines circonstances les anticorps restent toute la vie de classe IgM: c'est le cas des
agglutinines naturelles anti-A et anti-B du système des groupes sanguins ABO, et plus
généralement des antigènes THYMO-INDÉPENDANTS.
LES PREMIERS ANTICORPS qui apparaissent après une primo-immunisation sont de classe
IgM. Ils cèdent généralement la place aux anticorps de classe IgG, plus abondants et plus
durables
La connaissance de ce CHANGEMENT DE CLASSE, appelé aussi commutation isotypique
ou "switch" en anglais a des implications diagnostiques(ex: Rubéole chez la femme enceint
La forme particulière de cette molécule d'IgM, hérissée de 10 Fab, lui confère
1. un remarquable POUVOIR AGGLUTINANT, de loin supérieur à celui des IgG.
2. De même, son POUVOIR LYTIQUE, lié l'activation du complément, est TRÈS PUISSANT.
Reponse primaire Reponse Secondaire
Pièce sécrétoire
Chaîne JPM : 400.000
Constante de
sédimentation = 11S
3. L'IGA.
on distingue DEUX compartiments, distinctement cloisonnés: le
compartiment SYSTÉMIQUE ou sérique et le compartiment MUQUEUX.
Elle constitue la deuxième classe d'Ig sérique après les IgG, puisqu'elle
représente environ 10 % du total des Ig avec un taux moyen de 2 à 3 g/L.
1. L'IgA sérique.
On connaît deux sous-classes d'IgA: l'IgA1 et l'IgA2.
Dans le sérum l'IgA1 est l'isotype de loin majoritaire (80 %), ce qui n'est plus le cas au niveau
muqueux.
.
2. L'IgA sécrétoire ou exocrine.
C'est l'Ig principale des sécrétions salivaires, lacrymales, nasales, bronchiques, gastro-
intestinales et mammaires. Elle est synthétisée par les nombreux plasmocytes présents dans les
chorions des muqueuses où les plasmocytes à IgA prédominent
La structure de l'IgA sécrétoire DIFFÈRE de celle de l'IgA sérique. Elle est en
effet constituée de deux monomères d'IgA reliés par une chaîne J et
comporte le composant sécrétoire ou pièce sécrétoire, synthétisée par les
cellules épithéliales
l'IgA est incapable d'activer le complément par sa voie d'activation classique, ce qui au niveau
muqueux est une adaptation bénéfique aux conditions de travail de l'IgA sécrétoire.
4. L'IGD
Son taux physiologique sérique est très faible: 300 fois moins que l'IgG.
La chaîne lourde δ, qui n'a pourtant que 03 domaines constants, et par
une région charnière longue.
C'est au niveau cellulaire que cette classe d'Ig paraît jouer un rôle
fondamental. On la retrouve fréquemment à la surface des
lymphocytes B en association avec des IgM monomères. Elles ont la
même région variable VH et la même chaîne légère,
5. L'IGE.
L'IgE est la moins abondante des Ig: chez l'adulte, son taux physiologique est
100 000 fois moindre que l’IgG (100 à 200 unités internationales). Ceci ,
et pourtant c'est sans doute la classe d'Ig qui intéresse le plus les
Allergologues.
Après interactions de leur fragment constant avec un récepteur de faible
affinité (CD23), présent sur des cellules cytotoxiques (polynucléaires
éosinophiles, lymphocytes), elle participe à L'ÉLIMINATION DES PARASITES.
Malgré leur très faible concentration sérique, les IgE jouent un rôle considérable dans les
manifestations d'HYPERSENSIBILITÉ IMMÉDIATE, telles que l'asthme.
la structure est celle d'un monomère avec 2 chaînes lourdes ε et deux chaînes légères.
Tout comme la chaîne µ la chaîne lourde ε possède 4 domaines constants
Histamine
cytokines
1. Propriétés de l’IgE
La propriété la plus intéressante de l'IgE est certainement sa CYTOPHILIE par le biais de son
fragment Fc. Cette fixation cellulaire est sous la dépendance de récepteurs spécifiques pour le
Fc des IgE
Sa demi-vie est très brève: 2,5 jours dans le sérum, donc la plus brève de toutes les Ig.
fixée aux mastocytes et aux polynucléaires basophiles: une demi-vie de plusieurs semaines,
voire de plusieurs mois
L'IgE ne fixe pas le complément par la voie classique.
L'IgE ne traverse pas le placenta.
2.Récepteurs pour le Fc des IgE (Fc1R) On en connaît deux types principaux;
a. FcεRI
C'est un récepteur de FORTE affinité présent sur les polynucléaires basophiles,
éosinophiles, les mastocytes et les cellules de Langerhans.
b. FcεRII
Le récepteur de type II est dit de FAIBLE affinité. Il est également désigné sous le nom de
CD23, il est présent sur divers types cellulaires en particulier les monocytes/macrophages,
les éosinophiles , les mastocytes, les basophiles, les lymphocytes T et B, les cellules de
Langerhans.
3- Régulation de la synthèse de l'IgE
Cette réponse IgE est hautement T-dépendante et qu'il existe une franche dissociation entre la
réponse classique de type IgG et celle de type IgE ;
V. LES DIFFERENTS NIVEAUX D'HETEROGENEITE DES IMMUNOGLOBULINES
Nous avons vu que les Ig étaient une famille très hétérogènes. L'Ig est, comme toute protéine,
antigénique et constituée de différents épitopes. Selon la nature et l'expression de ces MOTIFS
ANTIGÉNIQUES on peut classer les différents niveaux hétérogénéité en trois types:
1. L'ISOTYPIE: Les isotypes sont constitués de motifs antigéniques rencontres chez tous les
individus d'UNE MÊME ESPÈCE. localisés sur les domaines constants des chaînes lourdes et
légères. 9 isotypes pour la chaines lourde et deux isotypes de chaînes légères : Ƙ et λ
2. L'ALLOTYPIE: au sein d'une espèce, chez un certain nombre d'individus donnés, et non chez
tous, définissant des sous-groupes de population (contenusmdans certains sérums humains)
3. L'IDIOTYPIE: Les idiotopes sont des épitopes portés par le fragment Fv (VH-VL) des Ig. Ils
peuvent être ou non associés au paratope. L'ensemble des idiotopes d'une molécule d'Ig forme
son idiotype.
VI. RELATIONS ENTRE STRUCTURE ET ACTIVITE BIOLOGIQUE.
1. PROPRIÉTÉS PORTÉES PAR LE FRAGMENT FAB DES IG: LE SITE ANTICORPS.
Les deux chaînes légères et lourdes PARTICIPENT activement à la constitution du site anticorps.
Les expériences de clivage enzymatique faites sur l'IgG montrent bien que le SITE ANTICORPS
est localisé du côté amino-terminal des deux chaînes.
Le caractère SYMÉTRIQUE de la molécule: les deux sites anticorps (paratopes) sont IDENTIQUES;
L'ENSEMBLE DES SITES ANTICORPS d’un individu, constitue
son RÉPERTOIRE B, lui permettant de reconnaître les
déterminants antigéniques correspondants.
La taille du paratope lui permet de se combiner à un épitope
sucré de 5 à 6 oses, ou protidique de 10 à 15 acides aminés.
Le contact entre le site anticorps (paratope) et le déterminant
antigénique (épitope) qui fait intervenir des phénomènes de
complémentarité spatiale.
La liaison antigène-anticorps est une liaison non-covalente,
La liaison antigène-anticorps est RÉVERSIBLE.
Lorsque l'on s'intéresse aux molécules entières d'Ig d'un sérum polyclonal, on parle d'AVIDITÉ,
eu égard aux nombreux couples épitopes-paratopes différents mis en jeu, susceptibles de créer
un effet synergique sur la liaison à l'antigène
Le changement d'un seul acide aminé au sein du paratope
affecté L'AFFINITÉ; Ce mécanisme est mis à profit par le
système immunitaire pour augmenter l'affinité des anticorps
après une stimulation antigénique (maturation d'affinité par
hypermutations somatique).
Réaction croisée
2. PROPRIÉTÉS PORTÉES PAR LE FRAGMENT FC.
Le fragment Fc est dénué de toute activité anticorps mais est le support de plusieurs
activités biologiques qui confèrent à l'Ig son caractère BIFONCTIONNELLE: liaison de
l'antigène PUIS propriétés effectrices.
Ces propriétés résultent de l'existence de sites de LIAISON SPÉCIFIQUES sur les
domaines constants pour de molécules, SOLUBLES (complément) ou MEMBRANAIRES (RFc).
1. Traversée du placenta: Seules les IgG traversent le placenta, assurant le transfert de
l'immunité humorale de la mère à l'enfant (Ité passive)
2. Traversée des muqueuses: les IgA sécrétoire du chorion muqueux sous-jacent vers la
lumière (intestinale, pulmonaire, etc...) où elle est l'isotype majeur de protection.
3. Fixation du complément : Seules les IgM et les IgG (sauf les IgG4) lorsque les sites
anticorps ont été activés par liaison à leur antigène spécifique. (IgM>>>>>IgG3 > IgG1 >IgG2.)
4. Fixation aux récepteurs des Fc (FcR)
Ces récepteurs, exprimés variablement à la
surface de différents types cellulaires,
On distingue des récepteurs de FORTE
AFFINITÉ, appelés de type I et des récepteurs
de FAIBLE affinité.
Activation du complément
par la voie classique
Fragment Fc
Cytotoxicité à médiation cellulaire
dépendante des Ac : ADCC
Opsonisation
Transfert placentaire
BIOSYNTHESE DES IMMUNOGLOBULINES
20 à 30 % des protéines synthétisées par le plasmocyte sont des chaînes H et L d’Ig.
Les ARNm (H+L) quittent le noyau, se lient au
polyribosomes.
Traduction des ARNm, les chaînes H et L en cours de
synthèse pénètrent dans le RER grâce au peptide
signal riche en acides aminés hydrophobes.
Excision de la séquence signal
Assemblage
Glycosylation
Sécrétion par pinocytose inverse
Traduction de la chaîne
lourde
Traduction de la
chaîne légère
Vésicule de sécrétion
RER
Appareil de golgi
Glycosilation
Assemblage
Peptide
signal
VII. GENES DES IMMUNOGLOBULINES
1. ASPECTS BIOCHIMIQUES
VII. GENES DES IMMUNOGLOBULINES
La synthèse des Ig est assurée par les LB et leur descendance plasmocytaire.
la spécificité idiotypique, portée par les parties variables des chaînes d'Ig, reste rigoureusement
la même pour les diverses Ig de surface d'un lymphocyte donné
1. ASPECTS BIOCHIMIQUES
La synthèse des Ig obéit aux règles générales de la synthèse des protéines ; des ARN messagers
(les uns CODANT pour les chaînes lourdes traduits en 60 secondes; les autres plus courts codant
pour les chaînes légères achevés en 30 secondes); s'y ASSEMBLENT, y cheminent et transitent
nécessairement par le corps de Golgi. Les Ig achevées quittent le plasmocyte par un processus
de PINOCYTOSE INVERSE environ 20 minutes après leur naissance.
En ce qui concerne les Ig POLYMÈRES (IgM, IgA sécrétoire) l'assemblage des sous-unités
se fait essentiellement à la phase finale, juste au moment du franchissement de la membrane
plasmique.
La chaîne J, elle-même synthétisée par le plasmocyte, joue un rôle dans cette polymérisation.
2. ASPECTS GÉNÉTIQUES.
Susumu Tonegawa
1987
2. ASPECTS GÉNÉTIQUES.
Le nombre de structures différentes que le système immunitaire est appelé à
reconnaître est EXTRÊMEMENT ÉLEVÉ.
Pour la réponse humorale: un clone est d'environ 103 cellules, donc les 1011 lymphocytes B
sont capables de produire 108 molécules d'anticorps différentes. (le nombre de gènes 5. 104)
LA DIVERSITÉ des anticorps reposait sur des mécanismes de RECOMBINAISONS GÉNÉTIQUES
entre fragments géniques. Le postulat n'est plus la correspondance entre une chaîne protéique
et un gène, mais entre un DOMAINE d'Ig et un gène.
Chaque domaine (VH, VL, Cμ, Cɣ, Cα, etc...) est codé par un fragment génique. Ces fragments
sont éloignés et non transcrits dans l'ADN génomique.
Uniquement dans le LB qui se différencie ces gènes vont être rapprochés (RÉARRANGÉS) pour
être transcrits et formés un ARN messager primaire.
un rapide calcul montre qu'avec environ 50 gènes VH, 30 gènes D et 6 gènes J on a 9000 possibilités pour la région VH. Le
même calcul pour les chaînes K (34 VK et 5 JK) retrouve 170 possibilités et donc 1,53-106 possibilités d'appariement
chaîne lourde/chaîne 1.(en plus de un facteur 100 que la diversité jonctionnelle )= 109
Au stade de lymphocyte B mature STIMULÉ par son antigène spécifique: LES MUTATIONS
SOMATIQUES sur les régions V des Ig au cours des mitoses consécutives à l'expansion clonale.
Ces mutations entraînent surtout une MATURATION D'AFFINITÉ des anticorps (voir coursLB).
C. MÉCANISME DU "SWITCH"
C. MÉCANISME DU "SWITCH"
Une fois obtenus, les réarrangements fonctionnels d'une chaîne lourde (VDJ) et d'une chaîne
légère (VJ), dont l'association définit UNE SPÉCIFICITÉ ANTICORPS (un clone lymphocytaire).
Cependant, le gène réarrangé VDJ a la possibilité de s'apparier avec différents gènes codant
pour les parties constantes.
Chaque gène est PRÉCÉDÉ d'une séquence dite "Switch" ou de commutation qui
permet à l'ensemble VDJ de "s'accrocher" à un gène C différent.
B. Les contacts cellulaires entre le lymphocyte B par le CD40 et le lymphocyte T par CD40L
Après STIMULATION PAR L'ANTIGÈNE, le lymphocyte B qui exprime une IgM
membranaire peut se différencier en plasmocyte sécréteur d'IgG, d'IgA ou d'IgE
Cette commutation, ou "switch" aboutit à la production d'anticorps qui conserve leur
spécificité anticorps (même VDJ) associée à des propriétés effectrices variables avec les
différents isotypes.
A. Les cytokines agissent en stimulant ou en réprimant les régions S.
1. l'IL-4 favorise la synthèse de l'IgE et de l'IgG4,
2. le TGFβ stimule la synthèse d'IgA.
Les lymphocytes T jouent un rôle important dans la commutation, grâce aux:
LE LYMPHOCYTE B
I - INTRODUCTION
Le récepteur d'antigène du lymphocyte B ( BCR pour "B cell receptor") reconnaît directement
les ANTIGÈNES NATIFS, en solution ou à la surface des CPA, telles que les cellules
folliculaires dendritiques.
Les lymphocytes B sont le support de l'immunité humorale adaptative qui repose sur
la présence d'anticorps spécifiques, et donc transférable par le sérum.
Cette immunité humorale est responsable des RÉACTIONS D'HYPERSENSIBILITÉ de type I
(anaphylaxie), II (cytotoxicité) et III (complexes immuns).
1. la première mène du progéniteur au lymphocyte B porteur d'un BCR unique.
2. La seconde élimine parmi ces lymphocytes ceux qui sont auto-réactifs.
Dans l'organe lymphoïde primaire qui gouverne la lymphopoïèse B, la différenciation qui
conduit à des lymphocytes B matures naïfs procède en DEUX ÉTAPES:
DEUXIÈME ÉTAPE: la reconnaissance des antigènes du soi qui conduit à l'élimination
des clones B auto-réactifs, et À L'ÉTABLISSEMENT DE LA TOLÉRANCE.
LA PREMIÈRE ÉTAPE de la différenciation produit un lymphocyte B qui exprime une
immunoglobuline de surface de spécificité unique (idiotypie) suite aux réarrangements des gènes
L'obtention du produit fonctionnel d'un réarrangement est LE SIGNAL pour passer à l'étape
suivante.
II LA DIFFÉRENCIATION DES LYMPHOCYTES B
On individualise QUATRE STADES qui conduisent le précurseur B au lymphocyte B mature:
b. L'IL-7 intervient au stade de lymphocytes pro-B tardif et pré-B, qui expriment le récepteur
spécifique de cette cytokine. Elle remplit à la fois un rôle
1. de facteur de croissance,
2. de protection vis-à-vis de l'apoptose
3. et d'accessibilité de l'ADN aux recombinases.
La première étape conduit le précurseur B, qui est porteur du CD34, et qui n'a encore
aucun réarrangement de ses gènes des immunoglobulines au stade de lymphocyte pro-B
précoce.
Cette progression se fait grâce aux CELLULES STROMALES (réticulaires) qui donnent les
informations nécessaires
1. d'abord par CONTACT CELLULAIRE direct aux stades PRÉCOCES,
2. puis par l'intermédiaire de MÉDIATEURS SOLUBLES aux stades TARDIFS.
a. Le contact initial entre la cellule stromale et le précurseur B fait intervenir diverses molécules
d'adhérence
LES QUATRE STADES DE DIFFÉRENCIATION
04 stades de différenciation du LB est marqué par
A. UNE ÉTAPE DE RÉARRANGEMENT des gènes des immunoglobulines, d'abord de la
chaîne lourde µ, PUIS des chaînes légères Ƙ puis λ.
2. pro-B tardif: un réarrangement V-DJ fonctionnel.
Le récepteur de l'IL-7 apparaît à ce stade.
3. pré-B: L'obtention d'une chaîne lourde µ .la chaîne lourde µ exprimée à la surface du
lymphocyte pré-B, associé à un équivalent de chaîne légère.
A ce stade apparaît la molécule CD20.
4. B immature: l'obtention d'un réarrangement fonctionnel d'une des deux chaînes
légères et l'expression à la surface d'une IgM monomère.
C'est à ce stade qu'apparaît la molécule CD21.
1.pro-B précoce : L'obtention d'un réarrangement D-J fonctionnel. Au stade de
lymphocyte pro-B précoce, la cellule exprime différents marqueurs : CD45R, les
antigènes du CMH de classe II, CD19, CD40 et CD38.
B mature voit son expression membranaire d'IgM diminué au profit de celle de l'IgD. Il
exprime donc deux isotypes différents, porteur de la même spécificité idiotypique (même
VDJ).
En cas de réarrangements non fonctionnels sur les deux allèles, le lymphocyte B MEURT (2/3).
B. les MARQUEURS se surface permettent aussi de caractériser (phénotyper) ces stades
III- SELECTION DES LYMPHOCYTES B
TOLÉRANCE B
L'élimination des LB immatures dont l'IgM peut lier les antigènes du soi multivalents, exprimés
dans la moelle osseuse (MO).
Ces DEUX PHÉNOMÈNES participent à l'établissement de LA TOLÉRANCE B CENTRALE.
Seuls les lymphocytes B dont l'IgM n'est pas capable de se lier à un ligand dans la MO vont
1. exprimer conjointement une IgD de même spécificité anticorps
2. et vont pouvoir quitter la moelle osseuse. (MO)
LA TOLÉRANCE B PÉRIPHÉRIQUE : Pour les antigènes du soi non exprimés dans la moelle
osseuse, l'absence de lymphocytes T auxiliaires rend compte de l'établissement de la
TOLÉRANCE B PÉRIPHÉRIQUE.
1. Lorsque l'antigène du soi est exprimé à LA SURFACE d'une cellule sa liaison à l'IgM de
surface entraîne l'apoptose du lymphocyte B, et donc la délétion clonale.
2. En cas d'antigène du soi SOLUBLE la liaison entraîne une inactivation, encore appelée
anergie, du lymphocyte B.
Apoptose Anergie Maturation
Pas de TH spécifiques
Apoptose Memoire Plasmocyte
TH spécifiques
IV- LA PRODUCTION DES ANTICORPS
De nombreuses bactéries se multiplient dans le milieu extra-cellulaire. Pour les
germes à développement intracellulaire obligatoire, la dissémination implique un court
passage par le milieu extra-cellulaire pour passer d'une cellule à une autre.
Donc potentiellement tout germe , à un moment ou à un autre de son cycle de reproduction,
peut être la cible des anticorps qui sont le support de l'immunité humorale.
Pour la plupart des antigènes, qui sont dits THYMODÉPENDANTS, les lymphocytes B nécessitent
LA COLLABORATION d'une sous-population particulière de lymphocytes T, les lymphocytes T
CD4+Th2, pour développer une réponse humorale: l'aide des lymphocytes T est indispensable
1. pour la commutation isotypique (ou "switch")
2. et pour la maturation d'affinité des anticorps (juste la citer car ne fait pas partie de ce cours)
Ces derniers, produits des lymphocytes B, visent à détruire les germes extra-cellulaires et
à empêcher la dissémination des germes intracellulaires par TROIS MÉCANISMES:
1. LA NEUTRALISATION qui empêche la liaison du pathogène aux cellules, première étape
indispensable de l'infectiosité, AGGLUTINATION.
2. L'OPSONISATION, qui facilite la phagocytose, soit directement par liaison spécifique aux
récepteurs des Fc des immunoglobulines , soit indirectement après dépôt du complément
activé par le complexe immun antigène-anticorps de bon isotype;
3. L'ACTIVATION DU COMPLÉMENT qui soit conduit à la lyse des micro-organismes par le
complexe d'attaque membranaire, soit participe à l'apparition de la réponse inflammatoire.
Vaccin anti-carries?
1- LE BCR
2. INTERNALISATION DE L'ANTIGÈNE suivi de son apprêtement et de la présentation de
peptides antigéniques par les molécules HLA de classe II, permettant la coopération B-T,
indispensable à l'induction de la réponse immunitaire vis-à-vis de la majorité des antigènes
Ce deuxième rôle confère au lymphocyte B le statut de CPA INDISPENSABLE pour requérir
l'aide des lymphocytes T CD4+Th2 nécessaire à
1. la prolifération, L'EXPANSION CLONALE et
2. la différenciation en PLASMOCYTES sécréteurs d'anticorps
3. ou en lymphocytes B MÉMOIRE.
Pour un petit nombre d'antigènes, dits THYMOINDÉPENDANTS, l'aide apportée usuellement
par les lymphocytes T, est directement fournie par l'antigène bactérien.
A la surface du lymphocyte B, l’Ig est associée à des molécules co-réceptrices pour former le
COMPLEXE BCR dont la fonction est DOUBLE:
1. SIGNALISATION, conduisant, selon le stade de différenciation du lymphocyte B et les
informations du micro-environnement,
a. soit à la prolifération du lymphocyte B,
b. soit à son anergie,
c. soit à l'induction de sa mort par apoptose
1-1- L'immunoglobuline de membrane
Les lymphocytes B "commutés", exprimant une Ig d'un autre isotype que l'IgM ou l'IgD,
pourraient être des cellules mémoire.
1-2- Les molécules Igα et Igβ
l'immunoglobuline de membrane est associée à un HÉTÉRODIMÈRE: Igα et Ig β (CD79a et b)
Ces Ig appartiennent aux divers isotypes d'Ig, mais sont principalement de classe IgM et IgD.
Les lymphocytes B CO-EXPRIMENT ces deux isotypes qui partagent alors le même paratope,
donc les mêmes idiotypes et la même spécificité anticorps.
Les lymphocytes B porteurs d'une IgM seule, SANS IgD, sont soit
1. des lymphocytes B immatures,
2. des cellules stimulées, la perte de l'IgD de membrane étant un événement précoce de
l'activation.
1-3- Les co-récepteurs
Physiquement associées à ce dernier, des molécules capables de MODULER LES EFFETS DE LA
STIMULATION de celui-ci par son antigène. Il s'agit du complexe CD19/CD21/CD81 et du
CD32 (ou récepteur FcɣRII).
SIGNALISATION
RECONNAISSANCE
2- LA RÉPONSE AUX ANTIGÈNES THYMODÉPENDANTS
2-1- Le deuxième signal
Tout comme le lymphocyte T, le lymphocyte B mature naïf qui a quitté la moelle osseuse
équipé d'un BCR opérationnel nécessite, pour son activation dans les organes
lymphoïdes secondaires, LA PRÉSENCE SIMULTANÉE DE DEUX SIGNAUX:
1. le premier est fourni par l'antigène,
2. le second, dans le cas des antigènes thymodépendants, par le lymphocyte T CD4+Th2.
Après INTERNALISATION et dégradation partielle de l'antigène, le lymphocyte B RÉEXPRIME,
présenté par l'antigène HLA de classe II, un peptide qui porte un épitope T, le plus souvent
SÉQUENTIEL. Le lymphocyte B sert alors de CPA à un lymphocyte T effecteur préalablement
sensibilisé à ce même peptide par une CPA d'une autre origine (DC ou macrophage).
Le lymphocyte B N'EST PAS UNE cellule douée des capacités de PHAGOCYTOSE,
contrairement au macrophage: il ne peut donc ingérer de gros micro-organismes de la taille
des bactéries. Il peut néanmoins internaliser, après liaison par son BCR, des virus ou des
protéines solubles. (d’où l’interet des Cellules Dendritiques Folliculaires)
Nous rappellerons que l'épitope de l'antigène reconnu par l'immunoglobuline de
surface, appelé épitope B, est le plus souvent un épitope CONFORMATIONNEL.
CD
T CD4+
naif
PlasmoCyte IgM
TH0
ICOS
CD40L
TCR
CD4
CXCR5
CD28
FOLLICULE
Celules denfritiques
folliculaires
ICOS-L
CD40
HLAII
CD80/86
LB
MemoireSwitch
2-3- Le ganglion lymphatique
Les lymphocytes B activés prolifèrent intensément dans LE MICROENVIRONNEMNT
SPÉCIALISÉ du centre clair germinatif du ganglion. Elle est propre des antigènes
thymodépendants, et concerne plus les anticorps de classe IgG que ceux de classe IgM.
Après pénétration dans le parenchyme ganglionnaire le lymphocyte B, stimulé par le LT dans la
zone PARA-CORTICALE, peut
1. soit participer à la production IMMÉDIATE d'IgM,
2. soit MIGRER vers le follicule primaire. Là, par contact avec les cellules folliculaires
dendritiques, il va subir une intense prolifération clonale ainsi qu'une maturation d'affinité
de sa Ig.
Seuls les LB ayant une immunoglobuline de surface avec une forte affinité pour l'antigène
survivent et sont capables de quitter le centre germinatif. Les autres, meurent par apoptose. Il
s'agit donc d'une sélection positive en présence de l'antigène.
Le devenir des LB ainsi sélectionnés pour LEUR CAPACITÉ À MIEUX FIXER L'ANTIGÈNE est
DOUBLE: ils peuvent donner soit des PLASMOCYTES, soit des lymphocytes B
MÉMOIRE.
1- Les lymphocytes B mémoire
Si le LB se lie, via le CD40, au LT CD4+Th2, exprimant le CD40L, il se différencie en
lymphocyte B mémoire à vie longue, qui supportera la réponse immunitaire anamnestique lors
d'une rencontre ultérieure avec l'antigène.
2- Les plasmocytes
C’est la cellule spécialisée dans la synthèse et la sécrétion des anticorps. Elle provient de
la différenciation terminale du lymphocyte B, six à sept mitoses après l'activation du LB naïf.
2-2- L'aide des lymphocytesT CD4+Th2
Le complexe peptide-CMH de classe II stimule une sous-population de lymphocytes T
auxiliaires, les lymphocytes T CD4+Th2. Ceux-ci, en retour, activent le lymphocyte B par
l'intermédiaire de PROTÉINE DE MEMBRANE et de CYTOKINES sécrétées.
1. La molécule CD40: La première étape a lieu dans la région paracorticale du ganglion : le
contact entre le lymphocyte T et le lymphocyte B se fait par une liaison entre deux protéines
membranaires: la molécule CD40L sur le LT et la molécule CD40 sur le LB.
2. les cytokines: Dans un deuxième temps le lymphocyte T réorganise son cytosquelette
pour focaliser au point de contact avec le lymphocyte B les cytokines qui vont être
responsables de LA PROLIFÉRATION et de la COMMUTATION ISOTYPIQUE.
Les cytokines agissent sur la chromatine en rendant accessible le site "switch"aux recombinases.
1. l'IL-4 est indispensable à la commutation vers la classe IgE et
2. le TGFβ à celle vers l'IgA.
La commutation isotypique permet d'associer à une même fonction
anticorps (même VDJ) différentes propriétés effectrices (différentes
classes d'immunoglobulines): des anticorps spécifiques d'un même
antigène doués de propriétés effectrices différentes, conférant à
certains la capacité d'activer le complément, à d'autres celle de
franchir les muqueuses ou d'activer des cellules tueuses (« NK"), etc...
Vaccin anti-carries?
LA PROLIFÉRATION COMMUTATION ISOTYPIQUE
IV-3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS
Il existe cependant un petit nombre d'antigènes, bactériens le plus souvent, capables de
provoquer une réponse anticorps solide chez des sujets ayant un déficit T. Ces
antigènes sont dits THYMOINDÉPENDANTs et peuvent être des POLYsaccharides, des
lipoPOLYsaccharides (LPS) et des protéines POLYmériques
La réponse immunitaire aux antigènes thymoINdépendants réponse de type IgM, de faible
affinité sans cellules mémoire
L'existence de déficits immunitaires sélectifs de la réponse immunitaire cellulaire (déficits T),
entraînent, outre de gravissimes infections néo-natales à germes intracellulaires, une absence
de réponse anticorps vis-à-vis de la majorité des antigènes, en raison du caractère indispensable
de la coopération cellulaire T-B pour la réponse humorale.
La RECONNAISSANCE DOUBLE (LB-LT) est le support rationnel de vaccins vis-à-vis de certains
germes. L'Haemophilus influenzae B (méningite grave chez le très jeune enfant). L'antigène
vaccinal est un polysaccharide de la paroi (THYMOINDÉPENDANT)
L'ARTIFICE employé pour obtenir une réponse satisfaisante consiste à fusionner ce
polysaccharide avec un antigène thymodépendant, la toxine tétanique, dont on sait qu'il
ENTRAÎNE UNE FORTE RÉPONSE IMMUNITAIRE.
Les lymphocytes T CD4+Th2 spécifiques du tétanos vont être capables de fournir l'aide
nécessaire aux lymphocytes B spécifiques de l'Haemophilus qui ont internalisé la protéine de
fusion, via leur BCR, et présente un peptide de la toxine tétanique.
Vaccin anti-carries?
PLASMOCYTES
SANS MÉMOIRE
1 SIGNAL 2 SIGNAL
IV-3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS
IgM
de faible affinité
CD21 (CR)

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  • 1. 1. LES IMMUNOGLOBULINES 2. LE LYMPHOCYTE B Départment de Chirurgie Dentaire Dr. K. E. Kerboua k.k.eddine@gmail.com Faculté de Médecine d’Oran
  • 2.
  • 3. LES IMMUNOGLOBULINES Emil Adolf von Behring 1901 Les anti-toxin contre Diphtherie et le Tetanos 1908 Theorie de La formation des anticorps Paul Ehrlich Production des Anticoprs Monoclonaux Milstein Köhler 1975
  • 4. I. DEFINITION Un adulte possède à un instant donné environ 1020 molécules d'Ig, dont plus de 109 espèces moléculaires différentes. Ils remplissent leur rôle grâce à TROIS modes d'action: 1. neutralisation des micro-organismes et de leurs toxines, 2. opsonisation facilitant l'ingestion par les cellules phagocytaires (phagocytose) 3. activation du complément conduisant à l'opsonisation et parfois la lyse des micro-organismes. Les immunoglobulines (Ig) sont des GLYCOPROTÉINES douées d'activité anticorps (Ac) , c'est-à- dire capables de se lier spécifiquement à un déterminant antigénique unique, ou épitope. Elles sont présentes dans le plasma, les liquides extra-vasculaires et les sécrétions. Elles sont produites par les lymphocytes B, mais seulement excrétées par leur descendance plasmocytaire. Les anticorps sont les médiateurs de l'immunité humorale, dont LES CIBLES sont extra-cellulaires. On retrouve les Ig principalement dans la fraction des GAMMAGLOBULINEs à l'électrophorèse des protéines
  • 5. II. STRUCTURE GENERALE DES IMMUNOGLOBULINES. NOMENCLATURE. Toutes les Ig, en dépit de leur très grande hétérogénéité, sont bâties sur un modèle de base commun, SYMÉTRIQUE, celui de l'IgG monomère qui fut la première décrite. Elles comportent toutes 4 chaînes polypeptidiques groupées en deux paires identiques de taille inégale: 1. d'une part 2 chaînes lourdes dites H, pour "heavy", 2. d'autre part 2 chaînes légères dites L, pour "light", 1. Les chaînes légères sont communes à l'ensemble des classes d'Ig, mais on en distingue 2 types antigéniquement différents: le type kappa (Ƙ) et le type lambda (λ). Dans une molécule donnée d'Ig les deux chaînes légères sont toujours du même type: il n'y a jamais de molécules hybrides. PORTER et EDELMAN. 1972 2. Les chaînes lourdes sont au contraire spécifiques pour chaque classe d'Ig: CINQ ISOTYPES (gamma [ɣ], alpha [α], mu [μ], delta [δ] et epsilon [ε]) définissent respectivement les 5 CLASSES D'IG: IgG, IgA, IgM, IgD et IgE. Tous les individus les possèdent dans leur sérum
  • 6. III. STRUCTURE FINE DES CHAINES LEGERES ET LOURDES DES IMMUNOGLOBULINES. 1. CHAÎNES LÉGÈRES. Elles comportent une portion variable et une constante. Dans la région variable (VL), il existait TROIS SÉQUENCES de cinq à dix résidus où la variabilité était maximum. CDR pour "complementary determining region« responsable de complémentarité dans l'espace Pour les immunoglobulines, LA VARIABILITÉ est la condition sine qua non de LA FONCTION, c'est-à-dire de la reconnaissance de l'antigène qui peut être multiple 2. CHAÎNES LOURDES. Elle est constituée de DEUX PARTIES franchement inégales: Ils sont constitués de TROIS SEGMENTS SUCCESSIFS Entre le premier et le second segment de la région constante se trouve la RÉGION CHARNIÈRE. B. le 1/4 du côté N-terminal est TRÈS VARIABLE d'une séquence à l'autre. C'est la région variable ou VH, qui tout comme son homologue VL possède également TROIS RÉGIONS HYPERvariables ou CDR A. Les 3/4 du côté C-terminale ont une composition relativement INVARIANTE: c'est la région constante, LE SITE ANTICORPS, ou PARATOPE, d'une Ig est constitué de l'association des régions VH et VL, et plus particulièrement des différents CDR (théorie du site partagé)
  • 7. 1. LES PARTIES VARIABLES sont le support de l'activité anticorps, et une Ig monomère peut ainsi lier deux épitopes, 2. alors que LA PARTIE CONSTANTE est le support des propriétés biologiques des Ig. L'Ig présente une DUALITÉ STRUCTURALE qui explique sa DUALITÉ FONCTIONNELLE: Elle possède 1. deux EXTRÉMITÉS VARIABLES identiques et propres à chaque Ig, et 2. une PORTION CONSTANTE définissant CINQ classes principales: IgG, IgA, IgM, IgD et IgE, par ordre de concentration sérique décroissant. 1. Sous forme libre en solution, dans le sang et les liquides extra-vasculaires, elle est connue depuis longtemps sous le vocable d'anticorps. 2. Ancrée à la membrane du lymphocyte B elle y est connue sous le nom d'Ig membranaire, et y participe à la formation du récepteur du lymphocyte B pour l'antigène (ou BCR pour "B cell receptor"). De plus, LA RECONNAISSANCE de l'antigène par les LB se fait selon DEUX MODALITÉS.
  • 8. IV. CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTES CLASSES D'IMMUNOGLOBULINES 1. IGG Elle représente plus des trois quarts des Ig sériques, elles sont 1. OPSONISANTS, 2. FIXANT LE COMPLÉMENT et 3. NEUTRALISANT les toxines bactériennes et les virus Il existe QUATRE SOUS-CLASSES = isotypes. : IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4 (ɣ1, ɣ2, ɣ3 et ɣ4) qui présentent des propriétés biologiques spécifiques: 1. les IgG4 n'activent pas le complément à la différence des trois autres, 2. la fixation aux différents Fcɣ récepteurs est variable selon les sous-classes: IgG3 pour l’ADCC 2. LES IGM. Les IgM existent sous DEUX formes moléculaires : 1. PENTAmère sérique 2. MONOmère à la surface du LB où sa fonction est celle de récepteur de l'antigène. la plus volumineuse des Ig sériques ce qui explique qu’elle est majoritairement (80 à 90 %) intra-vasculaire. La chaîne lourde µ possède un domaine constant supplémentaire par rapport à la chaîne lourde ɣ: elle a donc un domaine variable et 4 domaines constants. Contrairement aux IgG il n'existe pas de région charnière individualisée dans la chaîne lourde µ. chaîne J (pour "joining"), dont l'unique fonction est d'assurer la POLYMÉRISATION des Ig.
  • 9. Dans certaines circonstances les anticorps restent toute la vie de classe IgM: c'est le cas des agglutinines naturelles anti-A et anti-B du système des groupes sanguins ABO, et plus généralement des antigènes THYMO-INDÉPENDANTS. LES PREMIERS ANTICORPS qui apparaissent après une primo-immunisation sont de classe IgM. Ils cèdent généralement la place aux anticorps de classe IgG, plus abondants et plus durables La connaissance de ce CHANGEMENT DE CLASSE, appelé aussi commutation isotypique ou "switch" en anglais a des implications diagnostiques(ex: Rubéole chez la femme enceint La forme particulière de cette molécule d'IgM, hérissée de 10 Fab, lui confère 1. un remarquable POUVOIR AGGLUTINANT, de loin supérieur à celui des IgG. 2. De même, son POUVOIR LYTIQUE, lié l'activation du complément, est TRÈS PUISSANT. Reponse primaire Reponse Secondaire
  • 10. Pièce sécrétoire Chaîne JPM : 400.000 Constante de sédimentation = 11S 3. L'IGA. on distingue DEUX compartiments, distinctement cloisonnés: le compartiment SYSTÉMIQUE ou sérique et le compartiment MUQUEUX. Elle constitue la deuxième classe d'Ig sérique après les IgG, puisqu'elle représente environ 10 % du total des Ig avec un taux moyen de 2 à 3 g/L. 1. L'IgA sérique. On connaît deux sous-classes d'IgA: l'IgA1 et l'IgA2. Dans le sérum l'IgA1 est l'isotype de loin majoritaire (80 %), ce qui n'est plus le cas au niveau muqueux. . 2. L'IgA sécrétoire ou exocrine. C'est l'Ig principale des sécrétions salivaires, lacrymales, nasales, bronchiques, gastro- intestinales et mammaires. Elle est synthétisée par les nombreux plasmocytes présents dans les chorions des muqueuses où les plasmocytes à IgA prédominent La structure de l'IgA sécrétoire DIFFÈRE de celle de l'IgA sérique. Elle est en effet constituée de deux monomères d'IgA reliés par une chaîne J et comporte le composant sécrétoire ou pièce sécrétoire, synthétisée par les cellules épithéliales l'IgA est incapable d'activer le complément par sa voie d'activation classique, ce qui au niveau muqueux est une adaptation bénéfique aux conditions de travail de l'IgA sécrétoire.
  • 11. 4. L'IGD Son taux physiologique sérique est très faible: 300 fois moins que l'IgG. La chaîne lourde δ, qui n'a pourtant que 03 domaines constants, et par une région charnière longue. C'est au niveau cellulaire que cette classe d'Ig paraît jouer un rôle fondamental. On la retrouve fréquemment à la surface des lymphocytes B en association avec des IgM monomères. Elles ont la même région variable VH et la même chaîne légère, 5. L'IGE. L'IgE est la moins abondante des Ig: chez l'adulte, son taux physiologique est 100 000 fois moindre que l’IgG (100 à 200 unités internationales). Ceci , et pourtant c'est sans doute la classe d'Ig qui intéresse le plus les Allergologues. Après interactions de leur fragment constant avec un récepteur de faible affinité (CD23), présent sur des cellules cytotoxiques (polynucléaires éosinophiles, lymphocytes), elle participe à L'ÉLIMINATION DES PARASITES. Malgré leur très faible concentration sérique, les IgE jouent un rôle considérable dans les manifestations d'HYPERSENSIBILITÉ IMMÉDIATE, telles que l'asthme. la structure est celle d'un monomère avec 2 chaînes lourdes ε et deux chaînes légères. Tout comme la chaîne µ la chaîne lourde ε possède 4 domaines constants
  • 13. 1. Propriétés de l’IgE La propriété la plus intéressante de l'IgE est certainement sa CYTOPHILIE par le biais de son fragment Fc. Cette fixation cellulaire est sous la dépendance de récepteurs spécifiques pour le Fc des IgE Sa demi-vie est très brève: 2,5 jours dans le sérum, donc la plus brève de toutes les Ig. fixée aux mastocytes et aux polynucléaires basophiles: une demi-vie de plusieurs semaines, voire de plusieurs mois L'IgE ne fixe pas le complément par la voie classique. L'IgE ne traverse pas le placenta. 2.Récepteurs pour le Fc des IgE (Fc1R) On en connaît deux types principaux; a. FcεRI C'est un récepteur de FORTE affinité présent sur les polynucléaires basophiles, éosinophiles, les mastocytes et les cellules de Langerhans. b. FcεRII Le récepteur de type II est dit de FAIBLE affinité. Il est également désigné sous le nom de CD23, il est présent sur divers types cellulaires en particulier les monocytes/macrophages, les éosinophiles , les mastocytes, les basophiles, les lymphocytes T et B, les cellules de Langerhans. 3- Régulation de la synthèse de l'IgE Cette réponse IgE est hautement T-dépendante et qu'il existe une franche dissociation entre la réponse classique de type IgG et celle de type IgE ;
  • 14. V. LES DIFFERENTS NIVEAUX D'HETEROGENEITE DES IMMUNOGLOBULINES Nous avons vu que les Ig étaient une famille très hétérogènes. L'Ig est, comme toute protéine, antigénique et constituée de différents épitopes. Selon la nature et l'expression de ces MOTIFS ANTIGÉNIQUES on peut classer les différents niveaux hétérogénéité en trois types: 1. L'ISOTYPIE: Les isotypes sont constitués de motifs antigéniques rencontres chez tous les individus d'UNE MÊME ESPÈCE. localisés sur les domaines constants des chaînes lourdes et légères. 9 isotypes pour la chaines lourde et deux isotypes de chaînes légères : Ƙ et λ 2. L'ALLOTYPIE: au sein d'une espèce, chez un certain nombre d'individus donnés, et non chez tous, définissant des sous-groupes de population (contenusmdans certains sérums humains) 3. L'IDIOTYPIE: Les idiotopes sont des épitopes portés par le fragment Fv (VH-VL) des Ig. Ils peuvent être ou non associés au paratope. L'ensemble des idiotopes d'une molécule d'Ig forme son idiotype.
  • 15. VI. RELATIONS ENTRE STRUCTURE ET ACTIVITE BIOLOGIQUE. 1. PROPRIÉTÉS PORTÉES PAR LE FRAGMENT FAB DES IG: LE SITE ANTICORPS. Les deux chaînes légères et lourdes PARTICIPENT activement à la constitution du site anticorps. Les expériences de clivage enzymatique faites sur l'IgG montrent bien que le SITE ANTICORPS est localisé du côté amino-terminal des deux chaînes. Le caractère SYMÉTRIQUE de la molécule: les deux sites anticorps (paratopes) sont IDENTIQUES; L'ENSEMBLE DES SITES ANTICORPS d’un individu, constitue son RÉPERTOIRE B, lui permettant de reconnaître les déterminants antigéniques correspondants. La taille du paratope lui permet de se combiner à un épitope sucré de 5 à 6 oses, ou protidique de 10 à 15 acides aminés. Le contact entre le site anticorps (paratope) et le déterminant antigénique (épitope) qui fait intervenir des phénomènes de complémentarité spatiale. La liaison antigène-anticorps est une liaison non-covalente, La liaison antigène-anticorps est RÉVERSIBLE. Lorsque l'on s'intéresse aux molécules entières d'Ig d'un sérum polyclonal, on parle d'AVIDITÉ, eu égard aux nombreux couples épitopes-paratopes différents mis en jeu, susceptibles de créer un effet synergique sur la liaison à l'antigène Le changement d'un seul acide aminé au sein du paratope affecté L'AFFINITÉ; Ce mécanisme est mis à profit par le système immunitaire pour augmenter l'affinité des anticorps après une stimulation antigénique (maturation d'affinité par hypermutations somatique). Réaction croisée
  • 16. 2. PROPRIÉTÉS PORTÉES PAR LE FRAGMENT FC. Le fragment Fc est dénué de toute activité anticorps mais est le support de plusieurs activités biologiques qui confèrent à l'Ig son caractère BIFONCTIONNELLE: liaison de l'antigène PUIS propriétés effectrices. Ces propriétés résultent de l'existence de sites de LIAISON SPÉCIFIQUES sur les domaines constants pour de molécules, SOLUBLES (complément) ou MEMBRANAIRES (RFc). 1. Traversée du placenta: Seules les IgG traversent le placenta, assurant le transfert de l'immunité humorale de la mère à l'enfant (Ité passive) 2. Traversée des muqueuses: les IgA sécrétoire du chorion muqueux sous-jacent vers la lumière (intestinale, pulmonaire, etc...) où elle est l'isotype majeur de protection. 3. Fixation du complément : Seules les IgM et les IgG (sauf les IgG4) lorsque les sites anticorps ont été activés par liaison à leur antigène spécifique. (IgM>>>>>IgG3 > IgG1 >IgG2.) 4. Fixation aux récepteurs des Fc (FcR) Ces récepteurs, exprimés variablement à la surface de différents types cellulaires, On distingue des récepteurs de FORTE AFFINITÉ, appelés de type I et des récepteurs de FAIBLE affinité. Activation du complément par la voie classique Fragment Fc Cytotoxicité à médiation cellulaire dépendante des Ac : ADCC Opsonisation Transfert placentaire
  • 17. BIOSYNTHESE DES IMMUNOGLOBULINES 20 à 30 % des protéines synthétisées par le plasmocyte sont des chaînes H et L d’Ig. Les ARNm (H+L) quittent le noyau, se lient au polyribosomes. Traduction des ARNm, les chaînes H et L en cours de synthèse pénètrent dans le RER grâce au peptide signal riche en acides aminés hydrophobes. Excision de la séquence signal Assemblage Glycosylation Sécrétion par pinocytose inverse Traduction de la chaîne lourde Traduction de la chaîne légère Vésicule de sécrétion RER Appareil de golgi Glycosilation Assemblage Peptide signal VII. GENES DES IMMUNOGLOBULINES 1. ASPECTS BIOCHIMIQUES
  • 18. VII. GENES DES IMMUNOGLOBULINES La synthèse des Ig est assurée par les LB et leur descendance plasmocytaire. la spécificité idiotypique, portée par les parties variables des chaînes d'Ig, reste rigoureusement la même pour les diverses Ig de surface d'un lymphocyte donné 1. ASPECTS BIOCHIMIQUES La synthèse des Ig obéit aux règles générales de la synthèse des protéines ; des ARN messagers (les uns CODANT pour les chaînes lourdes traduits en 60 secondes; les autres plus courts codant pour les chaînes légères achevés en 30 secondes); s'y ASSEMBLENT, y cheminent et transitent nécessairement par le corps de Golgi. Les Ig achevées quittent le plasmocyte par un processus de PINOCYTOSE INVERSE environ 20 minutes après leur naissance. En ce qui concerne les Ig POLYMÈRES (IgM, IgA sécrétoire) l'assemblage des sous-unités se fait essentiellement à la phase finale, juste au moment du franchissement de la membrane plasmique. La chaîne J, elle-même synthétisée par le plasmocyte, joue un rôle dans cette polymérisation.
  • 20. 2. ASPECTS GÉNÉTIQUES. Le nombre de structures différentes que le système immunitaire est appelé à reconnaître est EXTRÊMEMENT ÉLEVÉ. Pour la réponse humorale: un clone est d'environ 103 cellules, donc les 1011 lymphocytes B sont capables de produire 108 molécules d'anticorps différentes. (le nombre de gènes 5. 104) LA DIVERSITÉ des anticorps reposait sur des mécanismes de RECOMBINAISONS GÉNÉTIQUES entre fragments géniques. Le postulat n'est plus la correspondance entre une chaîne protéique et un gène, mais entre un DOMAINE d'Ig et un gène. Chaque domaine (VH, VL, Cμ, Cɣ, Cα, etc...) est codé par un fragment génique. Ces fragments sont éloignés et non transcrits dans l'ADN génomique. Uniquement dans le LB qui se différencie ces gènes vont être rapprochés (RÉARRANGÉS) pour être transcrits et formés un ARN messager primaire. un rapide calcul montre qu'avec environ 50 gènes VH, 30 gènes D et 6 gènes J on a 9000 possibilités pour la région VH. Le même calcul pour les chaînes K (34 VK et 5 JK) retrouve 170 possibilités et donc 1,53-106 possibilités d'appariement chaîne lourde/chaîne 1.(en plus de un facteur 100 que la diversité jonctionnelle )= 109 Au stade de lymphocyte B mature STIMULÉ par son antigène spécifique: LES MUTATIONS SOMATIQUES sur les régions V des Ig au cours des mitoses consécutives à l'expansion clonale. Ces mutations entraînent surtout une MATURATION D'AFFINITÉ des anticorps (voir coursLB).
  • 21. C. MÉCANISME DU "SWITCH"
  • 22. C. MÉCANISME DU "SWITCH" Une fois obtenus, les réarrangements fonctionnels d'une chaîne lourde (VDJ) et d'une chaîne légère (VJ), dont l'association définit UNE SPÉCIFICITÉ ANTICORPS (un clone lymphocytaire). Cependant, le gène réarrangé VDJ a la possibilité de s'apparier avec différents gènes codant pour les parties constantes. Chaque gène est PRÉCÉDÉ d'une séquence dite "Switch" ou de commutation qui permet à l'ensemble VDJ de "s'accrocher" à un gène C différent. B. Les contacts cellulaires entre le lymphocyte B par le CD40 et le lymphocyte T par CD40L Après STIMULATION PAR L'ANTIGÈNE, le lymphocyte B qui exprime une IgM membranaire peut se différencier en plasmocyte sécréteur d'IgG, d'IgA ou d'IgE Cette commutation, ou "switch" aboutit à la production d'anticorps qui conserve leur spécificité anticorps (même VDJ) associée à des propriétés effectrices variables avec les différents isotypes. A. Les cytokines agissent en stimulant ou en réprimant les régions S. 1. l'IL-4 favorise la synthèse de l'IgE et de l'IgG4, 2. le TGFβ stimule la synthèse d'IgA. Les lymphocytes T jouent un rôle important dans la commutation, grâce aux:
  • 24. I - INTRODUCTION Le récepteur d'antigène du lymphocyte B ( BCR pour "B cell receptor") reconnaît directement les ANTIGÈNES NATIFS, en solution ou à la surface des CPA, telles que les cellules folliculaires dendritiques. Les lymphocytes B sont le support de l'immunité humorale adaptative qui repose sur la présence d'anticorps spécifiques, et donc transférable par le sérum. Cette immunité humorale est responsable des RÉACTIONS D'HYPERSENSIBILITÉ de type I (anaphylaxie), II (cytotoxicité) et III (complexes immuns). 1. la première mène du progéniteur au lymphocyte B porteur d'un BCR unique. 2. La seconde élimine parmi ces lymphocytes ceux qui sont auto-réactifs. Dans l'organe lymphoïde primaire qui gouverne la lymphopoïèse B, la différenciation qui conduit à des lymphocytes B matures naïfs procède en DEUX ÉTAPES: DEUXIÈME ÉTAPE: la reconnaissance des antigènes du soi qui conduit à l'élimination des clones B auto-réactifs, et À L'ÉTABLISSEMENT DE LA TOLÉRANCE. LA PREMIÈRE ÉTAPE de la différenciation produit un lymphocyte B qui exprime une immunoglobuline de surface de spécificité unique (idiotypie) suite aux réarrangements des gènes L'obtention du produit fonctionnel d'un réarrangement est LE SIGNAL pour passer à l'étape suivante.
  • 25. II LA DIFFÉRENCIATION DES LYMPHOCYTES B On individualise QUATRE STADES qui conduisent le précurseur B au lymphocyte B mature: b. L'IL-7 intervient au stade de lymphocytes pro-B tardif et pré-B, qui expriment le récepteur spécifique de cette cytokine. Elle remplit à la fois un rôle 1. de facteur de croissance, 2. de protection vis-à-vis de l'apoptose 3. et d'accessibilité de l'ADN aux recombinases. La première étape conduit le précurseur B, qui est porteur du CD34, et qui n'a encore aucun réarrangement de ses gènes des immunoglobulines au stade de lymphocyte pro-B précoce. Cette progression se fait grâce aux CELLULES STROMALES (réticulaires) qui donnent les informations nécessaires 1. d'abord par CONTACT CELLULAIRE direct aux stades PRÉCOCES, 2. puis par l'intermédiaire de MÉDIATEURS SOLUBLES aux stades TARDIFS. a. Le contact initial entre la cellule stromale et le précurseur B fait intervenir diverses molécules d'adhérence
  • 26. LES QUATRE STADES DE DIFFÉRENCIATION 04 stades de différenciation du LB est marqué par A. UNE ÉTAPE DE RÉARRANGEMENT des gènes des immunoglobulines, d'abord de la chaîne lourde µ, PUIS des chaînes légères Ƙ puis λ. 2. pro-B tardif: un réarrangement V-DJ fonctionnel. Le récepteur de l'IL-7 apparaît à ce stade. 3. pré-B: L'obtention d'une chaîne lourde µ .la chaîne lourde µ exprimée à la surface du lymphocyte pré-B, associé à un équivalent de chaîne légère. A ce stade apparaît la molécule CD20. 4. B immature: l'obtention d'un réarrangement fonctionnel d'une des deux chaînes légères et l'expression à la surface d'une IgM monomère. C'est à ce stade qu'apparaît la molécule CD21. 1.pro-B précoce : L'obtention d'un réarrangement D-J fonctionnel. Au stade de lymphocyte pro-B précoce, la cellule exprime différents marqueurs : CD45R, les antigènes du CMH de classe II, CD19, CD40 et CD38. B mature voit son expression membranaire d'IgM diminué au profit de celle de l'IgD. Il exprime donc deux isotypes différents, porteur de la même spécificité idiotypique (même VDJ). En cas de réarrangements non fonctionnels sur les deux allèles, le lymphocyte B MEURT (2/3). B. les MARQUEURS se surface permettent aussi de caractériser (phénotyper) ces stades
  • 27. III- SELECTION DES LYMPHOCYTES B TOLÉRANCE B L'élimination des LB immatures dont l'IgM peut lier les antigènes du soi multivalents, exprimés dans la moelle osseuse (MO). Ces DEUX PHÉNOMÈNES participent à l'établissement de LA TOLÉRANCE B CENTRALE. Seuls les lymphocytes B dont l'IgM n'est pas capable de se lier à un ligand dans la MO vont 1. exprimer conjointement une IgD de même spécificité anticorps 2. et vont pouvoir quitter la moelle osseuse. (MO) LA TOLÉRANCE B PÉRIPHÉRIQUE : Pour les antigènes du soi non exprimés dans la moelle osseuse, l'absence de lymphocytes T auxiliaires rend compte de l'établissement de la TOLÉRANCE B PÉRIPHÉRIQUE. 1. Lorsque l'antigène du soi est exprimé à LA SURFACE d'une cellule sa liaison à l'IgM de surface entraîne l'apoptose du lymphocyte B, et donc la délétion clonale. 2. En cas d'antigène du soi SOLUBLE la liaison entraîne une inactivation, encore appelée anergie, du lymphocyte B. Apoptose Anergie Maturation Pas de TH spécifiques Apoptose Memoire Plasmocyte TH spécifiques
  • 28. IV- LA PRODUCTION DES ANTICORPS De nombreuses bactéries se multiplient dans le milieu extra-cellulaire. Pour les germes à développement intracellulaire obligatoire, la dissémination implique un court passage par le milieu extra-cellulaire pour passer d'une cellule à une autre. Donc potentiellement tout germe , à un moment ou à un autre de son cycle de reproduction, peut être la cible des anticorps qui sont le support de l'immunité humorale. Pour la plupart des antigènes, qui sont dits THYMODÉPENDANTS, les lymphocytes B nécessitent LA COLLABORATION d'une sous-population particulière de lymphocytes T, les lymphocytes T CD4+Th2, pour développer une réponse humorale: l'aide des lymphocytes T est indispensable 1. pour la commutation isotypique (ou "switch") 2. et pour la maturation d'affinité des anticorps (juste la citer car ne fait pas partie de ce cours) Ces derniers, produits des lymphocytes B, visent à détruire les germes extra-cellulaires et à empêcher la dissémination des germes intracellulaires par TROIS MÉCANISMES: 1. LA NEUTRALISATION qui empêche la liaison du pathogène aux cellules, première étape indispensable de l'infectiosité, AGGLUTINATION. 2. L'OPSONISATION, qui facilite la phagocytose, soit directement par liaison spécifique aux récepteurs des Fc des immunoglobulines , soit indirectement après dépôt du complément activé par le complexe immun antigène-anticorps de bon isotype; 3. L'ACTIVATION DU COMPLÉMENT qui soit conduit à la lyse des micro-organismes par le complexe d'attaque membranaire, soit participe à l'apparition de la réponse inflammatoire. Vaccin anti-carries?
  • 29. 1- LE BCR 2. INTERNALISATION DE L'ANTIGÈNE suivi de son apprêtement et de la présentation de peptides antigéniques par les molécules HLA de classe II, permettant la coopération B-T, indispensable à l'induction de la réponse immunitaire vis-à-vis de la majorité des antigènes Ce deuxième rôle confère au lymphocyte B le statut de CPA INDISPENSABLE pour requérir l'aide des lymphocytes T CD4+Th2 nécessaire à 1. la prolifération, L'EXPANSION CLONALE et 2. la différenciation en PLASMOCYTES sécréteurs d'anticorps 3. ou en lymphocytes B MÉMOIRE. Pour un petit nombre d'antigènes, dits THYMOINDÉPENDANTS, l'aide apportée usuellement par les lymphocytes T, est directement fournie par l'antigène bactérien. A la surface du lymphocyte B, l’Ig est associée à des molécules co-réceptrices pour former le COMPLEXE BCR dont la fonction est DOUBLE: 1. SIGNALISATION, conduisant, selon le stade de différenciation du lymphocyte B et les informations du micro-environnement, a. soit à la prolifération du lymphocyte B, b. soit à son anergie, c. soit à l'induction de sa mort par apoptose
  • 30. 1-1- L'immunoglobuline de membrane Les lymphocytes B "commutés", exprimant une Ig d'un autre isotype que l'IgM ou l'IgD, pourraient être des cellules mémoire. 1-2- Les molécules Igα et Igβ l'immunoglobuline de membrane est associée à un HÉTÉRODIMÈRE: Igα et Ig β (CD79a et b) Ces Ig appartiennent aux divers isotypes d'Ig, mais sont principalement de classe IgM et IgD. Les lymphocytes B CO-EXPRIMENT ces deux isotypes qui partagent alors le même paratope, donc les mêmes idiotypes et la même spécificité anticorps. Les lymphocytes B porteurs d'une IgM seule, SANS IgD, sont soit 1. des lymphocytes B immatures, 2. des cellules stimulées, la perte de l'IgD de membrane étant un événement précoce de l'activation. 1-3- Les co-récepteurs Physiquement associées à ce dernier, des molécules capables de MODULER LES EFFETS DE LA STIMULATION de celui-ci par son antigène. Il s'agit du complexe CD19/CD21/CD81 et du CD32 (ou récepteur FcɣRII). SIGNALISATION RECONNAISSANCE
  • 31. 2- LA RÉPONSE AUX ANTIGÈNES THYMODÉPENDANTS 2-1- Le deuxième signal Tout comme le lymphocyte T, le lymphocyte B mature naïf qui a quitté la moelle osseuse équipé d'un BCR opérationnel nécessite, pour son activation dans les organes lymphoïdes secondaires, LA PRÉSENCE SIMULTANÉE DE DEUX SIGNAUX: 1. le premier est fourni par l'antigène, 2. le second, dans le cas des antigènes thymodépendants, par le lymphocyte T CD4+Th2. Après INTERNALISATION et dégradation partielle de l'antigène, le lymphocyte B RÉEXPRIME, présenté par l'antigène HLA de classe II, un peptide qui porte un épitope T, le plus souvent SÉQUENTIEL. Le lymphocyte B sert alors de CPA à un lymphocyte T effecteur préalablement sensibilisé à ce même peptide par une CPA d'une autre origine (DC ou macrophage). Le lymphocyte B N'EST PAS UNE cellule douée des capacités de PHAGOCYTOSE, contrairement au macrophage: il ne peut donc ingérer de gros micro-organismes de la taille des bactéries. Il peut néanmoins internaliser, après liaison par son BCR, des virus ou des protéines solubles. (d’où l’interet des Cellules Dendritiques Folliculaires) Nous rappellerons que l'épitope de l'antigène reconnu par l'immunoglobuline de surface, appelé épitope B, est le plus souvent un épitope CONFORMATIONNEL.
  • 32. CD T CD4+ naif PlasmoCyte IgM TH0 ICOS CD40L TCR CD4 CXCR5 CD28 FOLLICULE Celules denfritiques folliculaires ICOS-L CD40 HLAII CD80/86 LB MemoireSwitch
  • 33. 2-3- Le ganglion lymphatique Les lymphocytes B activés prolifèrent intensément dans LE MICROENVIRONNEMNT SPÉCIALISÉ du centre clair germinatif du ganglion. Elle est propre des antigènes thymodépendants, et concerne plus les anticorps de classe IgG que ceux de classe IgM. Après pénétration dans le parenchyme ganglionnaire le lymphocyte B, stimulé par le LT dans la zone PARA-CORTICALE, peut 1. soit participer à la production IMMÉDIATE d'IgM, 2. soit MIGRER vers le follicule primaire. Là, par contact avec les cellules folliculaires dendritiques, il va subir une intense prolifération clonale ainsi qu'une maturation d'affinité de sa Ig. Seuls les LB ayant une immunoglobuline de surface avec une forte affinité pour l'antigène survivent et sont capables de quitter le centre germinatif. Les autres, meurent par apoptose. Il s'agit donc d'une sélection positive en présence de l'antigène. Le devenir des LB ainsi sélectionnés pour LEUR CAPACITÉ À MIEUX FIXER L'ANTIGÈNE est DOUBLE: ils peuvent donner soit des PLASMOCYTES, soit des lymphocytes B MÉMOIRE. 1- Les lymphocytes B mémoire Si le LB se lie, via le CD40, au LT CD4+Th2, exprimant le CD40L, il se différencie en lymphocyte B mémoire à vie longue, qui supportera la réponse immunitaire anamnestique lors d'une rencontre ultérieure avec l'antigène. 2- Les plasmocytes C’est la cellule spécialisée dans la synthèse et la sécrétion des anticorps. Elle provient de la différenciation terminale du lymphocyte B, six à sept mitoses après l'activation du LB naïf.
  • 34. 2-2- L'aide des lymphocytesT CD4+Th2 Le complexe peptide-CMH de classe II stimule une sous-population de lymphocytes T auxiliaires, les lymphocytes T CD4+Th2. Ceux-ci, en retour, activent le lymphocyte B par l'intermédiaire de PROTÉINE DE MEMBRANE et de CYTOKINES sécrétées. 1. La molécule CD40: La première étape a lieu dans la région paracorticale du ganglion : le contact entre le lymphocyte T et le lymphocyte B se fait par une liaison entre deux protéines membranaires: la molécule CD40L sur le LT et la molécule CD40 sur le LB. 2. les cytokines: Dans un deuxième temps le lymphocyte T réorganise son cytosquelette pour focaliser au point de contact avec le lymphocyte B les cytokines qui vont être responsables de LA PROLIFÉRATION et de la COMMUTATION ISOTYPIQUE. Les cytokines agissent sur la chromatine en rendant accessible le site "switch"aux recombinases. 1. l'IL-4 est indispensable à la commutation vers la classe IgE et 2. le TGFβ à celle vers l'IgA. La commutation isotypique permet d'associer à une même fonction anticorps (même VDJ) différentes propriétés effectrices (différentes classes d'immunoglobulines): des anticorps spécifiques d'un même antigène doués de propriétés effectrices différentes, conférant à certains la capacité d'activer le complément, à d'autres celle de franchir les muqueuses ou d'activer des cellules tueuses (« NK"), etc... Vaccin anti-carries? LA PROLIFÉRATION COMMUTATION ISOTYPIQUE
  • 35. IV-3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS Il existe cependant un petit nombre d'antigènes, bactériens le plus souvent, capables de provoquer une réponse anticorps solide chez des sujets ayant un déficit T. Ces antigènes sont dits THYMOINDÉPENDANTs et peuvent être des POLYsaccharides, des lipoPOLYsaccharides (LPS) et des protéines POLYmériques La réponse immunitaire aux antigènes thymoINdépendants réponse de type IgM, de faible affinité sans cellules mémoire L'existence de déficits immunitaires sélectifs de la réponse immunitaire cellulaire (déficits T), entraînent, outre de gravissimes infections néo-natales à germes intracellulaires, une absence de réponse anticorps vis-à-vis de la majorité des antigènes, en raison du caractère indispensable de la coopération cellulaire T-B pour la réponse humorale. La RECONNAISSANCE DOUBLE (LB-LT) est le support rationnel de vaccins vis-à-vis de certains germes. L'Haemophilus influenzae B (méningite grave chez le très jeune enfant). L'antigène vaccinal est un polysaccharide de la paroi (THYMOINDÉPENDANT) L'ARTIFICE employé pour obtenir une réponse satisfaisante consiste à fusionner ce polysaccharide avec un antigène thymodépendant, la toxine tétanique, dont on sait qu'il ENTRAÎNE UNE FORTE RÉPONSE IMMUNITAIRE. Les lymphocytes T CD4+Th2 spécifiques du tétanos vont être capables de fournir l'aide nécessaire aux lymphocytes B spécifiques de l'Haemophilus qui ont internalisé la protéine de fusion, via leur BCR, et présente un peptide de la toxine tétanique. Vaccin anti-carries?
  • 36. PLASMOCYTES SANS MÉMOIRE 1 SIGNAL 2 SIGNAL IV-3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS IgM de faible affinité CD21 (CR)