Fiche de révision : Introduction à l'immunité et ses mécanismes

📋 Plan du Cours

1. Rôles du système immunitaire
2. Vaccination et immunité collective
3. Cellules et organes de l’immunité
4. Cytokines et chimiokines
5. Immunité innée et protection de surface
6. Reconnaissance des pathogènes et inflammation
7. Complément et peptides antimicrobiens
8. Activation et mémoire lymphocytaire
9. CMH et présentation antigénique
10. Prolifération des lymphocytes T
11. Différenciation Th1 Th2 Th17 Treg
12. Lymphocytes T cytotoxiques et apoptose

📖 1. Rôles du système immunitaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Non-soi : Notion désignant tout ce qui ne fait pas partie de l’organisme, et qui peut être reconnu comme potentiellement dangereux.
• Allergie : Réaction immunitaire dirigée contre une substance non nocive pour le corps, entraînant une réponse inadaptée.
• Auto-immunité : Réponse immunitaire qui se retourne contre les propres cellules et organes de l’organisme, sans objectif protecteur.
• Rejet de greffon : Conséquence immunologique d’une greffe due à la reconnaissance du greffon comme non-soi par le système immunitaire.
• Défense anti-tumorale : Rôle du système immunitaire visant à limiter l’évolution de cellules tumorales, notamment lorsque la maladie progresse ou régresse.

📝 Points essentiels

• Le rôle principal du système immunitaire est de combattre les infections causées par des pathogènes.
• Le système immunitaire se défend contre le non-soi, mais tous les éléments non-soi ne sont pas forcément pathogènes.
• Une réponse excessive ou mal dirigée peut provoquer une allergie ou une auto-immunité, ce qui n’est pas le but de la protection.
• Lors d’une transplantation, le système immunitaire reconnaît le greffon comme non-soi et contribue au rejet.
• Le système immunitaire participe aussi à la surveillance des tumeurs, influençant leur capacité à grossir ou à rester contrôlées.

💡 Astuce mémo

Non-soi ≠ danger : pathogène uniquement → SI combat; sinon ça déraille (allergie/auto-immunité) ou rejette la greffe.

📖 2. Vaccination et immunité collective

🔑 Notions clés & Définitions

• Immunité collective : L’immunité collective correspond au fait qu’une vaccination très large réduit la circulation d’un pathogène, donc diminue les chances qu’il atteigne de nouvelles personnes.
• Vaccination : La vaccination consiste à exposer un sujet à une forme de l’agent infectieux ou à ses caractéristiques pour déclencher une réponse immunitaire protectrice.
• Variole : La variole est une infection virale due au poxyvirus, connue pour une mortalité élevée et aujourd’hui éradiquée grâce à la vaccination massive.
• Variole de la vache : La variole de la vache correspond à une forme virale proche de la variole humaine, utilisée pour créer un vaccin qui induit des anticorps sans maladie chez l’humain.

📝 Points essentiels

• Si tout le monde ou presque est vacciné, le virus ne peut plus atteindre de nouvelles personnes et se réplique moins dans la population.
• La variole a eu une mortalité élevée, avec environ 1/3 de décès, avant d’être combattue puis éradiquée grâce à la vaccination massive.
• En 1965, presque 30 pays avaient plus d’un cas de variole par mois, puis la vaccination mondiale a conduit à une éradication d’environ dans les années 80.
• La méthode de départ (inspirée d’une pratique chinoise) utilisait des particules virales laissées sécher avant injection, mais n’était pas efficace à 100% car la particule pouvait rester active.
• Avec Jenner, l’idée est d’utiliser une particule virale issue de la variole de la vache pour induire des anticorps sans permettre de contracter la variole.
• Le développement d’un vaccin prend normalement 7 à 15 ans et la phase clinique exige au moins 10 millions d’euros, avec une phase 3 à au moins 30 000 personnes.

💡 Astuce mémo

Vaccins en masse = « coupe-circuit » de la transmission : si le virus ne trouve plus d’hôtes, il se réplique moins.

📖 3. Cellules et organes de l’immunité

🔑 Notions clés & Définitions

• Pulpe blanche de la rate : Zone de la rate impliquée dans l’organisation de la réponse immunitaire, avec des structures lymphoïdes spécialisées.
• Ganglion lymphatique : Organe lymphoïde où la lymphe est filtrée et où des lymphocytes peuvent attendre puis s’activer lors d’une infection.
• Tissu lymphoïde associé aux muqueuses : Organisation lymphoïde des muqueuses, incluant le tissu associé aux intestins (GALT), participant à la défense locale.
• Lymphocyte naïf : Lymphocyte n’ayant pas encore rencontré de pathogène et circulant avant activation.
• Lymphocyte effecteur : Lymphocyte issu de l’activation d’un lymphocyte naïf, prêt à réaliser le travail de la réponse immunitaire.

📝 Points essentiels

• La lymphe passe de la plaque de Peyer vers les ganglions, où elle est filtrée, puis rejoint le canal thoracique avant de retourner au sang.
• Lors d’une infection, un pathogène entre dans le tissu, puis est véhiculé par la lymphe vers le premier ganglion où les lymphocytes attendent et peuvent être activés.
• Après activation, les lymphocytes effectuent leur action en quittant la circulation lymphatique pour réintégrer la circulation sanguine.
• La circulation lymphocytaire relie les organes primaires au sang puis aux ganglions lymphatiques, avec recirculation via les vaisseaux lymphatiques.
• Les lymphocytes peuvent être accompagnés par des cellules dendritiques lors de la filtration ganglionnaire et de la recirculation.

💡 Astuce mémo

Lymphe→Ganglion→Activation→Sang : la réponse “se décide” dans le ganglion puis repart travailler.

📖 4. Cytokines et chimiokines

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytokines pro-inflammatoires : Les cytokines pro-inflammatoires sont des messagers libérés par des cellules immunitaires qui déclenchent et amplifient la réponse inflammatoire locale puis systémique.
• TNFα : Le TNFα est une cytokine pro-inflammatoire produite notamment par les macrophages, qui active l’endothélium et augmente la perméabilité vasculaire.
• IL-1 : L’IL-1 est une cytokine pro-inflammatoire produite par plusieurs leucocytes et cellules stromales, qui stimule l’activation de l’endothélium et participe à la fièvre.
• IL-6 : L’IL-6 est une cytokine pro-inflammatoire produite par des macrophages et cellules dendritiques, agissant sur le foie et soutenant certaines différenciations immunitaires.
• Chimiokines : Les chimiokines sont des facteurs solubles formant un gradient qui attire des cellules spécifiques vers le site infectieux.

📝 Points essentiels

• Lors d’une infection, un macrophage activé sécrète des cytokines et chimiokines qui initient l’inflammation et aident à éliminer le pathogène.
• TNFα et IL-1 font exprimer des molécules d’adhérence par l’endothélium, ce qui permet le recrutement des leucocytes sur le site inflammatoire.
• Les chimiokines comme IL-8 forment un gradient, activent les intégrines des neutrophiles et déclenchent leur adhésion forte puis leur passage hors du vaisseau.
• IL-1 en excès peut endommager les tissus, tandis que TNFα augmente fortement la perméabilité des vaisseaux sanguins.
• IL-6 stimule le foie à produire des protéines de phase aiguë comme la CRP et la MBP et intervient dans la différenciation et la production d’anticorps.

💡 Astuce mémo

IL-8 trace le chemin: gradient de chimiokines = GPS des neutrophiles.

📖 5. Immunité innée et protection de surface

🔑 Notions clés & Définitions

• IL-8 : Une chimiokine qui crée un gradient attirant les neutrophiles et déclenche leur activation pour mieux adhérer à l’endothélium.
• Intégrines : Des molécules d’adhérence dont l’affinité augmente après stimulation, permettant un ancrage plus solide du neutrophile à l’endothélium.
• Diapédèse : Le passage des leucocytes à travers l’endothélium, qui permet aux cellules de sortir des vaisseaux vers les tissus.
• CRP et MBP : Des protéines de phase aiguë produites lors de l’inflammation, qui recouvrent les microbes et facilitent leur phagocytose via l’opsonisation.
• Peptides antibactériens : Des peptides cationiques (10 à 100 acides aminés) qui s’insèrent dans la membrane et détruisent surtout les microbes en formant des pores.

📝 Points essentiels

• IL-8 forme un gradient de concentration qui active les intégrines des neutrophiles, augmentant leur affinité avant une adhésion forte.
• Après l’adhésion forte, le neutrophile s’arrête puis traverse l’endothélium par diapédèse en passant entre les cellules.
• Les cellules endothéliales expriment CD31, ce qui contribue au passage des cellules à travers la paroi vasculaire.
• IL-6 (ainsi que IL-1 et TNFα) stimule le foie, qui produit notamment la CRP et la MBP, améliorant la phagocytose des bactéries recouvertes.
• Les peptides antibactériens sont des peptides cationiques détruisant la membrane microbienne, et chez l’Homme on trouve notamment des α- et β-défensines ainsi que des granulysines.

💡 Astuce mémo

IL-8 crée le gradient → intégrines passent en mode fort → adhésion forte → diapédèse vers le tissu.

📖 6. Reconnaissance des pathogènes et inflammation

🔑 Notions clés & Définitions

• Opsonisation : Processus par lequel des molécules se fixent aux microbes et servent de pont pour renforcer leur capture par des phagocytes.
• Opsonines : Molécules qui se lient à la particule à éliminer d’un côté et à des récepteurs des phagocytes de l’autre, facilitant la capture.
• Complexe d’attaque membranaire : Ensemble de composants du complément formant un dispositif d’attaque qui se fixe à la membrane des micro-organismes.
• Réaction inflammatoire : Réponse déclenchée lors de l’activation du complément, impliquant notamment des fragments capables d’induire l’inflammation.

📝 Points essentiels

• Les opsonines relient les microbes (ou complexes immuns) à des récepteurs spécifiques des phagocytes et augmentent la capture par phagocytose.
• C3b et C4b fixés participent à l’opsonisation des pathogènes via les récepteurs du complément des phagocytes.
• C3a, C4a et C5a sont des fragments du complément impliqués dans la réaction inflammatoire.
• Le complément peut lyser les micro-organismes grâce à la formation d’un complexe d’attaque membranaire (C5b à C9).
• Après le déclenchement, l’immunité adaptative se met en place en quelques jours, car une partie de l’infection est d’abord contrôlée par l’immunité innée.

💡 Astuce mémo

Opsonisation = Pont phago : Opsonine relie microbe à récepteur ; puis Complément = Inflammation (C3a/C4a/C5a) + Lyse (MAC C5b-C9).

📖 7. Complément et peptides antimicrobiens

🔑 Notions clés & Définitions

• Cascade du complément : La cascade du complément est une série de réactions déclenchées par des anticorps, aboutissant à la lyse de certaines microbes.
• Activation par IgM et IgG : L’activation du complément peut être initiée par des anticorps de type IgM ou IgG, selon les complexes formés avec le microbe.

📝 Points essentiels

• L’activation du complément peut être déclenchée par des IgM ou des IgG et conduire à la lyse de la bactérie ou d’autres cellules dans certains cas.
• Les anticorps portent une région constante reconnue par des récepteurs Fc sur des macrophages ou des cellules NK.
• Sans partie Fc fonctionnelle, un anticorps ne permet pas la phagocytose par opsonisation et agit surtout par neutralisation.
• Les complexes immuns formés par anticorps et antigène peuvent contribuer aux effets du complément. “

📖 8. Activation et mémoire lymphocytaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Activation lymphocytaire spécifique : Activation : processus par lequel des lymphocytes T deviennent capables d’agir après reconnaissance d’un antigène donné présenté dans le contexte attendu.
• Mémoire immunologique : Mémoire immunologique : propriété qui fait qu’une réponse ultérieure contre le même antigène est plus efficace et plus rapide.
• Réponse allogénique des LT : Réponse allogénique des LT : attaque déclenchée par des lymphocytes T dirigés contre des antigènes du donneur reconnus comme étrangers.

📝 Points essentiels

• Le rejet de greffe de peau est dû à une réponse des cellules T contre la greffe et donc n’implique pas tous les LT indistinctement.
• Les LT allogéniques attaquent la peau greffée lorsque le receveur reconnaît des antigènes du donneur.
• Le rejet dépend de la mémoire immunologique, car la réponse est spécifique de l’antigène de greffe.
• La compatibilité des molécules HLA influence la probabilité de rejet, un mismatch (MM) augmentant le besoin d’immunosuppresseurs à vie en cas de non-compatibilité.

📖 9. CMH et présentation antigénique

🔑 Notions clés & Définitions

• CMH classe I : Ensemble de molécules présentes (presque) partout qui portent des peptides endogènes pour activer surtout des LT CD8 via la reconnaissance CMH-peptide.
• CMH classe II : Ensemble de molécules exprimées seulement sur certaines cellules immunitaires, puis surtout lors d’une infection, pour présenter des peptides exogènes aux LT CD4.
• Apprêtement antigénique : Suite d’étapes qui transforme un antigène en peptides capables d’être chargés sur des molécules CMH, formant ainsi un complexe peptide-CMH reconnu par les LT.
• Voie endogène CMH-I : Chemin de fabrication du peptide destiné au CMH-I où des protéines provenant du cytoplasme sont dégradées, puis les peptides sont transportés vers le réticulum endoplasmique.
• CLIP et HLA-DM : Système de chargement du CMH-II où CLIP occupe la poche avant échange, et HLA-DM stabilise la molécule après retrait de CLIP pour permettre l’incorporation du bon peptide.

📝 Points essentiels

• Les molécules de CMH ne sont stables à la surface qu’après fixation d’un peptide ; sans peptide, elles restent instables.
• Le CMH classe I est exprimé par (presque) toutes les cellules sauf globules rouges et cerveau/cornée, et présente des peptides de 8 à 10 aa.
• Le CMH classe II est exprimé de façon plus restreinte, nécessite un chargement sur vésicules, et présente surtout des peptides de plus de 13 aa.
• La présentation CMH-I suit une séquence : synthèse ou capture de l’antigène, protéolyse/élagage, transport des peptides dans le réticulum via TAP, puis assemblage avec des CMH-I et chaperonnes.
• La présentation CMH-II requiert CLIP et HLA-DM : la molécule classe II instable porte CLIP dans une vésicule puis l’échange du peptide est favorisé par HLA-DM.

💡 Astuce mémo

Classe I = dedans (protéasome→TAP→RE) peptides courts 8-10 aa ; Classe II = dehors (endocytose→vésicule) peptides longs >13 aa avec CLIP puis HLA-DM.

📖 10. Prolifération des lymphocytes T

🔑 Notions clés & Définitions

• IL-2 : Cytokine produite par les lymphocytes T activés qui rend possible leur expansion clonale en réponse à l’antigène.
• Signal 3 IL-2 : Phase de l’activation des lymphocytes T où la prolifération dépend de la présence d’IL-2 après les signaux initiaux.
• Récepteur IL-2 haute affinité : Récepteur de l’IL-2 porté par le lymphocyte T activé qui augmente l’efficacité du recrutement de l’IL-2 pour lancer la prolifération.
• Anergie des lymphocytes T : État de non-réponse d’un lymphocyte T après reconnaissance de l’antigène sans co-stimulation, entraînant l’absence de prolifération.

📝 Points essentiels

• Pour proliférer, un lymphocyte T activé a besoin d’IL-2, surtout sécrétée par des lymphocytes T.
• La co-stimulation via CD28 est nécessaire pour produire l’IL-2 en stabilisant son ARN messager.
• Sans co-stimulation, la cellule T entre dans une tolérance (anergie) et ne lance pas de réponse proliférative.
• La cyclosporine A inhibe la production d’IL-2, ce qui limite le nombre de lymphocytes T disponibles pour la réponse immunitaire.
• Un lymphocyte T anergique ne peut pas être réactivé même s’il rencontre ensuite une cellule dendritique mature produisant une co-stimulation.

💡 Astuce mémo

Signal 1 = TCR/CMH, Signal 2 = B7-CD28, Signal 3 = IL-2 : sans CD28 → pas d’IL-2 → pas de prolifération.

📖 11. Différenciation Th1 Th2 Th17 Treg

🔑 Notions clés & Définitions

• Th1 : Sous-population de LT CD4+ inflammatoire induite par des signaux de l’environnement infectieux, notamment via IL-12 et l’IFN-γ.
• Th2 : Sous-population de LT CD4+ plutôt non inflammatoire, induite dans certains contextes infectieux comme les helminthes, avec une polarisation vers l’IL-4.
• Th17 : Sous-population de LT CD4+ produisant surtout IL-17 et IL-22, associée à des infections extracellulaires avec champignons ou certaines bactéries.
• Treg : Sous-population de LT CD4+ à rôle immunosuppresseur et anti-inflammatoire, générée en contexte immunorégulateur et portant des marqueurs spécifiques.

📝 Points essentiels

• L’orientation Th1 dépend de cytokines d’environnement comme IL-12, stimulant la production d’IFN-γ et favorisant la différenciation en Th1.
• Dans les infections par helminthes, la cellule dendritique sécrète IL-4 (aussi fournie par les mastocytes), ce qui polarise les LT vers Th2.
• Les Th17 apparaissent lors d’infections avec champignons ou bactéries extracellulaires et sécrètent IL-17 et IL-22, recrutant des neutrophiles et augmentant l’inflammation.
• La différenciation en Treg nécessite un milieu immunosuppresseur avec TGF-β et IL-10, et donne des Treg souvent marquées CD4+ CD25+ Foxp3+.
• Th1 et Th2 peuvent s’équilibrer en se bloquant mutuellement, avec une réponse Th2 prédominante dans les allergies.
• Les Tregs régulent les autres LT et freinent les réactions auto-immunes via leur activité immunosuppressive et anti-inflammatoire.

💡 Astuce mémo

IL-12 + IFN-γ → Th1 (cellules pour “bactéries intracellulaires”) ; IL-4 → Th2 (helminthes/allergies) ; IL-17/IL-22 → Th17 ; TGF-β + IL-10 → Treg (frein).

📖 12. Lymphocytes T cytotoxiques et apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Lymphocytes T cytotoxiques : Les lymphocytes T cytotoxiques sont des cellules T effectrices capables d’éliminer des cellules infectées en déclenchant leur mort cellulaire ciblée.
• Perforines : Les perforines sont des protéines libérées par les lymphocytes T cytotoxiques qui perforent la cellule cible et permettent l’entrée d’autres molécules tueuses.
• Granzymes : Les granzymes sont des sérine protéases libérées par les lymphocytes T cytotoxiques qui pénètrent dans la cellule cible et déclenchent l’apoptose par activation de cascades à caspases.
• Fas ligand : Le Fas ligand est exprimé par les lymphocytes T cytotoxiques effecteurs et se fixe sur le récepteur Fas de la cellule cible pour déclencher une voie de mort.
• Apoptose : L’apoptose est une mort cellulaire programmée où l’ADN est fragmenté et où des fragments apoptotiques restent entourés d’une membrane intacte.

📝 Points essentiels

• Les lymphocytes T cytotoxiques tuent en sécrétant des perforines et des granzymes, libérées uniquement dans la zone de contact pour limiter les dommages aux cellules voisines.
• Les granzymes activent par clivage protéolytique une cascade de caspases, conduisant au clivage de l’ADN via CAD transloquée dans le noyau et destruction de l’ICAD.
• La voie des récepteurs de mort cellulaire repose sur l’interaction Fas ligand–Fas, puis le recrutement de FADD et l’activation de caspase 8 avant l’activation de caspase 3 et l’activation du DNAse.
• Lors de l’apoptose, l’ADN est fragmenté et les fragments sont entourés d’une membrane intacte, alors qu’en nécrose l’ADN n’est pas fragmenté.
• Les cellules T cytotoxiques peuvent aussi agir par cytokines, notamment avec l’IFN-γ qui inhibe la réplication virale et augmente l’expression du CMH I, des transporteurs de peptides et de l’immunoprotéasome.
• Le plus souvent, les CTL “persuadent” la cellule cible de se suicider plutôt que de la lyser directement.

💡 Astuce mémo

Perforine + Granzyme = caspases → DNA; FasL = FADD → caspase 8 → caspase 3 → DNA.

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de synthèse

CMH classe I vs classe II

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre non-soi et pathogène : un non-soi peut être non dangereux, alors que l’immunité doit surtout viser les pathogènes.
2. Penser que la co-stimulation n’est qu’un “plus” : sans B7/CD28, le LT entre en anergie (tolérance) et ne prolifère pas via IL-2.
3. Croire qu’un anticorps tue directement toujours : il peut neutraliser, mais la destruction via complément/opsinisation nécessite des mécanismes supplémentaires (Fc, complément, phagocytes).
4. Confondre CMH I et II : classe I présente des peptides endogènes (voie TAP/protéasome) et classe II des peptides exogènes (endocytose/CLIP-HLA-DM).
5. Mélanger opsonisation et neutralisation : opsonisation = pont microbe–récepteur des phagocytes ; neutralisation = blocage de fixation/fusion des agents.
6. Penser que la nécrose et l’apoptose sont identiques : en apoptose l’ADN est fragmenté et des fragments apoptotiques restent entourés d’une membrane intacte.
7. Oublier que les CTL tuent surtout en “persuadant” le suicide : perforines/granzymes et/ou Fas/FasL déclenchent l’apoptose, pas une simple lyse aléatoire.

✅ Checklist Examen

1. Donner le rôle principal du système immunitaire et expliquer pourquoi tous les non-soi ne sont pas forcément des pathogènes.
2. Définir non-soi, allergie, auto-immunité, rejet de greffon et défense anti-tumorale, et relier chacun au “but” de protection.
3. Expliquer le principe d’immunité collective et l’impact de la vaccination sur la circulation d’un pathogène.
4. Raconter l’idée générale du procédé de vaccination contre la variole (pratique chinoise, puis Jenner avec la variole de la vache) et pourquoi la variole a pu être éradiquée.
5. Citer les organes/espaces de l’immunité (rate pulpe blanche, ganglion lymphatique, GALT/MALT) et décrire la logique lymphe→ganglion→activation→retour sanguin.
6. Décrire le rôle général des cytokines/chimiokines (inflammation, recrutement) et relier TNFα/IL-1/IL-6/IL-8 à leurs effets (adhérence, gradient, phase aiguë).
7. Décrire la protection de surface : gradient d’IL-8, activation des intégrines, adhésion forte, diapédèse, puis opsonisation par CRP/MBP et destruction par peptides antibactériens.
8. Expliquer comment le complément contribue à l’opsonisation et à la réaction inflammatoire, et distinguer C3b/C4b vs C3a/C4a/C5a vs MAC C5b-C9.
9. Décrire comment une immunité adaptative s’installe après l’innée (activation spécifique, quelques jours), et comment la mémoire rend la réponse ultérieure plus rapide/efficace.
10. Présenter l’activation des LB/T avec la règle des 2 signaux pour activer un LT naïf (signal antigène via CMH + co-stimulation via B7/CD28), et relier absence de co-stimulation à l’anergie.
11. Expliquer la présentation antigénique : CMH I/II, notion d’apprêtement, voie endogène (protéasome/TAP/RE) vs voie exogène (vésicules/CLIP/HLA-DM), puis restriction au CMH avec CD8/CD4.
12. Décrire l’orientation Th1/Th2/Th17/Treg à partir de l’environnement cytokinique (IL-12+IFN-γ, IL-4, IL-17/IL-22, TGF-β+IL-10) et leurs rôles (inflammatoire, anti-inflammatoire, anti-parasitaire, régulateur).
13. Décrire la fonction des CTL/CD8 : reconnaissance via CMH I, mécanismes d’apoptose (perforines+granzymes/caspases et/ou FasL-Fas), et différencier apoptose vs nécrose, puis l’effet d’IFN-γ et TNFα/TNFβ.