Fiche de révision : Immunité innée et défenses épithéliales

📋 Plan du Cours

1. Modes et fonctions du système immunitaire
2. Production des cellules immunitaires
3. Cellules des immunités innée et adaptative
4. Organes lymphoïdes et localisation
5. Diversité des agents infectieux
6. Modes et chronologie immunitaires
7. Antigènes et récepteurs immunitaires
8. Fonctions du système immunitaire inné
9. Récepteurs et motifs de danger
10. Signaux de danger et récepteurs innés
11. Principes et évolution de l’immunité innée
12. Barrières épithéliales et peau
13. Protections chimiques et microbiote
14. Rupture des barrières et alerte
15. Enzymes antimicrobiennes
16. Interférons de type I
17. Défensines et peptides antimicrobiens
18. Médiateurs et communication immunitaire

📖 1. Modes et fonctions du système immunitaire

★ À maîtriser

📌 Le système immunitaire unique fonctionne selon deux modes complémentaires, inné et adaptatif, qui collaborent et ne fonctionnent pas correctement l’un sans l’autre.

• Une réponse immunitaire adaptative efficace nécessite une réponse innée adéquate, tandis que l’immunité adaptative amplifie ensuite la réponse innée.

• Le système immunitaire protège l’homéostasie contre :

  • les corps étrangers
  • les agents infectieux
  • les tissus ou structures étrangers
  • les constituants de l’organisme altérés

Compléments

• Le système immunitaire inné peut reconnaître des cellules cancéreuses ou anormales et participer à leur élimination.

💡 Astuce mémo

L’inné amorce, l’adaptatif amplifie

📖 2. Production des cellules immunitaires

★ À maîtriser

• 🔄 Les cellules souches hématopoïétiques migrent successivement : production dans le sac vitellin, migration vers le foie jusqu’à environ le troisième mois de grossesse, migration vers la rate jusqu’à environ le septième mois de grossesse, installation définitive dans la moelle osseuse

• Les cellules souches hématopoïétiques donnent naissance aux lignées myéloïde et lymphoïde.

📌 Les cellules souches hématopoïétiques peuvent s’auto-renouveler et maintenir leur nombre, alors que les CFU ne s’auto-renouvellent pas et se différencient vers les cellules sanguines.

Compléments

• Les cellules souches hématopoïétiques multipotentes apparaissent approximativement vers le 21e jour de grossesse.

• Dans la moelle osseuse, les cellules souches hématopoïétiques représentent environ une cellule sur 50 000.

• Les facteurs de croissance et de différenciation, notamment les CSF, l’EPO et l’IL-3, orientent le développement des cellules hématopoïétiques et amplifient le développement de différents types cellulaires.

• Les cellules souches myéloïdes et lymphoïdes ont une capacité d’auto-renouvellement plus limitée que celle des cellules souches hématopoïétiques.

💡 Astuce mémo

Sac vitellin → foie → rate → moelle osseuse

📖 3. Cellules des immunités innée et adaptative

🔑 Notions clés & Définitions

• Présentation d’antigènes : La présentation d’antigènes consiste à capter des molécules associées à des agents infectieux et à les présenter à des cellules de l’immunité adaptative.

★ À maîtriser

• La lignée lymphoïde produit principalement les lymphocytes T et B, qui participent à l’immunité adaptative.

📌 Les cellules NK proviennent de la lignée lymphoïde, mais fonctionnent dans l’immunité innée et non dans l’immunité adaptative.

• Les principales cellules de l’immunité innée comprennent :

  • les macrophages
  • les monocytes
  • les polynucléaires neutrophiles
  • les granulocytes éosinophiles
  • les granulocytes basophiles
  • les cellules NK
  • les cellules dendritiques
  • les mastocytes

• Les principales cellules de l’immunité adaptative sont les lymphocytes B et les lymphocytes T.

Compléments

• La lignée myéloïde donne notamment :

  • des cellules granulocytaires
  • des polynucléaires
  • des éosinophiles
  • des basophiles
  • des monocytes
  • des macrophages
  • des cellules dendritiques

• La moelle osseuse produit aussi les plaquettes et les érythrocytes par l’intermédiaire de la lignée myéloïde, mais les érythrocytes n’ont pas de rôle direct dans l’immunité.

• Les macrophages et les cellules dendritiques sont des cellules présentatrices d’antigènes de l’immunité innée, les cellules dendritiques étant les CPA par excellence; les lymphocytes B peuvent aussi présenter des antigènes.

💡 Astuce mémo

Lymphoïde ne signifie pas toujours adaptatif : les NK sont innées

📖 4. Organes lymphoïdes et localisation

★ À maîtriser

📌 Les organes lymphoïdes centraux sont les lieux de production ou de maturation des cellules immunitaires, tandis que les organes lymphoïdes secondaires sont des lieux de rencontre avec les antigènes.

• La moelle osseuse produit les cellules immunitaires et le thymus participe notamment à la maturation des lymphocytes T.

• Les cellules présentatrices d’antigènes transportent vers les organes lymphoïdes secondaires des molécules provenant des agents infectieux rencontrés notamment au niveau des épithéliums, contribuant ainsi au déclenchement de la réponse adaptative.

Compléments

• Les organes lymphoïdes secondaires comprennent notamment : les ganglions mésentériques, la rate, les ganglions inguinaux et axillaires, les ganglions des voies respiratoires supérieures, les amygdales, les végétations, les tissus lymphoïdes bronchiques, les plaques de Peyer

• Les organes lymphoïdes secondaires sont situés à proximité des épithéliums et des voies d’entrée des agents infectieux, ce qui réduit la distance parcourue par les cellules immunitaires et les CPA.

• La rate filtre le sang et met ainsi les germes circulants en contact avec les cellules du système immunitaire.

💡 Astuce mémo

CPA proches des épithéliums → réponse adaptative plus rapide

📖 5. Diversité des agents infectieux

★ À maîtriser

• Les agents infectieux comprennent notamment :

  • les virus
  • les bactéries
  • les champignons
  • les levures
  • les parasites

• Les médicaments à activité antipathogène aident souvent le système immunitaire plutôt que de résoudre seuls l’infection ou les dommages tissulaires.

• Les bactéries sont généralement de l’ordre du micromètre, les virus de l’ordre d’une centaine de nanomètres, les champignons peuvent être plus grands selon qu’ils sont des levures ou mycéliens, et certains parasites intestinaux mesurent de quelques millimètres à plusieurs mètres.

Compléments

• Les antibiotiques ralentissent souvent l’infection, ce qui aide le système immunitaire à résoudre le problème.

📌 Lorsque le système immunitaire d’un patient est déficient, son rétablissement est prioritaire, car les médicaments seuls ne permettent pas durablement de compenser cette déficience.

• Les rotavirus peuvent provoquer des entérites, notamment chez les jeunes enfants et les personnes immunodéprimées.

• Pseudomonas aeruginosa est une bactérie opportuniste pouvant provoquer des surinfections de plaies et des infections liées aux soins, anciennement appelées maladies nosocomiales.

• Un déséquilibre de la flore microbienne des épithéliums peut permettre à des champignons, notamment des levures, de prendre la place d’autres germes et d’agresser les tissus.

• Face à des agents infectieux trop grands pour une cellule immunitaire seule, plusieurs leucocytes plastiques peuvent parfois fusionner et former des cellules multinucléées capables d’accroître leur capacité d’ingestion ou d’élimination.

📖 6. Modes et chronologie immunitaires

★ À maîtriser

📌 L’immunité adaptative repose principalement sur les lymphocytes T et B, tandis que l’immunité innée comprend notamment des cellules phagocytaires, des granulocytes, des cellules NK, des cellules dendritiques et des mastocytes.

• Les lymphocytes B activés se différencient en plasmocytes, qui produisent les anticorps.

• Lors d’une primo-infection, la réponse immunitaire innée précède la réponse adaptative, dont la mise en place efficace demande généralement 4 à 5 jours.

• La réponse adaptative conserve des cellules immunitaires à longue durée de vie mobilisables lors d’une nouvelle infection par le même agent, tandis que l’immunité innée ne devient pas plus efficace après des infections répétées.

Compléments

📌 Les lymphocytes T αβ possèdent un TCR formé d’une chaîne alpha et d’une chaîne bêta, tandis que les lymphocytes T γδ possèdent un TCR formé d’une chaîne gamma et d’une chaîne delta.

• Les neutrophiles combattent particulièrement les agents bactériens et certains agents parasitaires, les cellules NK ciblent surtout les cellules infectées par des agents intracellulaires et les éosinophiles sont principalement dirigés contre les parasites.

📌 La réponse innée agit principalement au foyer infectieux, tandis que la réponse adaptative devient systémique et peut concerner différents tissus et organes.

💡 Astuce mémo

L’innée agit d’abord, localement et sans apprendre ; l’adaptative agit plus tard, à l’échelle systémique et avec mémoire.

📖 7. Antigènes et récepteurs immunitaires

★ À maîtriser

📌 Les récepteurs de l’immunité innée reconnaissent des motifs moléculaires partagés par des groupes d’agents infectieux, tandis que les récepteurs des lymphocytes T et B reconnaissent spécifiquement un antigène particulier.

• Chaque lymphocyte T ou B possède un récepteur généré de manière apparemment aléatoire, puis des mécanismes de sélection permettent de mobiliser les lymphocytes capables de reconnaître l’agent infectieux ou un agent proche, comme un variant.

• 🔄 La coopération entre les deux immunités suit une boucle d’amplification :

  1. L’immunité innée initie la réponse adaptative.
  2. Les cellules présentatrices d’antigènes migrent par le réseau lymphatique vers les organes lymphoïdes périphériques.
  3. Ces cellules présentent les antigènes aux lymphocytes T et B capables de les reconnaître.
  4. La réponse adaptative fournit à l’immunité innée des moyens de reconnaissance supplémentaires, notamment les anticorps.
  5. L’immunité innée amplifiée contribue à maîtriser l’infection.

Compléments

• La reconnaissance d’un agent infectieux, d’un corps étranger ou d’une protéine anormale repose sur des récepteurs cellulaires de surface ou intracellulaires, ou sur des molécules capables de se lier à ces éléments.

• Les récepteurs innés sont sélectionnés et conservés au cours de l’évolution et sont produits de façon non clonale, de sorte que les cellules d’un même type disposent de cortèges de récepteurs quasiment identiques.

📌 La reconnaissance innée d’un motif ne tient pas compte du niveau de virulence de l’agent, tandis que la reconnaissance adaptative cible spécifiquement un antigène et peut produire une réponse plus efficace.

💡 Astuce mémo

Récepteurs innés partagés et peu spécifiques ; récepteurs adaptatifs propres à chaque lymphocyte.

📖 8. Fonctions du système immunitaire inné

🔑 Notions clés & Définitions

• Immunité innée : Mécanismes de défense relativement stéréotypés contre les microorganismes, les tumeurs, les protéines toxiques et tout élément reconnu comme dangereux, sans adaptation spécifique ni mémoire adaptative.

★ À maîtriser

• L’immunité innée détecte les agents infectieux et les éléments potentiellement anormaux, notamment en distinguant le non-soi des constituants normaux de l’organisme, appelés soi.

• L’immunité innée élimine les éléments identifiés comme altérés ou appartenant au non-soi et participe à la réparation et à la reconstruction des tissus.

Compléments

• L’immunité innée protège également le soi en préservant les cellules non altérées des dommages collatéraux provoqués par la réaction immunitaire.

• L’immunité innée signale le danger, alerte le système immunitaire adaptatif et l’environnement cellulaire du foyer infectieux, et coordonne ainsi la réponse immunitaire.

• Lors de la détersion tissulaire, l’immunité innée retire les tissus nécrosés, les cellules mortes par apoptose et les fluides accumulés, puis favorise le repeuplement par des cellules endothéliales et fibroblastiques grâce notamment à des facteurs de croissance et de recrutement produits par les macrophages.

• Des macrophages récupèrent les cellules en fin de vie dans les tissus, recyclent leurs constituants et contribuent au renouvellement tissulaire.

📖 9. Récepteurs et motifs de danger

★ À maîtriser

• Les récepteurs de reconnaissance de motifs (PRR) reconnaissent des facteurs de danger du non-soi et du soi altéré, et ne se limitent donc pas aux agents pathogènes malgré l’appellation parfois employée « Pathogen Recognition Receptors ».

• Les PAMPs sont des motifs moléculaires associés aux agents pathogènes, caractéristiques d’agents infectieux et absents chez l’hôte ; le peptidoglycane, présent dans la paroi de certaines bactéries, en est un exemple. - Janeway, années 2000

• Les ACAMPs sont des motifs moléculaires associés aux cellules apoptotiques ; la phosphatidylsérine, déplacée de la face interne vers la face externe de leur membrane, constitue un marqueur reconnu permettant leur élimination et le recyclage de leurs constituants.

• Les PRR peuvent reconnaître des motifs associés : aux agents pathogènes, aux cellules apoptotiques, aux cellules nécrotiques, aux cellules cancéreuses, aux protéines anormales, à des constituants normalement intracellulaires devenus extracellulaires

Compléments

• Les motifs associés à des protéines du soi pathogènes ou anormales peuvent concerner :

  • certains phospholipides oxydés
  • les protéines prions
  • les produits avancés de la glycation (AGEs)

• Les produits avancés de la glycation résultent de réactions spontanées entre des sucres et des protéines ou des lipides, peuvent s’accumuler progressivement dans les tissus et être reconnus par des PRR.

📖 10. Signaux de danger et récepteurs innés

🔑 Notions clés & Définitions

• Alarmines : Molécules capables de déclencher un signal d’alerte lorsque des constituants intracellulaires se retrouvent à l’extérieur de la cellule.

★ À maîtriser

📌 Les PAMPs sont des motifs moléculaires associés aux agents pathogènes, tandis que les DAMPs sont associés aux facteurs de danger.

• Les DAMPs comprennent notamment : les ACAMPs des cellules apoptotiques, des marqueurs de cellules nécrotiques ou cancéreuses, des protéines pathogènes ou anormales comme les prions, des molécules intracellulaires présentes dans le milieu extracellulaire

Compléments

• La phosphatidylsérine constitue un signal important permettant la reconnaissance des cellules apoptotiques.

• Les récepteurs scavenger, dont CD36, reconnaissent divers éléments du non-soi ou du soi altéré et participent à la prise en charge des cellules apoptotiques.

💡 Astuce mémo

PAMP : pathogène ; DAMP : danger, même issu du soi altéré.

📖 11. Principes et évolution de l’immunité innée

★ À maîtriser

📌 Le système immunitaire inné reconnaît un large éventail de facteurs de danger infectieux ou non, puis contribue à leur élimination.

📌 Le système immunitaire inné ne reconnaît pas spécifiquement le soi et ne déclenche donc pas directement les maladies auto-immunes, qui sont essentiellement liées au système immunitaire adaptatif.

• La réponse du système immunitaire inné suit les étapes suivantes :

Compléments

📌 Les cellules normales expriment des molécules capables de bloquer l’activation des cellules immunitaires innées.

• Des cellules cancéreuses peuvent surexprimer des protéines régulatrices de l’immunité innée, et certains agents infectieux peuvent en imiter, afin d’échapper à la réponse immunitaire.

• Le système immunitaire inné est apparu environ 500 millions d’années avant l’immunité adaptative et existe notamment chez les eucaryotes, les vertébrés et la drosophile.

• Les Toll-Like Receptors (TLRs) forment une famille importante de récepteurs de l’immunité innée reconnaissant différents motifs moléculaires.

• Des récepteurs innés reconnaissent des agencements et des distributions de sucres qui diffèrent entre les membranes de l’hôte et les membranes étrangères.

💡 Astuce mémo

Reconnaître → alerter → amplifier → recruter → éliminer.

📖 12. Barrières épithéliales et peau

★ À maîtriser

• Les barrières épithéliales séparent le milieu intérieur normalement stérile du milieu extérieur naturellement contaminé.

• Dans l’épiderme, les kératinocytes se renouvellent depuis les couches profondes, s’enrichissent progressivement en kératine et forment à la surface des cellules mortes soudées par des cornéodesmosomes.

Compléments

• Les barrières épithéliales comportent généralement un épithélium externe peu ou pas vascularisé et des tissus conjonctifs internes généralement vascularisés.

• Le système immunitaire inné est fortement présent à proximité des épithéliums, qui constituent des portes d’entrée potentielles pour les agents infectieux.

• La peau est généralement plus épaisse que les tractus digestif et urogénital, ce qui renforce sa protection mécanique.

• Leptospira interrogans peut déstructurer les jonctions serrées et pénétrer même à travers une peau intacte.

• Une épine, une blessure ou une autre lésion peut ouvrir la barrière cutanée et constituer une porte d’entrée pour les agents infectieux.

• Le derme et l’hypoderme sont des tissus conjonctifs vascularisés, contrairement à la couche externe de la peau qui est généralement peu ou pas vascularisée.

• Les glandes sudoripares produisent la sueur et les glandes sébacées produisent le sébum.

• Les cellules immunitaires résidentes du derme et celles présentes autour des kératinocytes et des mélanocytes peuvent rester dans les tissus pendant des durées variables.

📖 13. Protections chimiques et microbiote

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiote : Ensemble des microorganismes naturellement présents à la surface de quasiment tous les épithéliums, dont la présence limite les microorganismes pathogènes par compétition pour l’espace.

★ À maîtriser

• Les sécrétions des glandes sudoripares et sébacées contribuent à la protection épithéliale en perturbant la flore microbienne et en pouvant éliminer directement certains microorganismes.

• Les protections épithéliales comprennent :
  • les facteurs mécaniques
  • les facteurs chimiques
  • le microbiote

Compléments

• Les larmes contiennent des enzymes protectrices de l’œil et la salive participe à la protection de la cavité buccale.

• L’acidité gastrique limite la survie de nombreux microorganismes.

• Les cils vibratiles des voies respiratoires font remonter les débris et les microorganismes et contribuent à leur expulsion, notamment lors de l’éternuement.

• L’Homme produit environ 1 à 1,5 L de salive par jour, ce qui contribue au drainage des germes vers l’aval puis à leur ingestion.

• Une modification de l’équilibre du microbiote digestif, notamment lors d’un changement d’alimentation en voyage, peut entraîner des troubles comme la tourista, une diarrhée du voyageur.

📖 14. Rupture des barrières et alerte

★ À maîtriser

• Après une rupture épithéliale, la réponse immunitaire commence généralement par la réaction des cellules résidentes, qui reconnaissent les agents infectieux, les corps étrangers et les cellules endommagées ou nécrosées.

• La reconnaissance par les cellules résidentes déclenche une alerte locale et le recrutement de cellules immunitaires depuis la circulation sanguine.

Compléments

• Les mécanismes de recrutement agissent sur l’endothélium vasculaire afin de permettre l’apport de nouvelles cellules au foyer infectieux.

💡 Astuce mémo

Rupture épithéliale → entrée des agents infectieux → alerte des cellules résidentes.

📖 15. Enzymes antimicrobiennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysozyme : Enzyme produite par différentes cellules, notamment les cellules épithéliales, qui agit contre la paroi bactérienne.

★ À maîtriser

• Le lysozyme est une hydrolase qui coupe les liaisons β(1→4) entre les constituants glucidiques du peptidoglycane bactérien.

📌 Le lysozyme agit sur les bactéries Gram positives et Gram négatives, mais son action est plus efficace sur les Gram positives parce que leur couche de peptidoglycane épaisse est directement accessible.

Compléments

• Le lysozyme humain est une protéine constituée de 129 acides aminés.

• Le lysozyme est présent notamment dans :

  • les larmes
  • les sécrétions nasales
  • le lait maternel
  • le sang

• Le peptidoglycane bactérien est constitué principalement de N-acétylglucosamine (NAG) et de N-acétylmuramique (NAM), reliés par des liaisons β(1→4), tandis que ses couches sont reliées par des ponts interpeptidiques.

• La déstructuration de la paroi par le lysozyme peut tuer la bactérie en la rendant extrêmement sensible aux variations de pression osmotique.

• La pepsine dégrade des protéines, notamment des protéines bactériennes, et participe ainsi à la protection innée du tractus digestif.

📖 16. Interférons de type I

🔑 Notions clés & Définitions

• Interférons de type I : Glycoprotéines à activité antivirale, principalement les interférons alpha (IFN-α) et bêta (IFN-β).

★ À maîtriser

• Les interférons sont répartis en types I, II et III, et les interférons de type I sont ceux qui interviennent essentiellement dans l’immunité innée.

• Les interférons de type I agissent principalement contre les virus à ARN en bloquant leur réplication dans les cellules infectées.

• L’action des interférons de type I sur les cellules voisines suit cette chaîne :

Compléments

• Les interférons de type II comprennent l’interféron gamma (IFN-γ), qui intervient dans la stimulation des lymphocytes T.

• Les interférons alpha sont produits notamment par les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques, tandis que les interférons bêta sont notamment produits par les fibroblastes des épithéliums.

• Les interférons de type I activent les lymphocytes NK lorsque leur concentration augmente.

📌 Les interférons alpha et bêta agissent par le même récepteur, IFNAR, sans différence fondamentale de signalisation à ce niveau.

• L’inhibition de la traduction par la PKR concerne les ARN viraux et les ARN cellulaires, ce qui bloque temporairement les processus de croissance de la cellule.

📌 Une stimulation prolongée par les interférons peut conduire à la mort d’une cellule voisine non infectée, tandis qu’une inhibition temporaire peut être levée si cette cellule n’est pas infectée.

• Les interférons peuvent stimuler l’expression des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) et induire notamment l’apoptose.

📌 Une cellule immunitaire stimulée par les interférons peut se différencier au lieu d’entrer nécessairement en mort cellulaire.

💡 Astuce mémo

Interférons persistants → blocage prolongé de la traduction → mort cellulaire possible.

📖 17. Défensines et peptides antimicrobiens

🔑 Notions clés & Définitions

• Défensines : Peptides antimicrobiens de faible poids moléculaire, relativement riches en cystéines.

★ À maîtriser

• Les défensines peuvent adhérer aux membranes étrangères, s’insérer dans leurs bicouches lipidiques et y créer des pores qui provoquent des fuites d’électrolytes.

Compléments

• Chez l’Homme, les principales familles de défensines sont les alpha-défensines et les bêta-défensines, tandis que les thêta-défensines ne sont pas exprimées.

• Les défensines possèdent des activités : antibactériennes, antifongiques, antiparasitaires, antivirales, notamment contre les virus enveloppés

• Les cryptidines sont des peptides antimicrobiens retrouvés dans les cryptes intestinales et produits par les cellules de Paneth.

• Les cellules de Paneth produisent notamment :

  • du lysozyme
  • de la phospholipase A2
  • différents peptides antimicrobiens

💡 Astuce mémo

Des défensines perforent les membranes étrangères et y créent des pores.

📖 18. Médiateurs et communication immunitaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytokines : Molécules de communication produites par les cellules immunitaires qui leur permettent de communiquer et de coordonner la réponse immunitaire.
• Chimiokines : Cytokines chimio-attractantes qui attirent certaines cellules vers un site donné et contribuent au recrutement vers les foyers infectieux ou inflammatoires.

★ À maîtriser

• Les médiateurs de l’inflammation comprennent notamment :

  • les kinines
  • les histamines
  • différentes cytokines

• Le foie produit des facteurs de coagulation et la très grande majorité des facteurs intervenant dans le système du complément.

Compléments

• Les kinines et les histamines peuvent entraîner :

  • une vasodilatation
  • une vasoconstriction
  • une bronchodilatation
  • une bronchoconstriction

• Une hausse de la température corporelle d’environ 1 à 2 °C peut perturber ou bloquer la réplication de certains agents infectieux, notamment bactériens.

• Les macrophages sont des producteurs importants de médiateurs inflammatoires, notamment de cytokines, mais des cellules non spécialisées dans l’immunité peuvent aussi en produire.

📌 Après activation, une cellule peut libérer rapidement des molécules pré-stockées dans des granules ou produire de nouvelles molécules par néosynthèse.

• Lors d’une infection, le foie est fortement stimulé et fournit des facteurs à activité antimicrobienne.