Notre immunité s’appuie à la fois sur des mécanismes innés présents dès la naissance, mais aussi sur des mécanismes acquis au cours de notre existence, afin de lutter contre les agents pathogènes. C’est l’immunité adaptative ou spécifique.

Quels sont les éléments de toute réponse immunitaire adaptative ?
Quels sont les différents mécanismes de la réponse immunitaire adaptative ?

Caractéristiques de la réponse immunitaire spécifique.

La réponse immunitaire adaptative ou spécifique (acquise) : est une réponse immunitaire déclenché par l’organisme contre les agents pathogènes. Elle ne se met en place qu’après la rencontre avec l’antigène (acquise), cette immunité plus efficace dirigée d’une manière spécifique contre l’antigène rencontré mais intervient après la réponse immunitaire innée

La spécificité

On injecte, à des souris deux types d’Antigènes (figure ci-dessous) :

Une toxinetétanique : Antigène pathogène.
Une anatoxine tétanique: Antigène non pathogène (ne cause pas de maladie mais déclenche toujours une réponse immunitaire)

On observe :

1/ la mort suite à l’infection par l’agent pathogène.
2/ L’anatoxine a immunisé l’animal contre l’agent pathogène.
3/ l’anatoxine diphtérique n’a pas pu immuniser l’animal contre l’agent pathogène.
4/ le sérum de la souris 1 a permis d’immuniser la souris 2 contre l’agent pathogène.

On déduit :

La réponse immunitaire dans le cas étudié est dirigée contre un seul et unique antigène et ainsi elle est de nature spécifique. Les éléments immunitaires responsable de l’élimination de l’agent pathogène se localise (dans le cas étudié) au niveau du sérum.

Remarque :

Sérums = c’est le plasma débarrassé des protéines de la coagulation (fibrinogène).

La mémoire immunitaire

C’est l’une des caractéristiques majeures de la R.I.S qui permet au système immunitaire de reconnaître et de combattre les éléments pathogènes de façon plus rapide et encore plus efficace lors de contacts fréquents avec le même antigène. La figure suivante montre les conditions expérimentales de la mise en évidence de la mémoire immunitaire chez les souris (cas de la greffe de la peau) :

On observe :

1/ le rejet du greffon suite à la non complémentarité tissulaire des deux souris (CMH différents)
2/ le rejet du greffon se fait plus rapidement chez la même souris B suite à la précédente reconnaissance au cours de la première expérience.
3/ la souris C a contracté les cellules du greffon pour la première fois et a pu rejeter le greffon dans un court délais suite à son inoculation par des lymphocytes de la souris B.

On déduit :

Les lymphocytes sont des cellules immunitaires responsable de la R.I.S dont l’intervention se résume en la reconnaissance et l’élimination de l‘antigène lors du premier contact et conserver une mémoire leur permettant plus de rapidité et d’efficacité lors d’un nouveau contact avec le même antigène. La figure suivante schématise le mécanisme de cette mémoire immunitaire :

1 : Intrusion de l’Antigène

2 : Reconnaissance de l’Antigène de la part des lymphocytes

Sélection des lymphocytes spécifiques de l’QG

Activation des lymphocytes spécifiques

3 : Multiplication et différenciation en cellules productrices des anticorps

4 : Elimination de l’AG

L’immunocompétence

Les cellules responsables de la R.I.S et exclusivement les lymphocytes (B et T) doivent acquérir une éducation immunitaire (immunocompétence) leur permettant de s’intégrer dans le système immunitaire, cette immunocompétence consiste en :

Ne pas attaquer le soi
Attaquer et détruire le non soi (ou le soi modifié) de façon spécifique.

Le mécanisme de l’immunocompétence diffère d’un type de lymphocyte à un autre, mais consiste à conférer aux différentes lymphocytes la compétence de reconnaitre l’antigène et de pouvoir le fixer afin de le détruire. Cette attitude qu’aura les lymphocytes sera le résultat d’un mécanisme permettant la fixation de nouveaux marqueurs et récepteurs spécifiques.

Les lymphocytes B (Bone marrow=moelle osseuse)

Toutes les cellules circulant au niveau du sang ou de la lymphe proviennent du même organe producteur : La moelle osseuse rouge. Les lymphocytes B, après leur production feront l’objet d’une maturation au niveau du même tissu de leur production

La maturation des LB (l’immunocompétence) consiste à la fixation de récepteurs sur leur membrane plasmique qu’on appelle des récepteur B et qui sont des immunoglobulines membranaires spécifiques (des anticorps membranaires). Du fait de la grande diversité de ces récepteur B, la possibilité de reconnaître et de combattre le soi de la part de ces LB est toujours présente, et de ce fait ces LB vont être soumise à une sélection négative : Toute lymphocyte, via son récepteur, a reconnu le soi (les peptides du soi présentés par la cellule myéloïde) doit être éliminée, et ainsi les LB matures auront la faculté de ne pas reconnaître que le non soi ou le soi modifié de façon spécifique. Toute lymphocyte B devenue ainsi mature, quitte la moelle osseuse pour récupérer les organes de stockage tels les ganglions lymphatiques.

La maturation des lymphocytes T (T= Thymus)

Après leur production au niveau de la moelle osseuse, les lymphocytes T commencent leur maturation au niveau du thymus. Cette maturation consiste en :

+ la fixation de nouveaux marqueurs : CD (cluster de différenciation) suivant lequel (et aussi la classe du CMH) on distingue entre deux catégories de LT :

- LT4 : avec le CD4 et le CMHII

- LT8 : avec le CD8 et le CMHI

+ La double reconnaissance :

Les lymphocytes T matures n’ont pas la compétence de reconnaitre et d’éliminer le non soi, du fait que leur mécanisme de reconnaissance (leur récepteur T) sont adaptés pour la reconnaissance uniquement du complexe : CMH du soi-peptide du non soi (ou soi modifié), ainsi, les LT ne peuvent intervenir que pour reconnaitre et éliminer les cellules du soi infectées (ou du soi modifié).

Au niveau du thymus les lymphocytes T subissent deux sélections :

Une sélection positive : Les cellules de la zone corticale du thymus présentent le complexe CMH uniquement, chaque LT reconnait le complexe sera sélectionnée avec l’élimination de toute LT ayant un récepteur T incompatible au CMH du soi présenté.
Une sélection négative : Au niveau de la zone médullaire du Thymus, les cellules thymiques présentent le complexe CMH-peptide du soi, toute LT ayant reconnu ce complexe sera éliminée.

Ainsi, les LT matures (LT4 et LT8) auront l’aptitude de reconnaitre et d’éliminer (en principe) toute cellule du soi présentant un CMH du soi lié à des peptides du non soi (ou du soi modifié) appelés aussi Déterminants antigéniques.

La réponse immunitaire spécifique à médiateur cellulaire

Le mécanisme de la R.I.S diffère suivant la nature des éléments effecteurs de la réponse immunitaire. On distingue ainsi :

- La réponse immunitaire spécifique à médiateur cellulaire : les éléments effecteurs de la réponse (qui interviennent directement dans l’élimination de l’Ag) sont sous forme de cellules.

- La réponse immunitaire spécifique à médiateur humoral : dans ce cas les éléments qui détruisent l’Ag sont sous forme de molécules protéiques au niveau du sérum : les anticorps.

La réponse immunitaire spécifique à médiateur cellulaire.

Les conditions

La réponse immunitaire spécifique à médiateur cellulaire repose sur le principe de la double reconnaissance dans l’intervention des lymphocytes T. Ainsi, ces cellules ne reconnaissent que les cellules du soi infecté ou du soi modifié, autrement dit, chaque cellule présentant un CMH du soi lié à des peptides du non soi ou du soi modifié qu’on appelle des déterminants antigéniques.

On peut, donc schématiser l’intervention des LT dans cette réponse par la figure suivante :

Le mécanisme

L’intrusion de l’antigène déclenche tout le mécanisme de la réponse immunitaire spécifique à médiateur humorale qui se déroule en 3 phases :

L’induction

Les phagocytes et les cellules sentinelles de façon générale, sont les premières cellules à détecter et reconnaitre l’Ag, qui sera ingéré et dégradé en peptides que ces cellules présentent vers l’extérieur liés à leur CMH (du soi) et ainsi on appelle ces cellules des cellules présentatrices de l’Ag ou CPA.

Les LT4 et LT8 reconnaissent ainsi le complexe CMH- déterminants antigénique présentés via leur récepteur T (TCR). Cette liaison (reconnaissance) permet :

La sélection des LT4 et LT8 spécifiques de l’Ag : sélection clonale L’activation des différentes cellules immunitaires :
La CPA produit l’interleukine 1 (médiateur immunitaire chimique) activant les LT.
LT4 produit IL2 et le MAF (macrophage activating factor) appelé aussi interféron.
L’activation des LT8 permet de produire des récepteurs spécifiques à l’IL2
L’activation des LT4 permet leur différenciation en LTH (LT helper ou auxiliaires)

L’amplification

Se déroule en deux étapes :

La multiplication (prolifération) : les lymphocytes sélectionnés et activés, sous l’effet de l’IL2 prolifèrent pour former des clones et on parle de l’expansion clonale. Une partie de ces LT sera conservé comme mémoire immunitaire alors que la deuxième partie se différencie.
La différenciation : Les LT8 se transforment et s’enrichissent en protéines et enzymes (Granzyme et Perforine) de dégradation et de la lyse des cellules cibles qu’on appelle des LTC (cytotoxiques ou cytolytiques)

La phase effectrice

Au cours de cette dernière phase, l’Ag doit être éliminé par les LTC. Cette élimination se fait suite à une liaison au complexe CMH-pep de la cellule cible et la synthèse de la perforine qui ‘perfore’ la membrane plasmique de la cellule infectée et forme ainsi le complexe tubulaire via lequel la granzyme s’infiltre dans la cellule et dégrade son ADN induisant la mort de la cellule.

La réponse immunitaire spécifique à médiateur humoral

La réponse immunitaire spécifique à médiateur humoral.

Dans ce deuxième type de Réponse immunitaire, les éléments effecteurs sont de nature chimique et non pas cellulaire : les Anticorps.

Les anticorps: l'indice d'une réponse immunitaire humorale

La structure

L’anticorps est une molécule de nature protéique qu’on appelle l’immunoglobuline. La figure suivante montre la structure d’un anticorps.

Remarque :

Les AC sont constitués de 4 chaînes polypeptidiques : 2 logues (chaînes lourdes identiques) et 2 courtes (chaînes légères identiques).

Les AC sont constitués d’une région constante qui assure la fixation de l’Ac sur la membrane cytoplasmique de certaines cellules (phagocytes et lymphocytes B) et d’une région variable qui est spécifique d’un Ag (site de fixation de l’Ag).

Types d’anticorps

Les anticorps sont présents sous différents aspects. La figure suivante montre les différents types des Anticorps :

Remarque :

Selon la nature de la chaines lourde, on distingue 5 classes d’Ac : IgM, IgA, IgG, IgE, IgD :

- IgM : se trouve sous forme de pentamère dans le sérum
- IgA : sont de dimères retrouvés dans les secrétions (lait, salive…)
- IgG : les plus abondants dans le sérum
- IgE : sont rares dans le sérum, ils sont responsables des cas d’allergie
- IgD : anticorps membranaires

Production

Du fait de sa nature protéique, les anticorps doivent avoir une origine génétique représentée par des gènes au niveau des chromosomes de la cellule productrice de ces anticorps : le Plasmocyte.

Le plasmocyte provient de la différenciations des LB suite à leur activation (par IL2 de la LTH), cette différenciation permet des changements au niveau des LB spécifiques et essentiellement l’enrichissement en organites responsables de la synthèse des protéines (le réticulum endoplasmique surtout).

Par opposition aux LT, les LB ont la particularité de pouvoir reconnaitre l’Ag sans l’intervention des CPA, du fait que le récepteur des LB est sous forme d’un anticorps membranaire (immunoglobuline membranaire).

Rôle des anticorps.

L’intervention des anticorps se limite en :

La formation du complexe immun : complexe formé suite à la fixation des Ac sur l’Ag et ainsi le paralyser et éliminer son infection possible d’autres cellules et tissus.
La facilitation de la phagocytose : l’Opsonisation.

Les cellules phagocytaires comportent, sur leur surface, des récepteurs spécifiques aux Ac ce qui permet la fixation du complexe immun tout entier et ainsi débuter le mécanisme de la phagocytose induisant la destruction de l’Ag.

La facilitation de la formation du Complexe d’Attaque Membranaire (CAM)

Les anticorps détectent et reconnaissent les déterminants antigéniques présentés à la surface de l’Ag et s’y fixent, cette fixation déclenche l’activation des facteurs du système complément et la formation ainsi du complexe tubulaire au niveau de la membrane de l’Ag ce qui induit la pénétration excessive de l’eau au milieu interne de l’Ag permettant ainsi sa destruction. (Voir le rôle du système du complément dans la réponse inflammatoire)

Le mécanisme de la réponse immunitaire spécifique à médiateur humoral

Cette réponse suit la même structure générale de la réponse immunitaire spécifique, et va se faire, ainsi en trois étapes :

L’induction

Suite à son intrusion, l’Ag sera détecté et reconnu de la part des LB, cette reconnaissance se fait par la liaison des récepteur B (Ac membranaire) et les déterminants antigéniques à la surface de l’Ag. On aura donc la sélection d’un clone de LB spécifiques à l’Ag : la sélection clonale.

D’autre part, les cellules sentinelles telles que les macrophages, ingèrent l’Ag, le dégradent et présentent ses déterminants antigéniques liés à leur CMH, induisant ainsi sa reconnaissance de la part des LT4. L’activation des LT4 par l’IL1 (de la part de la CPA) permet leur différenciation en LTH productrices de nouvelles interleukines (2,4,6…) induisant l’induction ou l’activation des LB spécifiques.

L’amplification

Les LB sélectionnés et activés, prolifèrent pour donner deux groupes de cellules :

LB mémoires
Des LB qui subiront une différenciation et se transformer en plasmocytes productrices d’Anticorps.

c- La phase effectrice

Durant laquelle, l’Ag va être éliminer par le contact direct entre les Ac et l’Ag ; ce contact permet l’un des trois cas du rôle des Ac :

La formation du complexe immun
La facilitation de la phagocytose
La facilitation de la formation du complexe d’attaque membranaire.

La coopération cellulaire

Quel que soit la nature de la réponse immunitaire, innée ou spécifique, on note l’intervention des cellules sentinelles (les phagocytes) et des médiateurs chimiques tels que les facteurs du système du complément (au cours de l’inflammation et aussi dans la R.I.S à médiateur humoral).

Quel que soit la nature de la réponse spécifique, cellulaire ou humorale, des cellules immunitaires particulières sont toujours présentes : les CPA, les LT4

Ainsi on déduit la présence d’un système de coopération entre les différentes cellules immunitaires afin que la réponse immunitaire soit plus rapide et encore plus efficace, on parle ainsi de la coopération cellulaire.

Comment se fait cette coopération entre les cellules et médiateurs immunitaires afin de préserver l’intégrité du corps? Le schéma suivant montre le mécanisme des deux réponses immunitaires spécifiques ainsi que le principe de la coopération cellulaire :

Conclusion :

L’immunité adaptative complète l’immunité innée, elle se met en place lentement et agit de manières très spécifiques contre les agents pathogènes. Deux types de réponse immunitaires spécifique existe. La réponse immunitaire à médiateur humorale faisant intervenir les Lymphocytes B, et la réponse immunitaire à médiateur cellulaire faisant intervenir les lymphocytes T.

La diphtérie et le tétanos sont des maladies provoquées par des bactéries. Ces dernières libèrent dans l'organisme des toxines, antigènes à l'origine de la réaction de l'organisme. Ces graves infections peuvent être mortelles en l'absence de traitement. On réalise les expériences ci-dessous :

A partir de la comparaison des résultats des expériences réalisées sur les trois lots de souris, justifie la survie des souris du lot 2 et la mort des souris du lot
Préciser le nom de l'élément à l'origine de la guérison des souris du lot 2et sa propriété mise en évidence par l'expérience.

Elément de réponse :

Les souris du lot 2ont été protégées par le sérum d'un animal guéri de la diphtérie. Ce sérum contient une quantité suffisante d'anticorps pour lutter contre cette maladie. Pour ce qui concerne les souris du lot 3, les anticorps antidiphtériques ne peuvent pas les protéger contre les bacilles tétaniques car les anticorps sont spécifiques aux antigènes. C'est donc ce qui explique leur mort.
L'immunité est à l'origine de la guérison des souris du lot 2 : L'expérience met en évidence l'immunité acquise.