Fiche de révision : CMH et développement des lymphocytes B

📋 Plan du Cours

1. Hypermutation somatique des lymphocytes B
2. Diversité des immunoglobulines chez le poulet
3. Réarrangements et diversité des TCR
4. Diversité et commutation des classes d’Ig
5. Conséquences de la commutation des Ig
6. Présentation des antigènes et chargement du CMH
7. Organisation génétique de la région HLA
8. Reconnaissance antigénique par le CMH
9. Développement et survie des lymphocytes B
10. Réarrangement et maturation des lymphocytes B
11. Fonctionnalité des immunoglobulines et sélection négative des lymphocytes B
12. Maturation thymique des lymphocytes T
13. Sélection thymique des lymphocytes T
14. TNF et développement lymphoïde
15. Cancers associés aux lymphocytes

📖 1. Hypermutation somatique des lymphocytes B

★ À maîtriser

📌 Les réarrangements somatiques des lymphocytes B ont lieu dans la moelle avant leur maturation, tandis que l’hypermutation somatique intervient après leur activation dans les organes lymphoïdes secondaires.

Compléments

• Les événements d’hypermutation somatique peuvent générer des lymphocytes B reconnaissant le soi, qui peuvent ensuite être éliminés.

• La diversité des lymphocytes B contribue à une couverture étendue des antigènes.

📖 2. Diversité des immunoglobulines chez le poulet

★ À maîtriser

• Chez le poulet, les immunoglobulines produites ont d’abord les mêmes fonctions VJ ou VDJ, puis la conversion génique contribue à leur diversité.

Compléments

• Chez le poulet, des pseudogènes situés ailleurs dans le génome participent à la diversité des immunoglobulines par conversion génique.

💡 Astuce mémo

Pseudogènes → conversion génique → diversité des Ig

📖 3. Réarrangements et diversité des TCR

★ À maîtriser

• La chaîne α du TCR est produite par recombinaison des régions V et J, puis par transcription, épissage et traduction.

• La chaîne β du TCR est produite par un premier arrangement DJ, puis un arrangement VDJ, suivis de transcription, d’épissage et de traduction.

• Les possibilités de diversité sont estimées à 10¹⁵ pour les immunoglobulines et à 10¹⁸ pour les TCR.

Compléments

📌 La chaîne α du TCR est rapprochée de la chaîne légère des immunoglobulines, tandis que la chaîne β est rapprochée de leur chaîne lourde.

• Les réarrangements des chaînes β du TCR précèdent ceux des chaînes α.

• La région variable du TCR reconnaît l’épitope de l’antigène.

📖 4. Diversité et commutation des classes d’Ig

★ À maîtriser

📌 Les lymphocytes B immatures expriment uniquement des IgM, tandis que les lymphocytes B matures peuvent exprimer simultanément des IgM et des IgD par épissage alternatif.

• La commutation de classe rapproche une région constante telle que Cγ3 ou Cα de VDJ par recombinaison impliquant des régions de commutation, ce qui permet la production d’IgG3 ou d’IgA.

📌 La commutation de classe est irréversible lorsqu’une région constante est éliminée, mais d’autres commutations restent possibles si le matériel génétique nécessaire est conservé et que l’environnement le permet.

Compléments

• Chez l’humain et la souris, les régions constantes Cμ et Cδ sont situées à proximité des régions de jonction, après les régions JH.

• En l’absence d’événement modifiant l’expression après recombinaison somatique, la région constante Cμ conduit à la production d’IgM.

• L’épissage alternatif peut éliminer la région Cμ de l’ARN et placer VDJ devant Cδ, ce qui permet à un même ADN de produire des IgD en plus des IgM.

📌 La commutation de classe dépend notamment de l’environnement cytokinique et peut évoluer avec celui-ci.

• Lors d’une commutation de classe, les régions VDJ déjà produites restent les mêmes.

💡 Astuce mémo

L’épissage alternatif donne IgD sans remplacer l’ADN, la commutation élimine des régions de façon irréversible

📖 5. Conséquences de la commutation des Ig

★ À maîtriser

• Après une commutation de classe, les LB conservent la même région variable et reconnaissent donc le même épitope avec une classe ou une sous-classe d’Ig différente.

• La région constante des Ig détermine leur fonction.

Compléments

• Un épissage alternatif produit soit une Ig avec région transmembranaire et courte queue cytoplasmique, soit une Ig sécrétée dépourvue de région membranaire.

💡 Astuce mémo

Même variable, fonctions constantes différentes

📖 6. Présentation des antigènes et chargement du CMH

★ À maîtriser

📌 Le CMH I présente des peptides issus d’antigènes intracellulaires aux LT CD8, tandis que le CMH II présente des peptides issus d’antigènes vésiculaires aux LT CD4.

• 🔄 La formation et l’acheminement du CMH I suivent ces étapes :
  1. Le protéasome fragmente des protéines cytoplasmiques en peptides.
  2. TAP1 et TAP2 transportent les peptides vers la lumière du réticulum endoplasmique.
  3. Un peptide adapté se fixe à la cavité du CMH I.
  4. Le CMH I fonctionnel migre vers la surface cellulaire.

📌 La cavité du CMH I est fermée et accueille de petits peptides, tandis que la cavité du CMH II est plus ouverte.

• 🔄 Le chargement du CMH II suit ces étapes :
  1. Le CMH II, composé des chaînes α et β, s’associe à la chaîne invariante dans le réticulum.
  2. Dans les vésicules, la chaîne invariante est clivée et laisse le fragment CLIP dans la cavité.
  3. HLA-DM libère CLIP.
  4. Un peptide extracellulaire adapté se fixe au CMH II, qui migre ensuite vers la surface.

Compléments

• Les protéines destinées à la présentation peuvent être produites dans la cellule, tandis que des éléments étrangers peuvent y entrer par phagocytose ou pinocytose puis être digérés en fragments.

• Le CMH I comprend une chaîne α associée à la β-2-microglobuline, et des protéines chaperonnes contribuent à sa conformation et à son assemblage près des transporteurs TAP.

• Le protéasome dégrade des protéines sénescentes, ciblées pour dégradation, étrangères ou anormales, y compris des protéines virales produites par la cellule.

• La région HLA contient les gènes des chaînes du CMH ; les paires HLA-DP, HLA-DQ et HLA-DR codent des CMH II aux cavités et affinités peptidiques différentes.

• Le CMH I possède une chaîne α, pour laquelle plusieurs gènes sont possibles, tandis que le CMH II est formé de deux chaînes, α et β.

💡 Astuce mémo

I : protéasome → TAP → réticulum ; II : CLIP → HLA-DM → peptide

📖 7. Organisation génétique de la région HLA

★ À maîtriser

• La région HLA comprend les paires de gènes de classe II DP, DQ et DR ; la paire DR offre une chaîne α et deux chaînes β possibles.

• HLA-DM intervient dans la libération du fragment CLIP lors du chargement des peptides sur le CMH II.

📌 Les gènes du CMH de classes I et II sont polymorphes et leur expression est codominante, de sorte que plusieurs allèles peuvent être exprimés à la surface des cellules.

Compléments

• La région HLA comprend des gènes impliqués dans les protéines TAP, le traitement du CMH I et le protéasome.

• La région HLA comprend également des gènes intervenant dans le complément et des gènes de la famille du TNF, notamment TNF alpha et les lymphotoxines alpha et bêta.

• Une régulation accrue de la région HLA peut entraîner l’expression d’un ensemble de gènes importants pour la réponse immunitaire.

📖 8. Reconnaissance antigénique par le CMH

🔑 Notions clés & Définitions

• Superantigènes : Activent massivement des lymphocytes T sans reconnaissance spécifique du peptide présenté par le CMH.

★ À maîtriser

📌 Les récepteurs antigéniques reconnaissent des antigènes très spécifiques, tandis que les molécules du CMH I et II peuvent accueillir des formes plus variées de peptides.

📌 Dans la reconnaissance classique, un lymphocyte T est activé lorsque son TCR reconnaît un antigène présenté par un CMH du soi.

Compléments

• La variabilité de séquence en acides aminés du CMH se trouve notamment dans la cavité qui accueille les peptides.

📌 Une présentation par un CMH non-soi ou un antigène non reconnu par le TCR n’entraîne pas d’activation dans le modèle classique de restriction au CMH du soi.

• L’activation massive des lymphocytes T par des superantigènes peut provoquer une production importante de cytokines et un choc toxique ou septique.

💡 Astuce mémo

CMH du soi reconnu : activation ; CMH non-soi ou TCR non spécifique : pas d’activation classique.

📖 9. Développement et survie des lymphocytes B

★ À maîtriser

• 🔄 Le développement des lymphocytes B suit ces étapes :
  1. Genèse dans la moelle osseuse
  2. Sélection négative des cellules reconnaissant fortement le soi
  3. Passage des lymphocytes B immatures dans la circulation
  4. Éventuelle activation dans les organes lymphoïdes secondaires

📌 Les lymphocytes en développement ont besoin de signaux de survie ; leur interruption entraîne leur entrée en apoptose.

Compléments

• Les cellules stromales de la moelle osseuse interagissent avec les lymphocytes B très immatures.

• Après la sélection négative, les lymphocytes B matures expriment des IgM ou des IgD à leur surface.

• Dans les organes lymphoïdes secondaires, les lymphocytes B activés peuvent donner des cellules productrices d’anticorps ou des cellules mémoire.

• Les intégrines participent aux contacts d’adhésion entre les lymphocytes B immatures et les cellules stromales.

• Le SCF fournit un signal de survie aux lymphocytes B immatures par l’intermédiaire d’un récepteur de surface.

• L’IL-7 est un signal de différenciation des lymphocytes B, parmi d’autres signaux.

💡 Astuce mémo

Moelle osseuse → sélection négative → circulation → organes lymphoïdes secondaires.

📖 10. Réarrangement et maturation des lymphocytes B

★ À maîtriser

• La maturation des lymphocytes B commence par les réarrangements DJ des chaînes lourdes, suivis de la production et du test d’une chaîne μ associée à une pseudo-chaîne légère, puis des réarrangements des chaînes légères et de l’expression d’IgM si la chaîne légère est fonctionnelle.

• Les lymphocytes B immatures exprimant IgM quittent la moelle osseuse et deviennent des lymphocytes B matures exprimant IgM et IgD grâce à l’épissage alternatif.

Compléments

📌 Un lymphocyte B qui ne produit pas de chaîne lourde fonctionnelle ou de chaîne légère fonctionnelle ne poursuit pas sa différenciation.

• Les réarrangements productifs ou non productifs et les additions de nucléotides peuvent influer sur la production d’une chaîne lourde fonctionnelle.

• CD19 et CD20 sont exprimés tout au long de la vie des lymphocytes B et servent à les reconnaître.

• Le récepteur de l’IL-7 apparaît précocement au cours de la différenciation des lymphocytes B et son expression cesse plus tardivement.

💡 Astuce mémo

DJ → chaîne μ testée → chaîne légère → IgM.

📖 11. Fonctionnalité des immunoglobulines et sélection négative des lymphocytes B

★ À maîtriser

• Chez les lymphocytes B, la présence de chaînes lourdes productives permet le réarrangement des chaînes légères ; si celles-ci sont fonctionnelles, la cellule exprime une immunoglobuline.

• Dans la moelle osseuse, les lymphocytes B immatures qui reconnaissent fortement un antigène du soi déclenchent un signal d’apoptose.

• Les lymphocytes B qui ne reconnaissent pas les antigènes du soi peuvent rejoindre la périphérie et devenir des lymphocytes B matures exprimant IgM et IgD.

Compléments

• L’exclusion allélique limite l’expression des immunoglobulines à un seul allèle par cellule.

• Une chaîne légère de substitution permet de présenter temporairement une immunoglobuline à la surface de la cellule afin de tester la fonctionnalité de la chaîne lourde.

• Lorsqu’un réarrangement est non productif, des recombinaisons peuvent être tentées à nouveau tant que les protéines RAG sont présentes, afin d’obtenir un réarrangement productif et d’éviter l’apoptose.

• Les protéines RAG sont exprimées pendant les phases de réarrangement des chaînes lourdes puis légères, tandis que TdT ajoute des nucléotides de façon aléatoire pendant la période des réarrangements.

• Les lymphocytes B immatures qui reconnaissent des antigènes du soi solubles peuvent devenir anergiques, rejoindre la périphérie en n’exprimant que des IgD et ne plus pouvoir être activés.

• Les lymphocytes B immatures qui reconnaissent faiblement un antigène du soi sont dits ignorants et ne sont pas éliminés par la sélection négative.

• Une cellule B qui reconnaît trop fortement le soi peut effectuer de nouveaux réarrangements d’immunoglobulines ; si elle reconnaît encore fortement le soi après ces réarrangements, elle est éliminée.

💡 Astuce mémo

Chaîne lourde testée, chaîne légère réarrangée, Ig finale

📖 12. Maturation thymique des lymphocytes T

★ À maîtriser

• Les lymphocytes T sont produits dans la moelle osseuse, migrent immatures vers le thymus pour y mûrir, puis les cellules sélectionnées rejoignent la circulation et les organes lymphoïdes secondaires.

📌 La sélection négative élimine par apoptose les lymphocytes T qui reconnaissent trop fortement le soi, tandis que la sélection positive permet la survie de ceux qui reconnaissent le CMH du soi.

• Les lymphocytes T immatures passent du stade double négatif, sans CD4 ni CD8, au stade double positif CD4+ CD8+, puis au stade simple positif CD4+ CD8− ou CD4− CD8+.

Compléments

• Dans le thymus, 98 % des lymphocytes qui y entrent meurent par apoptose.

• La maturation thymique se déroule du cortex vers la médulla : les lymphocytes T immatures sont double négatifs dans le cortex, puis deviennent simple positifs dans la médulla avant de rejoindre la circulation.

• Les lymphocytes T expriment successivement le récepteur c-Kit, puis CD3, puis CD4 et CD8 au stade double positif, et enfin CD4 ou CD8 au stade simple positif.

• La TdT est exprimée pendant les phases de réarrangement des chaînes du récepteur T et ajoute des nucléotides aléatoires.

• La chaîne alpha de substitution est exprimée temporairement afin de tester la fonctionnalité de la chaîne bêta.

• Lorsque des régions variables restent disponibles après un réarrangement non productif de la chaîne alpha, des modifications peuvent permettre la production d’une chaîne alpha fonctionnelle.

💡 Astuce mémo

Double négatif → double positif → simple positif

📖 13. Sélection thymique des lymphocytes T

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection positive : Conserve les lymphocytes T qui reconnaissent le CMH du soi et élimine par apoptose ceux qui ne le reconnaissent pas.

★ À maîtriser

📌 Les souris transgéniques qui reconnaissent seulement le CMH de classe I développent des cellules CD8, tandis que celles qui reconnaissent seulement le CMH de classe II développent des cellules CD4.

• La sélection négative élimine les lymphocytes T qui reconnaissent trop fortement le soi, et les cellules dendritiques ainsi que les macrophages qui colonisent le thymus y participent.

Compléments

• Dans l’expérience de greffe de moelle, les lymphocytes T issus d’une souris F1 portant les CMHa et CMHb sont activés par le CMH de la souris receveuse, qu’il s’agisse du CMHa ou du CMHb.

• Le CD4 est un corécepteur du CMH de classe II, tandis que le CD8 est associé à la reconnaissance du CMH de classe I.

• Après irradiation d’une souris CMHa et greffe de moelle F1, une greffe de peau CMHb est acceptée, contrairement à une greffe CMHb sans cette greffe de moelle.

• La méthode TUNEL utilise la TdT pour marquer les extrémités libres de l’ADN avec des nucléotides couplés à une enzyme détectable par réaction colorée.

• Les cellules apoptotiques présentent un marquage TUNEL intense, car la fragmentation de leur ADN multiplie les extrémités libres accessibles à la TdT.

💡 Astuce mémo

Sélection positive : reconnaître le CMH du soi ; sélection négative : ne pas reconnaître trop fortement le soi.

📖 14. TNF et développement lymphoïde

★ À maîtriser

📌 Une déficience du récepteur au TNF ou du récepteur aux lymphotoxines perturbe le développement des organes lymphoïdes secondaires.

• Dans les organes lymphoïdes secondaires, les cellules stromales sécrètent des chimiokines qui recrutent les cellules dendritiques, puis celles-ci sécrètent des chimiokines qui recrutent les lymphocytes T et B.

Compléments

• La superfamille du TNF comprend notamment :

  • le TNF
  • les lymphotoxines
  • le Fas ligand
  • TRAIL
  • le CD40L

• Les chimiokines citées sont :

  • CCL21
  • MIP-3β (ou CCL19)
  • BLC (ou CXCL13)

💡 Astuce mémo

Déficit des récepteurs TNF ou lymphotoxine → développement perturbé des organes lymphoïdes secondaires.

📖 15. Cancers associés aux lymphocytes

★ À maîtriser

📌 Les cancers des lymphocytes B peuvent correspondre à différents stades de maturation, de cellules progénitrices peu différenciées jusqu’aux plasmocytes matures, comme dans le myélome multiple.

• Dans le lymphome de Burkitt, la translocation entre les chromosomes 8 et 14 place le gène Myc sous le contrôle du promoteur des immunoglobulines, entraînant une surexpression de Myc et une prolifération excessive des lymphocytes B matures.

Compléments

• Dans la leucémie lymphoblastique aiguë, des cellules progénitrices très peu différenciées prolifèrent massivement.

• Myc est un proto-oncogène normalement présent dont la surexpression peut entraîner une prolifération cellulaire anormale.

• La translocation 14/18 entraîne une surexpression de BCL2, gène anti-apoptotique porté par le chromosome 18, ce qui inhibe l’apoptose et provoque une accumulation anormale de cellules.

• Les cancers associés aux lymphocytes T comprennent des leucémies aiguës ; les thymomes sont des tumeurs des cellules épithéliales du thymus, et non des lymphocytes T.

📊 Tableaux de synthèse

Voies de présentation des antigènes