Fiche de révision : Presentation SI

📋 Plan du Cours

1. Système immunitaire et notions de soi
2. Les deux bras de l’immunité
3. Barrières anatomiques et microbiotes
4. Cellules et molécules de l’immunité innée
5. Lymphocytes T et lymphocytes B
6. Reconnaissance innée des agents infectieux
7. Reconnaissance adaptative et récepteurs
8. Phases de la réponse immunitaire
9. Inflammation et réponse précoce
10. Mécanismes effecteurs innés
11. Activation et mémoire adaptatives
12. Coordination et mémoire immunitaires

📖 1. Système immunitaire et notions de soi

🔑 Notions clés & Définitions

• Système immunitaire : Ensemble des cellules, tissus et molécules qui concourent à opposer une résistance aux infections.
• Non-soi : Ensemble des molécules différentes du soi qui, présentes dans l’organisme, déclenchent des réactions immunitaires.
• Soi : Ensemble des constituants appartenant à l’organisme considéré.
• Immunologie : Étude du fonctionnement du système immunitaire, de ses réponses aux pathogènes microbiens et aux tissus endommagés du soi, ainsi que de son implication dans les maladies.

★ À maîtriser

• Les agents responsables des maladies infectieuses sont répartis en quatre catégories :
  • bactéries
  • virus
  • parasites
  • champignons

Compléments

• Les molécules bioactives non-soi peuvent comprendre :

  • les venins
  • les allergènes
  • les médicaments

• Le système immunitaire peut aussi répondre au soi lorsqu’il est agressé, notamment à la suite d’une infection, ou lorsqu’il est modifié, comme dans le cas des cellules tumorales.

💡 Astuce mémo

Le non-soi déclenche une réponse par différence ; le soi agressé ou modifié peut aussi en déclencher une.

📖 2. Les deux bras de l’immunité

★ À maîtriser

📌 L’immunité innée est présente chez les vertébrés, les invertébrés et les plantes, tandis que l’immunité adaptative est présente uniquement chez les vertébrés.

📌 L’immunité innée est une réponse immédiate, diffuse et non spécifique, assurée par des cellules et molécules toujours présentes et prêtes à éliminer les agents infectieux.

• L’immunité innée peut éliminer précocement certains pathogènes ou les contenir jusqu’à l’intervention de l’immunité adaptative.

• L’immunité innée stimule l’immunité adaptative en fournissant les signaux indispensables à l’induction des réponses lymphocytaires B et T spécifiques de l’antigène, notamment par l’intermédiaire des cellules présentatrices d’antigènes.

• L’immunité adaptative repose sur l’activation de lymphocytes portant chacun un récepteur spécifique d’un déterminant antigénique.

Compléments

• L’immunité adaptative repose sur des organes lymphoïdes secondaires, notamment les ganglions.

• L’efficacité de l’immunité adaptative requiert l’expansion clonale et la différenciation des lymphocytes, et la réponse augmente à chaque nouveau contact avec le microbe.

💡 Astuce mémo

Innée : immédiate et diffuse ; adaptative : spécifique et évolutive.

📖 3. Barrières anatomiques et microbiotes

★ À maîtriser

• Les barrières anatomiques séparent l’organisme du milieu extérieur et forment un obstacle que les agents infectieux doivent franchir avant d’atteindre les cellules immunitaires.

• Les barrières physiques ou mécaniques comprennent la peau et les épithéliums en contact avec le milieu extérieur ; dans l’arbre respiratoire, le mucus enrobe les particules et le tapis roulant mucociliaire permet leur expectoration.

• La flore naturelle, ou microbiote, lutte contre la prolifération d’autres agents microbiens et contribue à préserver l’intégrité des muqueuses.

Compléments

• Les barrières anatomiques se trouvent notamment dans :

  • la peau
  • le tube digestif
  • le système ciliaire

• Les barrières chimiques comprennent les peptides antimicrobiens des épithéliums et de la peau, ainsi que l’acidité intense de l’estomac, qui tue la plupart des microorganismes.

• L’être humain cohabite en permanence avec des bactéries dans des microbiotes notamment intestinal, cutané et pulmonaire.

• La surface corporelle totale est de 1,8 m2 en moyenne et la peau, non stérile, est en contact permanent avec 1x1012 bactéries par m2 dont le microbiote limite les bactéries indésirables.

💡 Astuce mémo

PCE : barrières physiques, chimiques et écologiques.

📖 4. Cellules et molécules de l’immunité innée

🔑 Notions clés & Définitions

• Inflammation : Accumulation locale de liquide, de protéines plasmatiques et de globules blancs, déclenchée par une blessure physique, une infection ou une réponse immunitaire locale.
• CMH : Protéines membranaires hétérodimériques polymorphes qui lient et présentent à la surface des CPA des fragments peptidiques d’antigènes protéiques.
• Complément : Famille de protéines plasmatiques activées de façon séquentielle contre des pathogènes extracellulaires, par des microbes dans l’immunité innée ou par des anticorps dans la branche humorale adaptative.
• Cytokines : Protéines produites par une cellule qui affectent le comportement d’autres cellules, notamment des cellules immunitaires ; celles produites par des lymphocytes sont appelées interleukines.

★ À maîtriser

• Les granulocytes comprennent : les polynucléaires neutrophiles, les polynucléaires basophiles, les polynucléaires éosinophiles, les mastocytes présents dans la peau, les tissus conjonctifs et les tissus épithéliaux des muqueuses

• Les polynucléaires neutrophiles représentent 50 à 70% des leucocytes du sang.

• Les cellules NK ne sont pas spécifiques d’antigènes, lysent les cellules infectées par des microbes intracellulaires et produisent l’IFN-γ, qui active les macrophages afin qu’ils détruisent les microbes phagocytés.

• La phagocytose internalise du matériel de grande taille après capture par la membrane cellulaire, qui entoure la particule et forme une vésicule intracellulaire.

• Les protéines du complément peuvent : opsoniser les microbes pour favoriser leur phagocytose, stimuler l’inflammation, lyser les microbes

Compléments

• Les granulocytes ont tous un noyau multilobé et un cytoplasme rempli de granules dont la coloration varie selon le type cellulaire, libérés au contact des pathogènes.

• Les monocytes représentent environ 5 à 10% des leucocytes et migrent dans les tissus, où ils peuvent se différencier en macrophages ou en cellules dendritiques, ces dernières étant les meilleures cellules activatrices des lymphocytes T.

• Les macrophages activés détruisent les microbes, éliminent les cellules mortes, limitent l’inflammation et préparent la réparation tissulaire.

• Les cellules sentinelles comprennent :

  • les cellules dendritiques
  • les mastocytes
  • les macrophages

💡 Astuce mémo

Les CPA présentent l’antigène → elles relient l’innée à l’adaptative.

📖 5. Lymphocytes T et lymphocytes B

🔑 Notions clés & Définitions

• Anticorps : Protéine soluble spécifique d’un antigène qui s’y lie et le marque pour destruction ; sa production est un objectif de la vaccination et certains anticorps sont des médicaments.

★ À maîtriser

📌 Les lymphocytes T auxiliaires expriment CD4, co-récepteur du TCR, et aident les lymphocytes B à devenir des plasmocytes tout en pouvant activer les macrophages et les lymphocytes T cytotoxiques.

📌 Les lymphocytes T cytotoxiques expriment CD8, co-récepteur du TCR, détruisent les cellules infectées et participent à la défense contre les pathogènes intracellulaires, les virus et les tumeurs.

• Les lymphocytes B sont mobilisés contre les toxines ou les pathogènes extracellulaires.

• Après reconnaissance d’un antigène, les lymphocytes B se différencient en plasmocytes, cellules spécialisées dans la sécrétion d’anticorps.

Compléments

• Les lymphocytes T (LT) terminent leur maturation dans le thymus, dont ils tirent leur nom.

• Chez les oiseaux, les cellules B se développent dans la bourse de Fabricius.

💡 Astuce mémo

CD4 aide ; CD8 détruit.

📖 6. Reconnaissance innée des agents infectieux

★ À maîtriser

• Les PRR reconnaissent des PAMP, motifs moléculaires communs à de grandes classes de pathogènes, et plusieurs interactions PRR-PAMP contribuent à établir un portrait-robot de l’agent infectieux.

• Les PRR peuvent réagir à des molécules du soi libérées lors d’un stress, d’une nécrose ou d’une agression cellulaire ou tissulaire ; ces signaux de danger endogènes sont appelés DAMP.

• Les récepteurs TLR sont exprimés sur les membranes plasmiques et dans les endosomes de nombreux types cellulaires ; ils reconnaissent notamment des composants de parois bactériennes et des acides nucléiques viraux.

• Le TLR-4 reconnaît le lipopolysaccharide (LPS) des bactéries à Gram négatif, le TLR5 reconnaît la flagelline, le TLR9 reconnaît l’ADN microbien et les TLR3, 7 et 8 reconnaissent des ARN viraux.

Compléments

• Les grandes classes de PAMP citées correspondent à : des bactéries à Gram positif, des bactéries à Gram négatif, comme Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa, des mycobactéries, des champignons, des virus à ARN ou à ADN

• Les récepteurs NLR reconnaissent des microbes, des produits de cellules endommagées et d’autres substances, notamment les peptidoglycanes.

• Les récepteurs de mannose reconnaissent les mannanes.

📖 7. Reconnaissance adaptative et récepteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Antigène : Toute molécule naturelle ou synthétique reconnue spécifiquement par les récepteurs de l’immunité adaptative ; s’il est immunogène, il induit une réponse avec production d’anticorps et/ou activation des lymphocytes T.
• Épitope : Séquence moléculaire très courte et précise de la structure d’un antigène, reconnue par le récepteur immunitaire plutôt que l’antigène entier.

★ À maîtriser

• L’immunité adaptative sélectionne et amplifie les lymphocytes B et T dont les récepteurs reconnaissent un antigène étranger : BCR pour les lymphocytes B et TCR pour les lymphocytes T.

📌 Les lymphocytes B et T sont les seules cellules capables de reconnaître spécifiquement un antigène grâce à leur récepteur unique.

• La spécificité des récepteurs BCR et TCR résulte d’un réarrangement somatique et d’une édition des gènes du récepteur, donnant à chaque lymphocyte un locus différent et un récepteur unique.

📌 Les lymphocytes B reconnaissent directement les épitopes par leur BCR ou des anticorps, tandis que les lymphocytes T reconnaissent un épitope présenté par le CMH.

• Les protéines intracellulaires sont apprêtées par le protéasome, présentées par le CMH de classe I, puis reconnues par le TCR et CD8 des lymphocytes T cytotoxiques.

• Les protéines extracellulaires internalisées par endocytose sont apprêtées par des protéases lysosomiales, présentées par le CMH de classe II, puis reconnues par le TCR et CD4 des lymphocytes T auxiliaires.

Compléments

• La ressemblance entre certaines séquences antigéniques et celles du soi peut favoriser des réactions auto-immunes si elle n’est pas régulée.

• Le répertoire lymphocytaire comprend plusieurs dizaines de millions de récepteurs différents et est propre à chaque individu, contrairement aux récepteurs innés, identiques chez les individus d’une même espèce et transmis par hérédité.

💡 Astuce mémo

BCR : antigène directement ; TCR : épitope présenté par le CMH.

📖 8. Phases de la réponse immunitaire

★ À maîtriser

• L’immunité innée élimine 90% du pathogène en 1h, tandis que l’immunité adaptative nécessite 1 semaine pour se mettre en place et éliminer le faible pourcentage restant.

• La réponse immunitaire débute dès qu’un agent pathogène franchit une barrière et pénètre dans le corps.

• La réponse immunitaire se déroule en trois phases :

  • immédiate
  • précoce
  • adaptative

Compléments

• L’immunité innée intervient dès les secondes suivant la pénétration de l’antigène, et les premières minutes sont cruciales pour démarrer la réponse immune.

📌 Les cellules de l’immunité innée et celles de l’immunité adaptative détectent les phénomènes anormaux au moyen de modalités de reconnaissance différentes.

💡 Astuce mémo

Immédiate → précoce → adaptative.

📖 9. Inflammation et réponse précoce

🔑 Notions clés & Définitions

• Chimiokines : Petites protéines qui stimulent la migration et l’activation des cellules, notamment des phagocytes et des lymphocytes.

★ À maîtriser

• La phase immédiate se déroule dans les tissus conjonctifs : les cellules sentinelles détectent l’agent par les récepteurs aux PAMP, engagent la phagocytose et libèrent des cytokines inflammatoires ; cette phase peut suffire à éliminer le pathogène.

• Si la réponse immédiate ne suffit pas, des chimiokines recrutent en quelques heures et pendant les premiers jours une deuxième vague de cellules innées, notamment les polynucléaires neutrophiles et, lors d’infections virales, les lymphocytes NK.

• Dans la phase précoce, les polynucléaires neutrophiles phagocytent les agents infectieux et les cellules NK éliminent les cellules infectées.

📌 La phase adaptative est déclenchée si l’immunité innée ne peut éliminer l’agent infectieux ; elle intervient plus tard après présentation, reconnaissance et amplification de l’antigène, puis différenciation des lymphocytes.

📌 L’inflammation aiguë est de courte durée, pendant quelques jours ou semaines, tandis que l’inflammation chronique persiste ou s’aggrave pendant plusieurs mois ou années sans tendance à la guérison spontanée.

Compléments

• La reconnaissance du danger par les mastocytes et les macrophages résidents, qu’il soit infectieux ou traumatique, active la réaction inflammatoire aiguë, qui accumule et active leucocytes et protéines plasmatiques dans les foyers infectieux ou les lésions tissulaires.

• Une fracture peut déclencher une inflammation sans réponse immunitaire spécifique : les molécules libérées par les cellules endommagées ou nécrotiques contribuent à éliminer ces cellules et à lancer la réparation tissulaire.

📖 10. Mécanismes effecteurs innés

🔑 Notions clés & Définitions

• Opsonisation : L’opsonisation rend une cible plus facilement reconnaissable et favorise sa fixation aux polynucléaires neutrophiles et aux monocytes ou macrophages grâce aux opsonines, notamment les anticorps et la protéine du complément C3b.

★ À maîtriser

• Les polynucléaires neutrophiles sont les premières cellules à migrer vers les foyers infectieux.

• Les neutrophiles et les monocytes reconnaissent les cibles grâce aux PRR qui se lient aux PAMP ; les monocytes pénètrent dans les tissus extravasculaires et s’y différencient en macrophages, capables d’y survivre longtemps.

• 🔄 La phagocytose et la destruction se déroulent ainsi :

  1. La reconnaissance et l’adhérence précèdent généralement l’ingestion.
  2. La particule ingérée est contenue dans un phagosome.
  3. Les granulations fusionnent avec le phagosome pour former un phagolysosome.
  4. Le pathogène est détruit dans le phagolysosome et ses débris sont éjectés.

• La NADPH oxydase NOX-2 produit des formes réactives de l’oxygène, notamment le peroxyde d’hydrogène et l’acide hypochloreux, principalement dans les polynucléaires neutrophiles et les monocytes.

Compléments

• L’activation des cellules de la phase précoce amplifie l’inflammation, stimule la bactéricidie, régule la migration et peut conduire à l’apoptose.

• La dégranulation déverse en quelques secondes des substances bactéricides à l’extérieur de la cellule ou dans le phagosome, principalement depuis les polynucléaires qui contiennent une centaine d’enzymes différentes, dont la myéloperoxydase et l’élastase.

• Les formes réactives de l’oxygène altèrent les protéines, les lipides et les acides nucléiques, contribuant ainsi à détruire les microorganismes infectieux.

💡 Astuce mémo

Opsonisation → phagocytose → phagolysosome.

📖 11. Activation et mémoire adaptatives

🔑 Notions clés & Définitions

• Lymphocyte naïf : Lymphocyte B ou T mature qui n’a pas encore rencontré d’antigène étranger.
• Sélection clonale : Processus par lequel l’antigène engage les lymphocytes B ou T qui le reconnaissent, puis les fait cloner pour créer une population de cellules réactives contre cet antigène.

★ À maîtriser

• La phase adaptative comprend la reconnaissance de l’antigène par les lymphocytes, leur activation, leur prolifération et leur différenciation en cellules effectrices et mémoire, l’élimination des microbes puis le déclin de la réponse.

• Les CPA capturent les antigènes microbiens ayant traversé les épithéliums, les concentrent dans les organes lymphoïdes périphériques et les présentent aux lymphocytes T.

• 🔄 Les premières étapes de la réponse adaptative sont :

  1. Une cellule dendritique immature reconnaît et capture le pathogène.
  2. La cellule dendritique migre et mûrit dans un organe lymphoïde secondaire.
  3. La cellule dendritique présente l’antigène au lymphocyte T dont le TCR reconnaît l’épitope associé au CMH.
  4. Le lymphocyte T est activé et son clone amplifié.

• Les lymphocytes T activés prolifèrent pendant plusieurs jours et se différencient en lymphocytes auxiliaires CD4 ou en cellules cytotoxiques CD8, puis migrent vers le site infectieux.

• Après sélection clonale, les lymphocytes B se différencient en plasmocytes sécréteurs d’anticorps ; ceux-ci se lient aux microbes extracellulaires, les empêchent d’infecter les cellules de l’hôte et favorisent leur ingestion et leur destruction par les phagocytes.

Compléments

• Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules infectées par des pathogènes inaccessibles aux anticorps, puis leurs débris sont phagocytés par les macrophages.

• Les lymphocytes T auxiliaires peuvent : renforcer les propriétés microbicides des phagocytes, recruter les leucocytes chargés de détruire les microbes, renforcer la fonction protectrice des épithéliums

💡 Astuce mémo

Capture → présentation → sélection clonale → effecteurs et mémoire.

📖 12. Coordination et mémoire immunitaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Lymphocyte mémoire : Lymphocyte induit par la stimulation antigénique d’un lymphocyte naïf, qui survit longtemps dans un état fonctionnel quiescent après l’élimination de l’antigène, peut s’auto-renouveler et répond plus rapidement et plus vigoureusement à une nouvelle stimulation.
• Mémoire immunitaire : Persistance d’anticorps et de lymphocytes spécifiques du pathogène après l’élimination d’une infection initiale ; elle contribue à éviter une réinfection.

★ À maîtriser

• La réponse immunitaire adaptative ne peut se mettre en place sans activation préalable de l’immunité innée, déclenchée par une infection ou des signes de souffrance du soi.

• L’efficacité effectrice de la réponse adaptative repose aussi sur les cellules de l’immunité innée, notamment les phagocytes.

• La plupart des lymphocytes effecteurs meurent après l’élimination de l’antigène, tandis qu’une faible proportion de lymphocytes activés survit sous forme de cellules mémoire.

📌 La réponse secondaire est plus rapide parce qu’elle commence avec une population importante de cellules spécifiques, plus efficace parce que les cellules mémoire se sont adaptées lors de la réponse primaire, et d’amplitude supérieure à la réponse initiale.

Compléments

• L’adjuvant d’un vaccin a pour but de stimuler l’immunité innée.

💡 Astuce mémo

L’innée active l’adaptative → les phagocytes contribuent ensuite à son efficacité.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des immunités innée et adaptative

Présentation des antigènes aux lymphocytes T