Immunitй naturelle

1
(No Transcript)
2
Avant-propos sur les  CD 

• On désigne souvent les protéines cellulaires
  (notamment membranaires) sous le terme de CDn
  (CD1, CD2, CD3, CD4, etc.)
• Pourquoi?

3
Les anticorps monoclonaux
Injection des antigènes (ou des mélanges
dantigènes) contre lesquels on veut générer des
anticorps
4
Les anticorps monoclonaux
Prélèvement du sang de la souris et fusion des
lymphocytes B avec des cellules immortalisées
obtention dhybridomes
5
(No Transcript)
6
Les anticorps monoclonaux
Screening des différents clones obtenus avec les
cellules utilisées pour limmunisation
7
(No Transcript)
8
Quest ce quun CD?

• CD cluster of designation
• nom initialement donné à lensemble des anticorps
  monoclonaux dirigés contre les épitopes ou les
  antigènes dune même protéine présente à la
  surface cellulaire
• par extension, le CDn désigne la protéine
  elle-même les anticorps étant dénommés anti-CDn

9
Utilisation des anticorps monoclonaux pour
caratériser les sous-populations de leukocytes

• Inoculation de leukocytes humains à des souris
• Génération danticorps monoclonaux dirigés contre
  les protéines de membrane
• Utilisation conjointe du westernblot et du Facs
  pour définir
• La nature de la protéine reconnue
• Les sous-populations sur laquelle elle est
  présente

10
Westerblot
Cytofluorimétrie
11
Echange dinformations et dhybridomes lors de
workshops 

• Des anticorps monoclonaux différents, produits
  dans des labos différents reconnaissent dans
  certains cas la même protéine
• On dit alors que ces différents anticorps
  appartiennent au même groupe (cluster) de
  différenciation (CD)
• Chaque workshop définit ainsi les CD par ordre de
  description et établit pour chaque CD, les
  propriétés de la protéine reconnue et les
  cellules sur lesquelles on la trouve

12
Les anticorps monoclonaux
Les clones A3 et B1 reconnaissent la même
protéine cest le même CD
13
De lanticorps monoclonal à la protéine

• Au fur et à mesure des workshops, on a utilisé le
  terme CD pour désigner les protéines membranaires
  elles-mêmes et donné le nom danticorps anti-CD
  aux monoclonaux correspondants

14
Immunité naturelle
15
Les  barrières 
16
(No Transcript)
17
Les défenses de barrière

• La peau et le sébum (rôle antibactérien des
  acides gras)
• Le mucus et  lescalator muco-ciliaire 
• Les flores saprophytes (intestin, vagin, etc.)
• Colicine
• Les milieux acides
• Protéines et peptides antimicrobiens

18
(No Transcript)
19
Les protéines et peptides antimicrobiens

• Produits par de multiples types cellulaires
• Glandes sous-muqueuses
• Cellules épithéliales
• Cellules  spécialisées  de limmunité naturelle
• Polynucléaires neutrophiles
• Macrophages
• Selon les cas, intervention extracellulaire,
  intracellulaire (bactéries phagocytées) ou les
  deux

20
Les protéines et peptides antimicrobiens

• Espoir thérapeutique (cf. résistance aux
  antibiotiques)

21
Les protéines et peptides antimicrobiens

• Enzymes ex. lysozyme (250-500 mg/ml dans les
  sécrétions nasales, salive, larmes)
• Lactoferrine (chélation du fer)
• Défensines (feuillets b)
• b défensines (HBD-1 et HBD-2)
• Peau et tractus respiratoire
• a défensines (cryptidines)
• Cellules de Paneth de lintestin
• Cathélicidines (hélices a)
• Protéines A et D du surfactant (opsonines
  primitives)

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Les protéines et peptides antimicrobiens

• Rôle essentiel dans les défenses de première
  ligne
• Activité des défensines et des cathélicidines
  effondrée dans les poumons des enfants
  mucoviscidosiques
• Inhibition fréquente par hautes concentrations en
  sel (cf. mucoviscidose)
• Nouvelles approches thérapeutiques agissant sur
  la concentration saline du mucus
• Autres mécanismes?

23
La plupart des cellules de lorganisme
participent à limmunité naturelle

• La plupart des cellules sont capables de
  percevoir la présence dun microorganisme
  pathogène
• En réponse à cette perception, elles attirent sur
  place des cellules plus spécialisées de
  limmunité naturelle (phagocytes)

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Systèmes de perception des microorganismes
pathogènes

•  Signatures  (stéréotypes) moléculaires sur les
  microbes PAMP (pathogen associated molecular
  patterns)
• Ne sont pas présents chez lhôte
• Sont partagés par de grands groupes dagents
  pathogènes
• Sont relativement peu variables (à la différences
  de lhémagglutinine et de la neuraminidase p.ex.)

25
Exemples de PAMP (signatures)

• Flagelline des flagelles bactériens
• Peptidoglycan des bactéries à G
• Lipopolysaccharide (endotoxine) des bactéries à
  G-
• RNA double brin
• DNA non méthylé

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Récepteurs aux PAMP PRR

• Pattern recognition receptors
• Trois types
•  senseurs  membranaires ou intracellulaires
• Rôle dans la reconnaissance du microbe et le
  déclenchement de la réponse immunitaire
  (récepteur dalarme) ex. Récepteurs TOLL (TLR)
• Sont présents sur la plupart des cellules de
  lorganisme
•  effecteurs membranaires 
• Déclenchent la phagocytose du microbe
• Uniquement présent sur les cellules
   spécialisées  de limmunité naturelle
• Solubles
• Interagissent directement avec le microbe

27
Récepteurs de la famille Toll

• Les lipopolysaccharides (LPS) des bactéries
  Gram-, les récepteurs de la famille Toll et le
  CD14

28
(No Transcript)
29
Lipopolysaccharide (LPS) endotoxine

• Composant du feuillet externe de la membrane des
  bactéries Gram-
• Lipide A (responsable de la toxicité)
  polysaccharides
• Responsable du choc septique induit par les
  bactéries Gram
• Choc septique phénomène actif lié à la réponse
  de limmunité naturelle à la toxine

30
Protéines Toll

• Protéines identifiées initialement chez les
  insectes (drosophiles) et impliquées à la fois
  dans le développement et dans la résistance à
  certaines infections
• Equivalent des protéines Toll chez les mammifères
  (toll like receptors)
• Les souris TLR4 KO ne font jamais de choc
  septique après injection de LPS!

31
CD14 marqueur des cellules phagocytaires
32
Le Toll like receptor 4 appartient au récepteur
du LPS
Intérêt éventuel à bloquer les signaux induits
par le LPS chez les patients en choc septique
33
TLR et activation des phagocytes

• le facteur NF-kb
• facteur transcriptionnel pivot des réponses
  phagocytaires

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Famille de TLR

• TLR-2 protéoglycans des Gram
• TLR-3 dsRNA
• TLR-4 LPS
• TLR-5 flagelline
• TLR-7 ssRNA viral
• TLR-8 ssRNA viral
• TLR-9 CpG non méthylés du DNA
• Etc.

35
Les phagocytes

• 1. Polynucléaires neutrophiles (et dans une
  moindre mesure les polynucléaires éosinophiles)
• 2. Monocytes macrophages
• 3. Cellules dendritiques

36
Hématopoïèse
37
1. Cellules pluripotentes
Enorme capacité dauto-renouvellement et de
différenciation
38

• Cellules pluripotentes
• Cellule souche myéloïde (par opposition à
  lymphoïde)

39

• Cellule pluripotente
• Cellule souche myéloïde (par opposition à
  lymphoïde)
• Progénitrice commune aux neutrophiles et aux
  cellules mononucléées (mono/macro et cellules
  dendritiques)

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• Cellule pluripotente
• Cellule souche myéloïde (par opposition à
  lymphoïde)
• Progénitrice commune aux neutrophiles et aux
  cellules mononucléées (mono/macro et cellules
  dendritiques)
• Rôle des cytokines dans la différenciation
  GM-CSF et G-CSF

41
Les polynucléaires ou granulocytes

• un seul noyau mais polylobé (doù le nom
  polynucléaire)
• 60 à 70 des leucocytes sanguins
• turnover très élevé (durée de vie courte)
• classification selon le type de granules

42
Les polynucléaires ou granulocytes

• un seul noyau mais polylobé (doù le nom
  polynucléaire)
• 60 à 70 des leucocytes sanguins
• turnover très élevé (durée de vie courte)
• classification selon le type de granules

43
Polynucléaires neutrophiles
Collagénase Lactoferrine Lysozyme
Lysozyme Peroxydase autres enzymes...
44
Polynucléaires neutrophiles

• ou  neutrophiles , cest le type de
  polynucléaires le plus important en nombre et en
  fonction
• 1ère ligne de défense contre de nombreux types de
  germes
• tuent les microbes intracellulaires de façon plus
  efficace que les macrophages

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Trois types cellules cellulaires souvent associés
en pathologie

• Multiples médiateurs inflammatoires
• Intervention dans les phénomènes allergiques et
  inflammatoires
• Polynucléaires éosinophiles, basophiles et
  mastocytes

46
Polynucléaires éosinophiles

• Rôle dans la défense anti-parasitaire
• Multiples médiateurs de linflammation

47
Eosinophiles et inflammation
48
Polynucléaires basophiles
49
Mastocytes

• Cellules associées aux muqueuses, aux épithéliums
  et aux endothéliums (notamment veinules
  postcapillaires)
• Participent à la première ligne de défense
• directement (p.ex. cathélicidines)
• soit par attraction dautres phagocytes
  (chimiotactisme)

50
Monocytes et macrophages
51
Monocytes et macrophages
Sang
Tissus
52
Macrophages

• Poumon macrophages alvéolaires
• Tissus conjonctifs histiocytes
• Rein cellules mésangiales
• Foie cellules de Küpfer
• Cerveau microglie
• Os ostéoclastes

53
Les cellules dendritiques
54
Les cellules dendritiques

• Différents dénominations selon le site et la
  létat de différenciation/activation
• peau et muqueuses cellules de Langerhans
• organes cellules dendritiques interstitielles
• organes lymphoïdes cellules dendritiques
  interdigitantes
• sang cellules dendritiques circulantes (veiled
  cells)

55
Cellules dendritiques

•  Patrouillent  dans les tissus
• Deux fonctions différentes selon le site

56
(No Transcript)
57
Phagocytes et  présentation dantigène 

• Polynucléaires neutrophiles, macrophages et
  cellules dendritiques sont trois types de
  phagocytes
• Les cellules dendritiques et les macrophages sont
  CMH II pas les polynucléaires neutrophiles donc
  pas de rôle des neutrophiles dans la présentation
  des antigènes aux lymphocytes T CD4
• Les cellules dendritiques sont les plus efficaces
  cellules présentatrices dantigènes aux
  lymphocytes T CD4
• Ne confondez pas cellules dendritiques et
  cellules folliculaires dendritiques (CMH II
  négatives et non présentatrices dantigènes sensu
  stricto)

58
Macrophages et cellules dendritiques possèdent la
protéine CD4

• Rôle?
• La présence de la molécule CD4 rend les
  macrophages et les cellules dendritiques
  susceptibles à linfection par le VIH

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Les récepteurs des phagocytes

• Trois grands types de récepteurs
• récepteurs pour des produits microbiens
• récepteurs pour des facteurs humoraux ou
  cellulaires qui facilitent la phagocytose
• récepteurs pour des ligands qui activent ou
  orientent les déplacements des cellules
  phagocytaires vers les sites inflammatoires

60
Immunité non adaptative
Reconnaissance de PAMP Pathogen Associated Mole
cular Patterns
Structures moléculaires hautement conservées et
présentes dans de larges groupes de
microorganismes stéréotypes moléculaires
associés aux pathogènes
61
Récepteurs aux produits microbiens (pattern
recognition receptors PRP)

• Le récepteur au mannose (MR ou M/FR) et sa famille

62
Le récepteur au mannose et sa famille
Domaine de type lectine (site de la liaison au
résidus mannosyl et fucosyl)
63
Lectines

• protéines ou glycoprotéines capable de se lier à
  certains résidus glucidiques
• origine non immunitaire
• capable comme un anticorps dagglutiner ou de
  précipiter des cellules ou des glycoconjugués
• isolées initialement chez des végétaux mais
  molécules voisines (lectin-like) présentes chez
  les bactéries et les animaux

64
Le récepteur au mannose et sa famille
Domaine de type lectine (site de la liaison au
résidus mannosyl et fucosyl)
Liaison à de nombreux microorganismes Gram-,
Gram, mycobactéries, champignons, parasites
65
Récepteur f-Met-Leu-Phe

• Récepteurs pour peptides N-formylés de nombreuses
  bactéries
• Récepteur chimiotactique

66
Récepteurs aux PAMP avec propriétés différentes

• Récepteur au mannose phagocytose
• Récepteurs Toll signal dactivation
• Récepteur FMLP chimiotactisme

67
Récepteurs pour des facteurs humoraux de la
réponse immunitaire

• Opsonines-opsonisation
• opsonein je prépare le repas
• Facilitation de la phagocytose des
  microorganismes par des produits humoraux de la
  réponse immunitaire (immunoglobulines ou
  fragments du complément activé)

68
Récepteurs pour des facteurs humoraux de la
réponse immunitaire

• Récepteurs pour lextrémité Fc (cristallisable ou
  constant) des immunoglobulines

Portion Fc
69
Récepteurs pour des facteurs humoraux de la
réponse immunitaire

• Récepteurs pour lextrémité Fc des
  immunoglobulines
• Selon la classe dimmunoglobuline reconnue (IgG,
  ou IgE), les récepteurs (FcgR, FceR) ont des
  structures et des distributions cellulaires
  différentes

70
Récepteurs pour des facteurs humoraux de la
réponse immunitaire

• Récepeurs pour des fragments du complément activé
• CR1
• CR3

71
Le processus de phagocytose

• Quatre étapes
• chémotactisme
• adhésion
• phagocytose (sensu stricto)
• microbicidie
• oxydative
• non-oxydative

72
Phagocytose

• Phénomène actif et consommateur dénergie
• Efficacité accrue par lopsonisation

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Microbicidie (ou bactéricidie) intracellulaire

• Deux mécanismes différents
• phénomènes oxydatifs
• dépend de la production dintermédiaires réactifs
  de loxygène qui ont un rôle microbicide
• phénomène inductible  explosion respiratoire 
• phénomènes non oxydatifs
• dépend de la production de peptides antibactériens

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Microbicidie oxydative
Myélopéroxydase
NO synthase
NADPH oxydase
75
Microbicidie oxydative
Dépendance du NADPH fourni par le shunt des
pentoses
76
Microbicidie oxydative
NO nombreuses fonctions indépendantes de son
rôle microbicide
77
Microbicidie oxydative

• Phénomènes qui consomment beaucoup dénergie et
  sont donc sensibles aux maladies où lapport
  cellulaire en énergie est perturbé diabète mal
  équilibré
• Dans certaines maladies génétiques, une des trois
  enzymes est déficiente les germes prolifèrent à
  lintérieur des phagocytes, ce sont les maladies
  granulomateuses chroniques

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Microbicidie oxydative

• Phénomènes qui consomment beaucoup dénergie et
  sont donc sensibles aux maladies où lapport
  cellulaire en énergie est perturbé diabète mal
  équilibré
• Dans certaines maladies génétiques, une des trois
  enzymes est déficiente les germes prolifèrent à
  lintérieur des phagocytes, ce sont les maladies
  granulomateuses chroniques

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Microbicidie oxydative

• A létat de repos, les macrophages et monocytes
  sont généralement moins efficaces que les
  polynucléaires neutrophiles pour la microbicidie
  oxydative et dépendent étroitement de laide des
  lymphocytes T

80
Microbicidie non oxydative

• existent aussi souvent dans les sécrétions
• Enzymes microbicides
• Hydrolases lysozyme (muramidase) destruction
  de la paroi bactérienne des G glycosidases,
  lactoferrine, élastase, cathepsines
• Protéines cationiques  protéines
  antibiotiques 
• défensines petites molécules (29-35 aa)
  possédant trois ponts disulfures et dont
  lactivité est inhibée quand la concentration en
  sels (Cl-) est trop élevée

81
(No Transcript)
82
Exocytose

• processus alternatif mis en place par les
  macrophages et les polynucléaires neutrophiles
  quand la phagocytose est impossible
• moins sélective
• moins efficace
• processus principal dautres types cellulaires
  comme les polynucléaires éosinophiles et
  basophiles

83
Polynucléaires éosinophiles
84
Polynucléaires éosinophiles
85
Cytotoxicité (à médiation cellulaire)

• Lymphocytes T cytotoxiques CD8
• Cellules tueuses naturelles (natural killer ou
  NK)
• Cellules K et phénomène ADCC

86
Lymphocyte T cytotoxique (CD8)
Polarisation et exocytose dépendent dun
accroissement du Ca i dans le lympho.
cytotoxique
87
Deux constituants dans les granules

• Perforines
• forment des trous dans la membrane de la cellule
  cible (comme le complément)
• Sérine Protéases (granzymes)

88
Perforines des lymphocytes T cytotoxiques
89
Deux voies dinduction de lapoptose de la
cellule cible
90
Deux voies dinduction de lapoptose de la
cellule cible
A la différence des autres lymphocytes les
lymphocytes T cytotoxiques activés expriment le
Fas ligand
91
Lymphocyte T cytotoxique

• 1. Il entre en contact avec sa cible
• 2. La reconnaissance spécifique de lantigène
  MHC I déclenche un accroissement du calcium
  intracellulaire
• 3. Les granules se polarisent puis se vident à
  linterface avec la cellule cible
• 4. Les monomères de perforine se polymérisent et
  forment des trous dans la cellule cible
• 5. Les sérines protéases (granzymes) entrent par
  ces trous et en synergie avec linteractions
  Fas/Fas ligand déclenchent lapoptose de la
  cellule cible

92
Lymphocyte T cytotoxique

• Le lymphocyte cytotoxique ne tue pas la cellule
  cible, il la contraint surtout à se suicider...

93
Les cellules tueuses naturelles (NK)
94
Les cellules tueuses naturelles

• Toujours prêtes pas besoin de sensibilisation,
  ni de différenciation préalables...
• Mécanismes lytiques (perforines et granzymes) les
  mêmes que ceux des lymphocytes T cytotoxiques

95
Cellules NK

• Cellules de la lignée lymphoïde mais qui ne sont
• ni B (pas dIg de membrane ou cytoplasmique)
• ni T (pas de TCR)

96
Quel type de cellules reconnaissent les NK?

• Cellules infectées
• Cellules tumorales
• Parasites

97
Comment ça marche?
98
Base moléculaire de la discrimination par les
cellules NK

• comment reconnaître une cellule transformée ou
  infectée par un virus quand on na pas de TCR?
• première piste la cellule NK reconnaît une
  sorte de PAMP à la surface de ces cellules...

20 ans de recherche, jamais rien trouvé de tel!
99
Base moléculaire de la discrimination par les
cellules NK

• comment reconnaître une cellule transformée ou
  infectée par un virus quand on na pas de TCR?
• deuxième piste la cellule NK perçoit labsence
  dune structure normalement présente sur les
  cellules de lorganisme

100
Les récepteurs KIR (Killer Inhibitory Receptors)
101
La perte des molécules MHC est un moyen
fréquemment utilisé par les cellules tumorales ou
par les cellules infectées par des virus pour
échapper au contrôle des lymphocytes T
cytotoxiques CD8 ...
102
cela rend les cellules en question plus sensibles
à lactivité des NK. Lévolution a conservé les
NK aux côtés des lymphocytes T cytotoxiques pour
contrecarrer les mécanismes déchappement des
virus...
103
 Cellules K  et ADCC

• ADCC antibody dependent cell-mediated
  cytotoxicity

104
(No Transcript)
105
 Cellules K  et ADCC

• ADCC antibody dependent cell-mediated
  cytotoxicity
• Les cellules K correspondent à une fonction
  particulière que peuvent exercer plusieurs types
  cellulaires (NK, macrophages, polynucléaires)
• Les cellules K ne sont pas une lignée en soi

106
Conclusion

• Immunité naturelle
• Première ligne de défense contre les agents
  infectieux
• Rôle fondamental dans linitiation des réponses
  adaptatives
• Réponses peu ciblées, stéréotypées
• Inflammation

107
Inflammation

• Linflammation est souvent le reflet dune
  activation de limmunité naturelle