L’immunité innée

Cette immunité est génétiquement héritée et présente dès la naissance, elle ne nécessite donc pas d’apprentissage préalable. Elle est composée de mécanismes de reconnaissance et d’action qui ont été très conservés au cours de l’évolution. Induite par un signal de danger, elle est rapidement mise en œuvre et stéréotypée. Elle constitue la 1ère ligne de défense de l’organisme. Elle correspond au mécanisme de  réaction inflammatoire.

1. Déclenchement, déroulement et symptômes :

La peau et les muqueuses constituent une barrière physique qui protège efficacement l’organisme des agressions externes (cf. PDF-Les-modules-de-défense-les-modules-constitutifs). Il arrive cependant qu’à la suite d’un traumatisme ou d’une infection (lésion cutanée, brûlure, intrusion bactérienne, fongique ou virale) des micro-corps étrangers parviennent à la franchir.

Lorsque la barrière de la peau est franchie, les corps étrangers sont détectés par les cellules sentinelles de l’immunité, les globules blancs qu’on appelle leucocytes, qui circulent dans le sang ou la lymphe ou résident dans les tissus. Les premières cellules immunitaires à entrer en action sont les mastocytes, les cellules dendritiques et les macrophages. Ces cellules possèdent à leur surface membranaire des récepteurs du soi (Pattern Recognition Receptors) (cf. PDF-Les-récepteur-NLR-et-RLR ) pouvant reconnaître le type d’agresseur par ce qu’on appelle des motifs antigéniques moléculaires (molécules du non-soi appelées PAMP pour « Pathogen Associated Molecular Patterns ») présents au niveau des microorganismes et très peu variables d’un microorganisme à l’autre. Cette identification va initier la réaction inflammatoire qui est une réaction non spécifique.

Après contact établi avec l’antigène, la cellule sentinelle libère des médiateurs chimiques (cf. les médiateurs de l’inflammation), véritables signaux d’alerte pour l’ensemble du système immunitaire qui vont permettre en outre le recrutement de cellules circulantes, l’élimination du pathogène et la réparation de la lésion.

Certains médiateurs chimiques, tels que l’histamine sécrétée par les mastocytes, augmentent la vasodilatation et la perméabilité des vaisseaux à proximité de la zone lésée. Cela permet le passage de cellules phagocytaires du milieu sanguin vers les tissus. Le franchissement de la paroi du vaisseau s’appelle la diapédèse (cf.la diapédèse). Rougeur, gonflement, chaleur, sont des signes cliniques caractéristiques de la réaction inflammatoire.

D’autres médiateurs, les cytokines, émis par les cellules sentinelles, peuvent attirer en renfort d’autres cellules lutteuses, les phagocytes, sur le lieu de l’infection. Il s’agit en particulier des macrophages. Leur pouvoir phagocytaire leur permet de neutraliser activement le micro-organisme étranger et ainsi, d’endiguer sa prolifération. Dans le cytoplasme, le micro-corps étranger, soumis à l’action d’enzymes protéolytiques, est littéralement digéré. La plupart des résidus issus de cette digestion sont rejetés. Parmi les cellules phagocytaires, les cellules présentatrices d’antigène gardent un fragment de l’antigène qu’elles ont détruit. Elles l’exposent à la surface de leur membrane plasmique. Si l’infection s’aggrave, ce fragment, appelé peptide ou déterminant antigénique, deviendra un élément déclencheur de la réaction de nouveaux acteurs : les lymphocytes.

gros schéma.png

Schéma bilan de la réaction inflammatoire

2. Les modules de défense :

Les modules constitutifs :

La barrière cutanéomuqueuse est en contact avec les virus, parasites et bactéries. Elle empêche leurs adhésions par des mécanismes mécaniques, chimiques ou biologiques, et comporte deux éléments : la peau et les muqueuses. Il s’agit de modules constitutifs de défense (cf. PDF-Les-modules-de-défense-les-modules-constitutifs).

Les modules induits :

Une fois l’agent infectieux dans l’organisme, c’est-à-dire une fois que les modules constitutifs sont franchis,  les modules induits prennent le relai. En effet, une fois reconnu (interaction PRR-PAMP), l’agent infectieux  va déclencher la réaction inflammatoire (déclenchement, déroulement et symptômes) qui aboutira à son élimination par phagocytose.

La phagocytose est réalisée par les phagocytes ou cellules phagocytaires qui sont les éboueurs de l’organisme et sont capables d’endocyter des bactéries et des cellules mortes. Il s’agit d’un mécanisme d’élimination non spécifique. Pour plus de détail sur la phagocytose, notamment sur l’opsonisation, voir PDF-Les-modules-induits-la-phagocytose-et-l-opsonisation.

1) L’adhérence

Le leucocyte (macrophage ou granulocyte) devenu phagocyte, reconnaît l’agent étranger (antigène) grâce à la présence de récepteurs reconnaissant des molécules communes à un grand nombre d’éléments étrangers. Cette reconnaissance peut être directe (sans opsonine) ou indirecte (avec opsonine). Cette reconnaissance permet le déclenchement de l’inflammation (vasodilatation, diapédèse, stimulus nerveux et symptômes associés) mais également le recrutement de nouveaux phagocytes.

 

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2) L’ingestion  (phase rhéologique)

L’élément étranger est entouré et englobé par des prolongements cytoplasmiques (pseudopodes) émis par le phagocyte et se retrouvent dans une vésicule cytoplasmique ou phagosome.

3) La digestion

Le phagocyte digère l’élément étranger de la bactérie par fusion du phagosome avec des lysosomes, formant ainsi le phago-lysosome. La digestion sera réalisée par différents mécanismes : acidification, hydrolyse par des enzymes hydrolytiques (lysozyme, protéase), production de dérivés toxiques de l’oxygène (ions superoxydes), production de dérivés nitrés.

4) Le rejet (phagocytose totale)

Le phagocyte rejette les déchets de la digestion de l’agent étranger.

5) L’expression à la surface (phagocytose ménagée)

Les molécules restantes issues de la digestion de l’élément étranger s’expriment sur les marqueurs du Complexe Majeur d’Histocompatibilité à la surface du phagocyte (récepteurs membranaires qui constituent la carte d’identité des cellules nucléées d’un individu) cf Immunité innée avec la description du CMH

 

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6) La migration

Le phagocyte migre via la circulation lymphatique vers les organes lymphoïdes secondaires (amygdale, appendice, ganglion lymphatiques, rate) et va jouer le rôle de cellule présentatrice d’antigène dans l’immunité adaptative).

 

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Toutes les images du tableau proviennent de ce schéma : http://ressources.unisciel.fr/DAEU-biologie/P2/res/chap5_im03.png

3. Immunité innée d’un point de vue moléculaire :

Les médiateurs de l’inflammation :

Lors de l’entrée d’un microorganisme étranger dans le corps, des cellules de l’immunité innée proches du lieu de l’infection (macrophages, cellules dendritiques et mastocytes) produisent des médiateurs chimiques qui déclenchent et stimulent la réaction inflammatoire. Ce sont ces médiateurs qui sont responsables des manifestations caractéristiques de l’inflammation : vasodilatation, chaleur, douleur et rougeur.

Vous trouverez ci-joint, un PDF décrivant un grand nombre de médiateurs de l’inflammation et leur rôle:  les médiateurs de l’inflammation.

La diapédèse :

La diapédèse consiste au recrutement des cellules de l’immunité innée sur le lieu de l’infection. C’est le processus de roulement, d’arrêt et de passage de ces cellules du vaisseau sanguin vers le lieu de l’infection à la suite d’un recrutement par messager chimique (chimiokine). Pour plus de détails, nous vous invitons à aller consulter ce PDF où nous vous expliquons ce processus en détails.

Le Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) et l’expression de l’antigène sur les molécules du CMH :

Le Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) est une région du génome dont les gènes codent pour les molécules d’histocompatibilité qui sont présentent à la surface de cellules présentatrices d’antigène et qui assurent la présentation des antigènes aux lymphocytes T afin de les activer.

Le complexe majeur d’histocompatibilité humain est appelé le système HLA et est présent au niveau du bras court du chromosome 6. Ces gènes sont extrêmement polymorphiques (différents d’un individu à l’autre) au sein de l’espèce humaine et ceci d’autant plus que chaque individu possède un haplotype (combinaison de gènes) de la mère et un haplotype du père. La probabilité de trouver la même combinaison chez deux individus est quasiment inexistante : les molécules sont propres à chacun.

L’interaction entre le peptide et le CMH est extrêmement peu spécifique, permettant aux molécules du CMH de présenter des milliers de peptides différents. Un peptide peut se fixer sur des molécules différentes, on parle de reconnaissance dégénérée.

Il existe deux types de CMH différents :

CMH 3.png

Schéma montrant l’expression des 2 classes du CMH en fonction de l’origine du peptide microbien

Complexe majeur d’histocompatibilitéCMH 1

De classe I
Où ? Sur toutes les cellules nucléées de l’organisme
Rôle Présenter des molécules d’antigènes de nature protéique (peptides), à une série de lymphocytes T, les lymphocytes T CD8 qui deviendront des lymphocytes T cytotoxiques.
Peptides antigéniques présentés par les molécules du CHM

 

Les molécules du CMH-I vont présenter les peptides antigéniques endogènes (provenant du cytoplasme) du soi ou du non soi (virus)

produits dans la cellule.

Dégradation des molécules antigéniques

 

Les molécules antigéniques vont être dégradées par le protéasome en peptides de taille bien définit (9 acides aminés).
Complexe majeur d’histocompatibilitéCMH 2

De classe II
Où ? Dans un nombre de cellules restreint : les cellules présentatrices d’antigène ou CPAG (monocytes, macrophages, cellules dendritiques, lymphocytes B, cellules épithéliales du thymus).
Rôle Présenter des molécules d’antigènes de nature protéique (peptides), à une série de lymphocytes T, les lymphocytes T CD4 qui deviendront des lymphocytes T helpers ou auxiliaires.
Peptides antigéniques présentés par les molécules du CHM Les molécules du CMH-II vont présenter les peptides antigéniques exogènes (produits à l’extérieur de la cellule et internalisés par endocytose) correspondant soit à des agents pathogènes soit à des corps apoptotiques.
Dégradation des molécules antigéniques L’antigène sera dégradé par le système endo-lysosomal en peptides de taille variable (entre 12 et 25 acides aminés).

Pour plus d’informations sur les origines génétiques des marqueurs CMH, sur les types, la structure et les différentes régions des molécules codées par les gènes du CMH, ainsi que sur les mécanismes qui conduisent à l’expression de l’antigène sur les molécules du CMH, nous vous proposons un PDF plus détaillé : PDF-CMH

Les PRR :

L’interaction spécifique entre les récepteurs du soi appelés PRR (Pattern Recognition Receptors) s’exprimant à la surface des cellules, et des molécules du non soi appelées PAMP (Pathogen Associated Molecular Patterns) présentes au niveau des microorganismes (qu’ils soient pathogènes ou non), constitue le signal de danger qui induit la réponse immunitaire innée.

Les PRR sont de 3 types suivant leur localisation :

(1) Les PRR solubles ou PRR sécrétés (2)Les PRR membranaires ou PRR endocytiques (3)Les PRR cytoplasmiques, ou PRR de signalisation
Localisation : fluides corporels à la surface des cellules, pas présents sur toutes les cellules mais globalement sur deux cellules caractéristiques, les macrophages et les cellules dendritiques.

 

cytoplasme

 

Rôles :

 

  • phagocytose
  • activation du complément
  • activation de la réaction inflammatoire.
  • phagocytose
  • activation de la réaction inflammatoire
  • Activation de la réponse antivirale
  • Transfert à d’autres PRR
  • Reconnaissance des composants bactériens et viraux intracellulaires.
Exemples

importants

Le complément

(Cf. PDF-Complément)

Les TLR

(Cf. PDF-Les-TLR)

Les NLR et les RLR

(Cf. PDF-Les-récepteur-NLR-et-RLR)

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