Cours 3Immunité adaptative

Les lymphocytes T et B(FF)

Plan

1) Immunité HumoraleHistorique Théorie clonaleLes lymphocytes B expriment et secrètent des ACL’origine des Lymphocytes B

2) Immunité CellulaireHistorique : Etude des rejets de greffesTransfert Passif /Transfert AdoptifMise en évidence du rôle des lymphocytes TCoopération entre lymphocytes T et lymphocytes B

3) BCR et TCR

4) Génération des Répertoires T et BLes Réarrangements géniquesLa diversitéDiscrimination entre Soi et Non Soi Tolérance

Immunité humorale

Paul ERLICH

La théorie des « chaînes latérales »:chaque cellule porte plusieurs récepteurs spécifiques dont la production est stimulée par le contact avec l’antigène adéquat

1908

Les ingrédients d’une théorie sélective qui s’imposera 60 ans plus tard

Le problème du nombre de récepteurs nécessaires

L’origine des anticorps

Les anticorps préexistent à l’introduction de l’antigène

La théorie de la Sélection Clonale (Burnet - Jerne)

Chaque lymphocyte exprime un type unique de récepteur spécifique d’un antigène

clones de lymphocytes matures naïfs

lymphocyte immature

Frank MacFarlane BURNET

Niels JERNE

Lymphocyte BPlasmocyte sécrétantAnticorps solubles

Les anticorps solubles sont produits par des cellules : les Plasmocytes

Les plasmocytes dérivent de Lymphocytes issus de la moelle osseuse :

les Lymphocytes B

Les lymphocytes B expriment des anticorps membranaires

Les lymphocytes B

1956 Glick B. les cellules sécrétoires de la bourse de Fabricius

Bursectomie

absence de production d’anticorps

L’origine des lymphocytes B

Lymphocyte B mature

cellules souches hématopoïétiques

progéniteur lymphoïde commun

chez les mammifères

Moelle osseusechez les oiseaux

Immunité cellulairede 1900 à 1940 pratiquement aucun intérêt porté aux acteurs cellulaires de l’immunité

antiserum

Rejet en 10 jours

Le rejet de greffe

1- greffe d’un morceau de peau d’une souris donneuse à une souris receveuse de même souche: → pas de rejet.

2- greffe entre 2 souris de souches différentes : → rejet du greffon en 10 jours.

3- greffe secondaire d’un 2e greffon de même origine que le 1er sur la même souris receveuse : → rejet accéléré en 3 jours.

1

2 3

antiserum

Rejet en 10 jours

Le rejet de greffe

4- Distinction entre les greffons des souches A et C → Rejet de A2 en 3 j mais rejet de C1 en 10 j

1

2 3

4

antiserum

Rejet en 10 jours

Le rejet de greffe

5- la souris greffée avec un morceau de peau d’une souche différente a reçu préalablement du sérum d’une souris de même souche et qui avait été greffée avec le même type de greffon : → rejet du greffon en 10 jours.

1

2 3

4

5

1953, Peter Medawar : le rejet d’une allogreffe est médiée par des lymphocytes et non par des anticorps.

antiserum

Rejet en 10 jours

Le rejet de greffe

1

2 3

4

5

6

6- la souris greffée avec un morceau de peau d’une souche différente a reçu préalablement les lymphocytes d’une souris de même souche et qui avait été greffée avec le même type de greffon : → rejet en 3 jours !

Immunisation, Transfert passif et Transfert adoptif

Transfert de sérum anticorps

Transfert de cellules lymphocytes(splénocytes = cellules de rate)

souriceau nouveau-né A

souris Adevenue adulte

souris B

cellules thymiques

Lyse des GR de mouton

sourisdevenue adulte

Abolition des réponses cellulaires : rejet de greffe allogénique, hypersensibilité retardée

Diminution importante de la réponse humorale

thymectomie néonatale

ImmunisationGR de mouton

anti-sérum souris A+ Complément

thymectomie Transfert de thymocytes

thymectomie néonatale

1961, Jacques Miller : le thymus est essentiel à la fabrication des lymphocytes, le rejet des allogreffes, les défenses immunitaires anti-infectieuses.

Jacques MILLER

Les lymphocytes T

moelle osseuse

Thymus

+ hématiesde mouton

receveur irradié

7 jours

numération des cellules produisant

des anticorps dans la rate

Expérience de Claman établissant une coopération entre cellules médullaires et cellules thymiques pour produire des anticorps

En 1966 Henry Claman

Nécessité d ’une coopération entre 2 types de lymphocytes, de la moelle osseuse et du thymus, pour fabriquer des anticorps.

Ouvre la voie au concept de lymphocytes B et T, adopté en 1970.

2 types de Lymphocytes qui coopèrent

Lymphocyte BLymphocyte T

L’immunité adaptative est essentiellement dépendante des cellules lymphocytaires T et B qui possèdent un récepteur spécifique à l’antigène

= BCR

Chaque récepteur BCR ou TCR contient des régions dites :

constantes « C » ou de structure

et des régions variables « V » domaines de reconnaissance et d’interaction avec l’antigène

Génération des répertoires T et B

Développement des lymphocytes T et B

Diversité des récepteurs à l’antigène

Au cours de la différenciation lymphocytaire des processus de Réarrangements géniques permettent la production potentielle de milliards de récepteurs d’antigène de spécificité unique

Comment obtenir une grande diversité de récepteurs avec un nombre limité de gènes ?

Les gènes des Ig sont morcelés

La partie variable du Récepteur est issue d’une combinatoire aléatoire entre un gène V et J pour la chaîne légère des Ig et entre un gène V+D+J pour la chaîne lourde.

Ces réarrangement géniques expliquent la diversité des Ig.

Les gènes codant pour les chaînes et du TCR sont morcelés

Les réarrangements du TCR génèrent de la Diversité

Tolérance Immunité

Discrimination SOI / NON SOI

Reconnaitreet

Éliminer

SOI NON SOI

Peter Brian MEDAWAR

IMMUNITE DES GREFFES ET TOLERANCE

injection de cellule de rate de souris A

souriceau nouveau-né B

souris Bdevenue adulte

souris A

greffe de peau

La greffe prend et se maintient tout au long de la vie de l’animal

La distinction entre le soi et le non-soi est acquise au cours de l’ontogenèse

Les lymphocytes exprimant des récepteurs à l’antigène pour les molécules du Soi sont éliminés (délétion) au cours de la maturation lymphocytaire

Tolérance innée vis-à-vis des antigènes du Soi propres à l’individu

Seuls survivent les clones dont les récepteurs sont spécifiques d’antigènes exogènes (non-soi) susceptibles d’entrer en contact avec l’individu au cours de sa vie.

Cours 4Les récepteurs à l’antigène

Les répertoires T et B(FF)

Plan

1) Reconnaissance de l’antigène par le BCR ou par le TCR

L’Apprêtement de l’antigène par une cellule présentatrice

2) Le Complexe Majeur d’Histocompatibilité

La Découverte du CMH

Le polymorphisme du CMH

L’Isolement des molécules du CMH

Le Rôle des molécules du CMH

La Présentation des antigènes par les molécules du CMH de classe Iet de classe II

La Restriction

Le BCR reconnaît l’Ag sous forme d’un épitope sur la protéine native mais pas le TCR !

Lymphocyte B Lymphocyte T

BCR TCR

antigène

Reconnaissance de l’Ag par les récepteurs T et B

Le lymphocyte B reconnaît des antigènes natifs solubles

Lymphocyte B

BCR

Ag

La reconnaissance antigénique par le lymphocyte T nécessite une cellule présentatrice d’antigène

Lymphocyte TCPA

TCR

Ag

Reconnaissance de l’Antigène par les Lymphocytes

cet apprêtement prend entre 2 à 4h

L’Ag doit être pris en charge et apprêté par une cellule présentatrice pour être « vu » par le TCR

Lymphocyte T

TCR

antigène

CPA

capture

Une étape de dégradation

est nécessaire à l’apprêtement de l’Ag

CPA fixée

Activation T

+peptides antigéniques

+

CPA

+ Chloroquineou anti-protéase

antigène

Lymphocyte T

TCR

peptide

Les TCR ne reconnaissent pas les peptides seuls…

…mais associés à des molécules du Complexe Majeur d’Histocompatibilité

peptide

Les molécules du Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) tirent leur nom de

leur mise en évidence dans les rejets de greffe

Il existe à la surface des globules blancs des antigènes qui sont responsables du rejet d'une greffe d'un tissu tel que la peau

Peter Medawar

Rejet 10 j

Greffe de peau

Rejet 5 j

Leucocytes

Rejet 5 j

A

B

Tumeur de A

Tumeur de A

Mort

Survie

Mise en évidence du locus du CMH

X

F1 X F1

F2 X A

A B

Tumeur de ASélection des F2 résistants

Homogénisation du fond génétique

F1 X F1

20 générationsB

Souris congénique résistanteexprimant le CMH de Bdans un fond génétique A

Tumeur de A

Expériences de G. SnellPrix Nobel de médecine 1980

Chez l’homme

système HLA (Human Leucocyte Antigen) : complexe génique sur le chromosome 6 (6p 21.3)

H-2

Les gènes de classe I codent pour des molécules du CMH de classe ILes gènes de classe II codent pour des molécules du CMH de classe II

Chez la souris

système H2 sur le chromosome 17

Identification du CMH

classe I

classe II

classe IIIK IA IE D L

KPour un gène

des centaines d’allèles

d k b q s

…

Polymorphisme et CMH

Nomenclature : K d Forme allélique

Nom du gène : (ici le gène de classe I murin K)

Haplotype : Ensemble des différents allèles de gènes de classe I et II d’un individu

Chaque individu exprime deux allèles de chacun des gènes de classe I et II grande Diversité allélique pour le CMH

Polymorphisme et CMH

Analyse sérologique du CMH chez la souris H-2: Le sérum de souris immunisées contre des cellules de souris d'autres souches contient des anticorps dirigés contre des antigènes de surface des cellules immunisantes (souvent des lymphocytes).Ces anticorps sont qualifiés d'anti H-2.

LeucocytesA B

sérum

AC anti-CMH de A

des AC peuvent reconnaître des antigènes présents que dans les souris Ades AC peuvent reconnaître des antigènes partagés entre les souris A et C

Jean Dausset fut le principal artisan de la caractérisation des antigènes d'histocompatibilité chez l'homme. Il avait observé que des patients qui avaient reçu un nombre important de transfusion possédaient dans leur sérum des anticorps capables d'agglutiner les globules blancs d'autres individus.Jean Dausset et ces collègues se sont montrés capables de déterminer l'haplotype HLA de différents individus selon que la capacité d'une collection de sérums à agglutiner leurs globules blancs.

Grâce aux AC anti-CMH on a pu immunoprécipiter les molécules du CMH…

Marquage radioactif des protéines de surface

AC anti-CMH

Lyse

Précipitation des complexes Ag-AC + protéine Apar Centrifugation

Séparation des complexes Ag-ACElectrophorèseAutoradiographie

12 KDa

44 KDa

33 KDa28 KDa

Molécule de Classe I Classe IIdu gène à la protéine

Molécules du CMHClasse I Classe II

6 allèles de molécules de classe I exprimés sur toutes les cellules de l’organisme

12 allèles (chez l’homme) de molécules de classe II exprimés sur les CPA professionnelles

Les molécules du CMH de classe I et IIsont des récepteurs à peptides

Fixation de peptides du soi et de peptides du non soi

niche : 1-2 niche : 1-1Peptides endogènes Peptides exogènes8-10 aa (ancrage N et Cterm) 15-25 aa

molécule de classe I molécule de classe II

Reconnaissance des complexes CMH-peptide

CMH I-peptide CMH II-peptideLymphocyte T CD8+ Lymphocyte T CD4+à fonction cytolytique à fonction auxilliaire

Les antigènes protéiques capturés sont dégradés en peptidesLes peptides sont chargés sur des molécules du SOI (CMH)Les complexes CMH-peptide Ag sont exprimés en surfaceCet apprêtement prend entre 2 à 4h

L’Ag doit être pris en charge et apprêté par une cellule présentatrice pour être « vu » par le TCR

Lymphocyte T

TCR

antigène

CPA

capturedégradation

peptide antigénique

CMH

apprêtement

Ag

Les molécules du Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH)

dégradation protéolytique

peptides

Molécules du CMH

association et expression membranaire

Complexes CMH-peptide

antigène exogène

antigène endogène

Cellule présentatrice

Lymphocytes T

Apprêtement de l’antigène et Présentation antigénique

(CPA)

classe I

classe II

TCR spécifique

TCR spécifique

CD8+

CD4+

Présentation d’antigènes viraux par le CMH de classe I

Antigènes d’origine endogène = synthétisés par la cellule infectée

Présentation d’antigènes bactériens par le CMH de classe II

Antigènes d’origine exogène à la cellule infectée

virus

Expérience de ZinkernagelPrix Nobel 1974

Développement des lymphocytes T et B

Répertoire de Cellules B immunocompétentes

Répertoire de Cellules T immunocompétentes

Acquisition du TCRRéarrangements géniquesRestrictionTolérance

Acquisition du BCRRéarrangements géniquesTolérance