L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée

L'immunité innée est présente chez tous les êtres vivants, certaines molécules étant même communes entre procaryotes et eucaryotes, entre végétaux et animaux… Chez les vertébrés, s'est développée une réponse immunitaire plus spécifiquement dirigée contre le pathogène et dotée d'une mémoire : l'immunité adaptative. Cette réponse se met en place en parallèle de la réponse innée avec quelques jours de délai, à partir d'un taux de pathogènes donné. Quelles en sont les caractéristiques ?
1. Les cellules présentatrices de l'antigène : du site d'infection au site de recrutement du système immunitaire
Chronologie de la réponse immunitaire
L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée - illustration 1
Suite à la réaction inflammatoire, des cellules dendritiques présentes sur les sites d'infection capturent l'agent infectieux (virus, bactérie, etc.). La phagocytose est alors ménagée, c'est-à-dire que les molécules du pathogène ne sont pas complètement dégradées dans le phagolysosome. Des morceaux de ces protéines sont des peptides antigéniques qui peuvent être exposés à la surface de ces cellules présentatrices de l'antigène. Cette exposition se fait au sein de molécules spécifiques le complexe majeur d'histocompatibilité ou CMH, qui forme comme une corbeille emprisonnant le peptide antigénique. Les cellules dendritiques migrent via la circulation lymphatique vers des organes lymphoïdes, comme les ganglions lymphatiques.
2. La présentation de l'antigène aux LT CD4+, futurs lymphocytes T auxiliaires
Au sein de ces ganglions, les cellules dendritiques vont rencontrer de nombreux lymphocytes T. Ces lymphocytes proviennent, comme toutes les cellules du sang, de cellules souches de la moelle osseuse. À un état encore immature, elles migrent vers un autre organe, le thymus (d'où le nom de lymphocyte T ou LT). Ces cellules expriment à la surface des récepteurs T ou TCR (T Cell Receptor), associés à d'autres molécules de surface comme CD4 ou CD8.
Les LT CD4+ portent le récepteur CD4 et le TCR, qui est identique pour un même clone de LT CD4+. Le TCR des LT CD4+ interagit avec le peptide antigénique présenté par le CMH des cellules dendritiques. Cette reconnaissance spécifique entraîne l'activation des LT CD4+, qui sécrètent alors des cytokines, comme l'interleukine 2 (IL2). IL2 est un médiateur soluble de communication qui induit la prolifération clonale puis la différenciation des LT CD4+ l'ayant secrétée en lymphocytes T auxiliaires (LT helpers ou LTh). Ainsi, les cellules dendritiques sont des cellules présentatrices de l'antigène activant la formation de LT auxiliaires, dont la fonction est de sécréter des molécules activant les cellules immunitaires.
3. La réponse adaptative à médiation humorale : la sécrétion d'anticorps par les plasmocytes
Les lymphocytes B (LB) portent à leur surface un récepteur BCR (B Cell Receptor), qui correspond à un anticorps membranaire. Tous les anticorps membranaires d'un même LB ou d'un même clone de LB sont identiques. La reconnaissance spécifique entre un BCR et l'antigène correspondant entraîne l'activation du LB. Les LT auxiliaires, présentant la même spécificité pour l'antigène que les LB, sécrètent l'interleukine 2, qui stimule la prolifération clonale puis la différenciation de ces LB en plasmocytes sécréteurs d'anticorps. Les anticorps sécrétés par les plasmocytes issus d'un même clone de LB ont tous la même spécificité pour l'antigène. Un anticorps ne reconnaît qu'un seul type d'antigène. L'anticorps possède, en effet, une partie constante et une partie variable qui reconnaît l'antigène. Les anticorps permettent la neutralisation de l'antigène. Ils sont produits en grande quantité par les plasmocytes et se fixent sur les virus. Cette fixation empêche les virus d'infecter leurs cellules-cibles. De plus, la partie constante des anticorps est reconnue par des récepteurs membranaires des cellules phagocytaires, qui éliminent l'agent infectieux recouvert d'anticorps par phagocytose. Ainsi, l'intervention des LB sécréteurs d'anticorps ou plasmocytes constitue l'immunité adaptative à médiation humorale, spécifique de l'antigène et qui nécessite l'intervention des LT auxiliaires.
Structure d'un anticorps
L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée - illustration 2
4. La réponse adaptative à médiation cellulaire : l'intervention des LT cytotoxiques
Les cellules infectées par des virus, sont détruites par les lymphocytes T cytotoxiques (LTc). Dans les ganglions lymphatiques, des cellules présentatrices de l'antigène expriment au sein de leur CMH, l'antigène, qui est reconnu spécifiquement par le TCR des LT, porteurs également du récepteur CD8. Cette reconnaissance entraîne l'activation des LT CD8+, qui prolifèrent puis se différencient en LT cytotoxiques. Cette prolifération et cette différenciation nécessitent la stimulation par l'interleukine 2, secrétée par les LT auxiliaires activés par le même antigène. Les LT cytotoxiques se fixent par leur TCR à l'antigène présenté au sein du CMH de la cellule infectée et libèrent des molécules cytotoxiques la détruisant. Les LT cytotoxiques constituent l'immunité adaptative à médiation cellulaire, spécifique de l'antigène et nécessitant les LT auxiliaires.
Schéma bilan : la réaction immunitaire adaptative contre le virus de la grippe
L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée - illustration 3
5. Le VIH induit un syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA)
Le virus de l'immunodéficience humaine infecte les LT CD4+, les macrophages… et les détruit. Dans un premier temps (primo-infection), une réponse humorale se déclenche (production d'anticorps anti-VIH responsable de la séropositivité pour le VIH) et le taux de virus diminue. Puis le taux de LT CD4+ remonte, mais le VIH reste tapi dans l'organisme. Le taux de LT CD4+ diminue peu à peu au cours de la phase asymptomatique. La destruction des LT CD4+ ou auxiliaires désorganise le système immunitaire, qui ne peut plus lutter contre des infections dites opportunistes : c'est le syndrome d'immunodéficience acquise ou SIDA. Le malade va mourir suite à ces infections opportunistes (tuberculose, aspergillose, candidose, etc.). Les trithérapies actuelles retardent l'évolution de la maladie mais n'éradiquent pas le VIH de l'organisme.
Chronologie de l'infection par le VIH
L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée - illustration 4
6. La maturation du système immunitaire
Les LB et LT sont produits dans les organes lymphoïdes primaires (thymus, moelle osseuse). La grande diversité des récepteurs BCR des LB et TCR des LT, capables de reconnaître une multitude d'antigènes, est le résultat aléatoire de mécanismes génétiques complexes. Puis, les LB et LT capables de reconnaître les constituants de l'organisme et dits auto-réactifs, sont éliminés. À l'issue de cette sélection négative, les LB et LT sont dits naïfs : ils n'ont pas encore rencontré leur antigène. Ces lymphocytes migrent dans les organes lymphoïdes secondaires (comme les ganglions lymphatiques), où ils sont susceptibles de rencontrer leur antigène. La maturation du système immunitaire est donc le produit d'un équilibre dynamique entre production de cellules immunitaires et élimination des cellules immunitaires auto-réactives. La maturation du système immunitaire est l'évolution du répertoire immunitaire au cours de la vie de l'individu, en fonction des antigènes rencontré, et est le résultat d'un apprentissage.
Exercice n°1Exercice n°2Exercice n°3Exercice n°4Exercice n°5
Ce qui est attendu…
  • Savoir recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les cellules et les molécules intervenant dans l'immunité adaptative.
  • Concevoir et réaliser une expérience permettant de caractériser la spécificité des molécules intervenant dans l'immunité adaptative Concevoir et réaliser des expériences permettant de mettre en évidence les immunoglobulines lors de la réaction immunitaire.
  • Concevoir et réaliser une expérience permettant de caractériser la spécificité des molécules intervenant dans l'immunité adaptative Concevoir et réaliser des expériences permettant de mettre en évidence les immunoglobulines lors de la réaction immunitaire.
Qu'est-ce qui caractérise les « lymphocytes T CD4 » ?
Cochez la bonne réponse.
Ce sont des cellules présentatrices de l'antigène.
Ce sont les chefs d'orchestre du système immunitaire.
Ils sécrètent les anticorps.
Ils sont cytotoxiques.
Les lymphocytes T CD4 sécrètent des interleukines 2 qui vont permettre la multiplication et la différenciation de tous les lymphocytes, et donc la réaction immunitaire adaptative. Les anticorps sont sécrétés par les plasmocytes, et ce sont les lymphocytes T CD8 qui se différencient en lymphocytes T cytotoxiques.
Les lymphocytes T CD8 :
Cochez la bonne réponse.
reconnaissent directement l'antigène grâce à leurs récepteurs T.
se différencient en lymphocytes T cytotoxiques.
permettent la production d'anticorps.
se différencient en plasmocytes.
Les lymphocytes reconnaissent l'antigène grâce à leur récepteur T, mais l'antigène doit leur être présenté par une cellule présentatrice d'antigène. Ils vont se différencier en lymphocytes T cytotoxiques, qui vont détruire la cellule infectée.
Qu'est-ce qui caractérise la « réaction immunitaire adaptative » ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
Elle s'enclenche dès l'infection.
Elle s'enclenche une fois la réponse innée terminée.
Elle est spécifique d'un antigène donné.
Elle nécessite la collaboration de plusieurs types de lymphocytes.
La première réponse est fausse : c'est la réponse innée qui se met en place immédiatement. Si cette réponse ne suffit pas à endiguer l'infection, au bout de quelques jours, les antigènes sont présentés aux lymphocytes T CD4 par les cellules dendritiques, ce qui initie la réponse adaptative.
La réponse innée est encore en cours, en particulier la réaction inflammatoire, donc la deuxième réponse est incorrecte.
Cette réaction fait intervenir plusieurs types de lymphocytes : LB, LT CD4 et LT CD8.
Les lymphocytes B :
Cochez la bonne réponse.
interviennent dans la réaction à médiation cellulaire.
se différencient en plasmocytes.
sécrètent des anticorps circulants spécifiques de l'antigène.
se forment dans le thymus.
Ils interviennent dans la réaction à médiation humorale. Ils se différencient en plasmocytes qui sécrètent des anticorps circulant spécifiques de l'antigène. Les lymphocytes B ne sécrètent pas d'anticorps, mais ils possèdent des anticorps fixés sur leur membrane. Comme toutes les cellules immunitaires, leur formation se réalise dans la moelle osseuse.
Les anticorps :
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
sont constitués de deux chaînes polypeptidiques.
se fixent spécifiquement à un antigène.
sont soit portés par les lymphocytes B, soit circulants.
forment des complexes immuns qui sont ensuite phagocytés.
Ils sont constitués de 4 chaînes polypeptidiques. Grâce à leur partie variable, ils se fixent spécifiquement à un antigène donné, ce qui forme un complexe immun qui sera ensuite phagocyté. Les lymphocytes B possèdent des anticorps fixés sur leur membrane. Après leur différenciation en plasmocytes, ceux-ci vont sécréter des anticorps circulants.