En pénétrant dans un organisme, une substance étrangère se comporte comme un antigène si elle peut y déclencher (indépendamment de son activité pharmacologique) une série de phénomènes dont l'ensemble constitue la réponse immune. Celle-ci comprend deux volets : la réponse humorale (production d'Ac) et la réponse cellulaire (production de lymphocytes T) qui peuvent exister isolément ou le plus souvent en association.
Le système immunitaire de l'individu chez lequel un antigène pénètre, est le siège d'une réaction immune conduisant à la production d'une part d'anticorps par les lymphocytes B différenciés en plasmocytes et d'autre part de lymphocytes T effecteurs spécifiques. Ces cellules communiquent entre elles et avec d'autres cellules par l'intermédiaire de molécules de membrane (molécules d'adhésion et/ou costimulantes), dont les Ag du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) et au moyen de facteurs solubles qu'elles sécrètent : cytokines dont les interleukines (IL). Les Ag du CMH sont des complexes hétérodimériques de membrane divisés en classe I et classe II. Ils interviennent dans les interactions cellulaires et sont responsables des rejets aigus de greffes allogéniques (entre individus différents d'une même espèce). Ces Ag du CMH ont un sillon tourné vers l'extérieur qui abrite des peptides du sujet ou des peptides étrangers.
La majorité des Ag (Ag thymodépendants) induit la synthèse d'Ac par les lymphocytes B grâce au concours de lymphocytes T exprimant en surface les molécules CD4 (TCD4+) et sécrétant les principales interleukines suivantes : IL4, IL5, IL10 et l'IL13. Ce sont les TCD4+ TH2 à fonctions coopérantes pour les B. En plus de la production d'Ac et de T coopérants CD4+TH2, la réponse immune est caractérisée par l'apparition de nombreux T de l'immunité cellulaire CD4+TH1 (synthétisant de l'IL2 et de l'interféron g (IFNg)) et parfois de T cytotoxiques CD8+.
Pour obtenir une réponse immune, les lymphocytes T CD4+, spécifiques de l'Ag présenté par les Ag du CMH autologue de classe II, doivent recevoir au moins deux signaux. L'un spécifique, est transmis par le TcR occupé par son ligand. Un autre ou d'autres (costimulation), non spécifiques, correspondent par exemple à des cytokines comme l'IL1 sécrétée (IL1ß) et/ou à l'IL1 de membrane (IL1a) et/ou à d'autres molécules de surface. Les conditions de production de ce second signal varient avec les Ag et les cellules présentant l'Ag.
Lorsque les Ag sont des bactéries, fréquemment leur phagocytose induit la synthèse d'IL1 par le macrophage. En revanche, les Ag solubles protéiques induisent peu ou pas de production d'IL1. Donc dans ce dernier cas, soit un autre stimulus doit intervenir pour induire la synthèse d'IL1, soit un second signal différent de l'IL1 doit le remplacer. Ainsi, lorsque l'Ag est une protéine soluble, les deux mécanismes suivants permettent la synthèse d'IL1 par le macrophage. Le 1er mécanisme conduit à la stimulation de la production, par les T CD4+, de TNFß qui agit alors sur les macrophages pour leur faire synthétiser de l'IL1. Dans le second mécanisme, les interactions de membrane entre T CD4+ et macrophages sont suffisantes pour obtenir un résultat analogue. La transduction de ces signaux de contact, chez le macrophage, se fait notamment par l'intermédiaire des Ag du CMH de classe II, du LFA3 ou des B7, puisque des Ac monoclonaux contre ces structures ont un effet de stimulation de la synthèse d'IL1 par les macrophages.
Les CD4+TH1 n'ont pas de récepteurs pour l'IL1 et reçoivent un autre second signal, comme l'IL6, produit, par exemple, par les macrophages convenablement activés.
Lymphocytes B et cellules dendritiques peuvent produire de l'IL1 après stimulation, mais moins rapidement et en moins grande quantité que les macrophages. Elles peuvent également être la source d'un second signal. Cependant, les stimuli qui induisent l'IL1 et ces seconds signaux sont en partie différents selon les CpAg.
Pour les lymphocytes T CD8+, le second signal ne peut être l'IL1 puisque ces cellules n'expriment pas de récepteurs pour cette interleukine. Il s'agit, d'une part de l'IL6 sécrétée par les macrophages ou d'autres cytokines, et d'autre part de molécules de membrane.
La réponse vis à vis des Ag thymodépendants (figure VI-1a) nécessite la capture et la préparation de l'Ag par des cellules professionnelles pour cette fonction que sont les cellules présentant l'Ag (CpAg) (macrophages, cellules dendritiques et lymphocytes B). Les TH2 coopèrent avec les B par l'intermédiaire de molécules de surface stimulantes et d'interleukines; les TH1 sont les effecteurs de certaines des manifestations de l'immunité cellulaire grâce aux interleukines pro-inflammatoires qu'elles synthétisent. Enfin, d'autres manifestations de l'immunité cellulaire sont médiées par les TCD8+ qui lysent les cellules cibles qui expriment l'Ag à leur surface au sein de leurs Ag du CMH de classe I. Les Ag du CMH de classe II du sujet, associés à l'Ag étranger, sont indispensables pour que les CpAg initient la réponse au niveau des lymphocytes T. Deux autres types cellulaires interviennent dans la régulation de la réponse immune. Il s'agit des T suppresseurs, CD8+ ou CD4+, qui inhibent les réponses immunes humorale et cellulaire et peut être des T contrasuppresseurs qui sont antagonistes des T suppresseurs. Les cellules NKreprésentent une autre catégorie de lymphocytes. Ces celllules sont multifonctionnelles : lyse des cellules cancéreuses et des cellules infectées par un virus, et activité suppressive non spécifique. Enfin, les cellules NKT, cellules T avec des caractéristiques de NK, interviennent dans la première ligne de défence anti-infectieuse et comme cellules suppressives.
C'est le hasard qui est à l'origine de la rencontre entre les lymphocytes et leur Ag. Pour favoriser ce hasard les lymphocytes vont beaucoup circuler dans l'organisme à la recherche de leur Ag et les CpAg après avoir capturé cet Ag à l'endroit où il a pénétré (en général dans les tissus) vont transporter les fragments d'Ag dans les organes lymphoïdes secondaires pour les présenter aux lymphocytes T compétants. Ces organes sont riches en lymphocytes et sont un lieu de passage des lymphocytes qui circulent. Les T dits naïfs qui n'ont jamais rencontré l'Ag circulent entre les organes lymphoïdes secondaires : ils entrent par les veinules postcapillaires de l'organe et en sortent par les lymphatiques efférents pour gagner le sang et de nouveau un organe lymphoïde. Ces lymphocytes naïfs ne pénètrent pas dans les tissus non lymphoïdes. Si une CpAg, comme une cellule de Langerhans de la peau, capture un Ag et l'apprête, cette cellule s'active, se mobilise et gagne, après avoir subit des modifications de ses molécules de surface, les lymphatiques locaux, puis le ganglion satellite. Au niveau de la zone paracorticale thymodépendante, la CpAg prend contact avec des lymphocytes T spécifiques de l'Ag apprêté. En quelques heures, ces lymphocytes sont activés et deviennent des lymphocytes effecteurs qui ont acquis des propriétés migratoires nouvelles qui les poussent vers les tissus périphériques, surtout siège d'une inflammation. Après avoir joué leur rôle protecteur, les survivants reviennent au repos et sont des T mémoires qui vont recirculer comme les T naïfs mais surtout rejoindre les tissus non-lymphoïdes (figure-VI-1b). La mobilisation des CpAg ou des lymphocytes d'un tissu dépend de la disparition de récepteurs des cellules qui les accrochaient in situ et de réarrangements du cytosquelette (sous l'influence de cytokines et/ou de chimiokines) favorisant les mouvements des cellules. La localisation de ces cellules au niveau d'un tissu est en rapport avec leurs molécules d'adhésion de surface et celles des cellules endothéliales de ces tissus. La pénétration dans le tissu dépend des récepteurs pour les chimiokines des CpAg et lymphocytes (ces récepteurs s'expriment ou disparaissent selon l'état d'activation) et un gradient des ces chimiokines fixées sur la matrice extracellulaires.
Nous étudierons la réponse immune en abordant d'abord la structure et le devenir des antigènes (Ag) après introduction dans l'organisme, ensuite les réactions histologiques des organes lymphoïdes, puis la réponse cellulaire et humorale, ainsi que les mécanismes de régulation et enfin la génétique de la réponse immune.

I- LES ANTIGENES

Toute molécule libre ou liée à un tissu ou à une cellule peut être un Ag. Un Ag se définit par rapport à une espèce animale déterminée ou mieux par rapport à un individu. En effet, une substance peut se comporter comme un Ag pour un sujet et ne pas l'être pour un autre. Un Ag ne stimule les lymphocytes T que si cet Ag (ou le plus souvent ses produits de dégradation) leur est présenté associé aux Ag du CMH syngénique. Une telle présentation dans le contexte des Ag du CMH est réservée aux T mais pas aux lymphocytes B.

I-1. Classification

Les Ag peuvent être classés différemment selon les critères choisis (figure VI-1c). On peut ainsi les diviser en :

I-1.1./ Ag complets et Ag incomplets ou haptènes
Un Ag est dit complet lorsqu'il est immunogène, c'est-à-dire qu'il peut déclencher une réponse immune. L'haptène ou Ag incomplet n'est pas immunogène injecté seul. Les Ag incomplets ne donnent de réponse immune que s'ils sont fixés à une grosse molécule, le plus souvent protéique : le transporteur ou "carrier". Cependant, en badigeonnant la peau avec une solution de certains haptènes non liés à un transporteur, il est possible d'induire une immunité cellulaire car les haptènes s'associent in vitro avec des transporteurs. Ag complets et haptènes se combinent avec les produits spécifiques de la réponse immune : Ac, cellules B et éventuellement T à récepteurs pour l'Ag. Le qualicatif d'antigénique est pratiquement synonyme d'immunogène.
La structure de l'Ag qui se combine avec l'Ac ou le récepteur cellulaire est le déterminant antigénique ou épitope que reconnaît la partie variable des Ac ou paratope ou site Ac. Un épitope est séquentiel quand il est défini par sa structure primaire. Un Ac dirigé contre un épitope séquentiel continuera à réagir même après dénaturation de l'Ag. Un épitope est conformationnel quand il est lié à la structure tridimentionnelle de la molécule. Les haptènes sont constitués par un seul ou un très petit nombre d'épitopes. Par contre, les Ag complets portent habituellement plusieurs épitopes identiques entre eux ou plus généralement différents. On dit qu'un Ag est monovalent quand une seule molécule d'Ag se combine à une seule molécule d'Ac. Il est polyvalent quand plusieurs molécules d'Ac peuvent se fixer sur une seule molécule d'Ag. Donc, la valence correspond au nombre maximum de molécules d'Ag qui peut se lier à une molécule d'Ac. La liaison Ag-Ac est monogame si une molécule d'Ac est fixée sur une seule molécule d'Ag par ses deux paratopes au niveau de 2 épitopes identiques de la même molécule d'Ag. Le nombre d'épitopes ne correspond pas obligatoirement à la valence. En effet, il peut être supérieur à celle-ci à cause de l'encombrement stérique qui empêche l'accès des Ac à certains épitopes.
Les épitopes reconnus par les Ac sont fréquemment conformationnels alors que ceux avec lesquels se lient les récepteurs des T, sont préférentiellement séquentiels. En fait, les récepteurs T reconnaissent l'épitope présenté par les molécules du CMH. L'Ag ou plutôt des fragments de cet Ag portant l'épitope doivent d'abord se ficher dans une dépression de la molécule du CMH. La partie de l'Ag ou du fragment d'Ag fixé au sein de cette dépression porte le nom d'agrétope.
Les Ag protéiques peuvent être divisés en 3 catégories selon que leurs épitopes sont reconnus par les lymphocytes T sans modification, après déroulement ou le plus souvent, après protéolyse de la molécule. Dans ce dernier cas, les peptides résultant de la protéolyse d'Ag se répartissent par rapport à un HLA particulier, en peptides dominants si les peptides se lient fortement à cet HLA, en peptides sous-dominants si la liaison est de faible affinité et en peptides cryptiques s'ils ne peuvent se fixer.

I-1.2./ Ag solubles et particulés
Les Ag particulés sont représentés par des Ag solubles ou non, portés par des particules : bactéries, parasites, virus ou cellules telles que globules rouges (GR).

I-1.3./ Ag thymodépendants et thymo-indépendants
Les Ag sont thymodépendants ou thymo-indépendants selon que la production d'Ac par les cellules B nécessite ou non la coopération avec les lymphocytes T. Ces derniers Ag correspondent fréquemment à des molécules à motifs répétitifs ou à catabolisme lent telles que polysaccharides divers et polymères d'AA droits.
Les Ag thymo-indépendants (TI) se répartissent en 2 catégories. Les Ag TI de type 1 (LPS, flagelline polymérisée, polyvinylpyrrolidone) sont mitogènes et activateurs polyclonaux des lymphocytes B CD5+ (B1) et CD5- (B2) de souris. Les Ag TI de type 2 (polysaccharides solubles, dextranes, levanes, ficoll, polymères synthétiques d'AA droits) ne sont pas mitogènes, mais uniquement activateurs polyclonaux des B1. Ainsi, les souris nouveau-nées et les souris mutantes CBA/N dépeuplées en B1 répondent aux Ag TI1, mais non aux Ag TI2.

I-1.4./ SuperAg
On les divise en superAg pour les cellules T et superAg pour les cellules B. Les superAg pour les cellules T sont des molécules (entérotoxines du staphylocoque, rétrovirus de tumeurs mammaires...) qui ont la faculté de se lier à la partie variable de certaines chaînes b des TcR sans avoir à être présentées dans le sillon des Ag du CMH. Il en résulte l'activation des clones utilisants la chaîne b en cause pour leurs TcR, ce qui correspond à un grand nombre de clones T.
D'autres molécules (protéines A et G du staphylocoque, Ag du HIV...) sont des superAg pour les cellules B, qui peuvent se fixer de façon analogue aux superAg pour les cellules T sur la partie variable de certaines chaînes H des Ig de surface ou sécrétées.

I-2 Caractéristiques des antigènes

I-2.1./ Poids moléculaire et nature chimique
Les Ag ont généralement un poids moléculaire élevé, leur immunogénicité croissant habituellement avec celui-ci. Ainsi, les haptènes qui ne sont pas immunogènes, sont le plus souvent de petite taille.
La majorité des Ag sont des protéines mais il existe aussi des Ag polysaccharidiques. Les lipides se comportent en général comme des haptènes. Les acides nucléiques sont de mauvais Ag. Ainsi, on ne peut obtenir d'Ac anti-ADN bicaténaire par immunisation d'un sujet normal avec de l'ADN bicaténaire lié ou non à un porteur protéique.

I-2.2./ Configuration de la molécule
Les déterminants antigéniques reconnus par les Ac ou les récepteurs des lymphocytes B sont souvent portés par des molécules natives et ont tendance à être situés soit à la surface de la molécule dans les zones les plus exposées, c'est-à-dire au niveau des coudes de repliements des chaînes polypeptidiques des protéines globulaires, soit au niveau des portions terminales des protéines déroulées et des protéines fibreuses. Dans le cas des protéines repliées, les épitopes correspondent surtout aux zones hydrophiles, car les AA hydrophobes se trouvent à l'intérieur de la protéine repliée. De plus, les déterminants antigéniques protéiques se localisent fréquemment au niveau de zones mobiles pouvant adopter des conformations multiples et ainsi s'adapter à des paratopes variés. Parfois, les Ac sont spécifiques de molécules dénaturées.

I-2.3./ Taille des déterminants antigéniques
Elle varie selon l'Ag. Avec les Ag protéiques reconnus par les Ac, l'épitope fait en moyenne intervenir une dizaine d'AA. Avec les Ag polyosidiques, le déterminant englobe souvent 5 à 6 sucres.
Les TcR sont complémentaires soit de peptides constitués par une huitaine d'AA implantés dans les Ag du CMH de classe I, soit de peptides faits d'une quinzaine d'AA inclus dans le sillon des Ag de classe II.

I-2.4./ Réactions croisées
Les Ac spécifiques d'un épitope ayant une constitution chimique déterminée réagiront avec toutes les variétés de molécules portant cet épitope dans une position accessible à l'Ac. On dit qu'il y a antigénicité croisée entre ces molécules. Parfois, mais plus rarement, l'Ac pourra réagir avec des structures chimiquement différentes, mais ayant une conformation spatiale analogue. Il s'agit alors de déterminants antigéniques nommés mimotopes. Enfin, quand 2 épitopes différents réagissent avec les même Ac, un des épitopes peut se lier aux paratopes de l'Ac et l'autre épitope se fixer sur une structure des parties variables de l'Ac différentes de ce paratope. Cette situation est rare.

I-2.5./ Adjuvants de l'immunité
Certaines substances mélangées avec l'Ag ou administrées en simultanéité avec lui peuvent accroître les différents paramètres de la réponse immune. Ces substances sont des adjuvants de l'immunité. L'adjuvant le plus fréquemment employé chez l'animal est l'adjuvant complet de Freund (mélange d'huile minérale, d'un émulsifiant et de BK tués). Les adjuvants présents dans les vaccins utilisés chez l'homme (vaccins "adsorbés") sont des sels de calcium ou d'aluminium.

II- DEVENIR DE L'ANTIGENE

L'étude de la répartition d'un Ag, après qu'il ait pénétré dans un organisme, peut se faire en le suivant visuellement et en le dosant (quand cela est possible) dans les différents tissus. La localisation visuelle de l'Ag se fait d'abord en microscopie photonique. Elle fait appel à des techniques d'immunofluorescence (IF), d'immunoperoxydase (IP) ou de marquage de l'Ag par un isotope. Dans ce dernier cas, des autoradiographies permettent le repérage de l'Ag. Des études en microscopie électronique peuvent compléter les résultats donnés par la microscopie optique.
Le devenir de l'Ag dépend de la forme, de la présentation (avec ou sans adjuvant), du mode d'administration de l'Ag et de la préexistence d'Ac.

II-1. Cinétique de disparition de l'Ag du torrent circulatoire

Elle s'étudie surtout après injection intraveineuse (IV) de l'Ag, et quand il n'existe pas d'Ac circulants.
Lorsque l'Ag est soluble sans agrégat, il persiste longtemps dans le torrent circulatoire gagnant les organes lymphoïdes où il se lie aux récepteurs de surface des lymphocytes B sans passer par les macrophages. La conséquence est la création d'un état de tolérance spécifique.
Lorsque l'Ag est soluble avec agrégats, il disparaît du torrent circulatoire en trois phases :
* la première rapide de diffusion dans l'organisme ;
* la seconde plus longue, mais variable selon l'Ag, correspondant au catabolisme de celui-ci et à sa captation par les cellules phagocytaires;
* la troisième plus rapide signant l'élimination immune (5ème-6ème jour) par apparition des premiers Ac avec formation d'immuns complexes rapidement phagocytés. Il y a cassure de la courbe à ce moment (figure VI-2).
Lorsque l'Ag est particulé, il disparaît très rapidement du torrent circulatoire à la suite de sa capture par le SRH (système réticulo-histiocytaire).
Si des Ac préexistent, ils accélèrent l'élimination de l'Ag soluble ou particulé.

II-2. Organes où se localise l'Ag selon sa voie d'introduction

Voie IV : dans l'ordre décroissant, l'Ag se retrouve au niveau du foie 50 à 80% de la dose injectée (au bout de 24h), de la rate (5%), des poumons, des ganglions et de la moelle osseuse.
Voie SC ou ID : l'Ag est d'abord présent au point d'injection, puis dans les ganglions satellites, enfin dans le foie et parfois dans d'autres organes lymphoïdes.
Voie muqueuse (principalement digestive et respiratoire) : certains Ag ou fragments d'Ag résistants aux enzymes digestifs peuvent traverser la muqueuse et se retrouver au contact du tissu lymphoïde diffus du tube digestif, puis des ganglions mésentériques.
A travers la muqueuse bronchique, de petits Ag arrivent parfois au niveau des formations lymphoïdes locales.

II-3. L'Ag dans les organes lymphoïdes : rate et ganglions

Sa localisation prépondérante varie selon qu'il existe ou non des Ac au moment de l'injection.

II-3.1./ Ac circulants absents
Rate : macrophages de la pulpe rouge et blanche notamment de la zone périartériolaire, puis cellules dendritiques folliculaires.
Ganglions : macrophages des sinus périphériques sous-capsulaires dès les premières heures, ensuite cellules dendritiques, puis macrophages médullaires. Au bout de 24h, l'Ag gagne le paracortex et le cortex. Dans le cortex il se situe à la surface des cellules dendritiques folliculaires des follicules primaires.
Au niveau des macrophages, l'Ag est d'abord incorporé dans des vacuoles cytoplasmiques, puis présent sous forme de peptides résultant de la dégradation de l'Ag, sur les Ag du CMH de la membrane cytoplasmique.

II-3.2./ Ac circulants préexistants
L'Ag se retrouve encore dans les macrophages et les cellules dendritiques de la zone paracorticale, mais également rapidement sur la membrane cytoplasmique des cellules dendritiques des follicules lymphoïdes. Dans ce dernier cas, l'Ag est à la surface des cellules dendritiques folliculaires sous forme de complexes immuns. Donc, la localisation folliculaire est accélérée et augmentée par la présence d'Ac. De plus, lorsque l'Ag est administré par voie IV, la préexistence d'Ac favorise sa localisation dans les cellules de Kupffer du foie. En effet, les complexes immuns ayant fixé du complément sont véhiculés jusqu'aux cellules de Kupffer par les GR. Ces GR portent des CR1 (récepteur du C3b) qui vont lier les complexes immuns dans le torrent circulatoire, les transporter jusqu'au foie et les transférer aux cellules de Kupffer qui fixeront les complexes immuns des GR sur leurs CR3.

III-MODIFICATIONS HISTOLOGIQUES DES ORGANES LYMPHOIDES SATELLITES DE LA ZONE DE PENETRATION DE L'AG

Nous envisagerons les différents changements d'aspect histologique des organes lymphoïdes satellites qui succèdent à l'administration d'un Ag soluble ou à une greffe allogénique telle qu'une greffe cutanée.

III-1. Injection IV

La rate est l'organe lymphoïde cible principale où l'on retrouve des cellules blastiques dès le premier jour dans les zones périartériolaires thymodépendantes où les lymphocytes T se multiplient. Dans les zones thymo-indépendantes (nodules lymphoïdes de la pulpe blanche et cordons cellulaires de la pulpe rouge), les multiplications sont plus tardives et conduisent par différenciation à des plasmocytes. En même temps, des centres germinatifs apparaissent dans les follicules. En fin de réponse, les blastes redonneront de petits lymphocytes.

III-2. Injection SC ou greffe incompatible

Dans le cas de l'injection SC d'un Ag soluble, les ganglions satellites augmentent de volume dès la 2ème heure par piègeage ("trapping") des lymphocytes circulants spécifiques ou non de l'Ag. Ces lymphocytes portant le récepteur des chimiokines CCR7 vont pénétrer dans les ganglions en franchissant la paroi endothéliale des veines post-capillaires, au travers des cellules endothéliales (empéripolesis) ou entre les cellules. C'est la chimiokine CCL21 (dont le récepteur est CCR7) qui est responsable de ce phénomène. Les lymphocytes qui ont pénétré, sont attirés par la CCL19 produite par les cellules dendritiques locales. L'accroissement de taille des ganglions continue ensuite, mais par multiplication des lymphocytes à partir de la 36ème heure.
Lorsqu'un Ag thymodépendant provoque l'apparition à la fois d'Ac et d'une HSR, on constate les premières mitoses au niveau des T de la zone paracorticale (régions inter- et sous-folliculaires). Les premiers Ac semblent provenir des B (après transformation en plasmocytes) en contact avec les macrophages, les cellules dendritiques et les T de cette zone. Ces premiers Ac et les suivants formeront des complexes avec l'Ag et se fixeront à la surface des cellules dendritiques folliculaires. Ensuite, les lymphocytes B activés par l'Ag et les T, prolifèrent, perdent leurs Ig de surface et donnent les centroblastes folliculaires en formant la zone sombre fertile des centres germinatifs. Les mitoses persistent 4 à 7 jours. Les centres germinatifs prennent naissance à partir d'un petit nombre de lymphocytes B (moins de 5) qui prolifèrent pour conduire en 3 jours à 1O OOO centroblastes sans IgMm mais avec CD77 de surface. Ces cellulent vont ensuite ré-exprimer des Ig de membrane (IgG, A, E ou M) et devenir des centrocytes à IgG, A, E ou Mm qui constituent la zone claire des follicules où ils vont rencontrer les cellules dendritiques folliculaires. Les centrocytes à BcR d'affinité suffisante pour les Ag immobilisés à la surface des cellules dendritiques folliculaires sous forme de complexe Ag/Ac, vont survivre. Une partie de ceux-ci se transforme en plasmoblastes (présents dès la 24ème heure). Ces cellules émigrent alors vers les cordons médullaires ou la moelle osseuse où ils deviennent des plasmocytes sécrétant les Ac d'abord IgM, puis IgG, IgA ou IgE. L'autre partie donne des B mémoires (certains restent sur place au niveau du croissant sombre au repos et d'autres gagnent le torrent circulatoire).
Les centrocytes, qui se lient mal à l'Ag sur les cellules dendritiques folliculaires, retournent dans la zone fertile où ils perdent leurs Igm et se multiplient de nouveau. Les centrocytes qui ne se lient pas, meurent par apoptose et sont phagocytés par les macrophages. Ces macrophages constituent du 5ème au 7ème jour les cellules à corps tingibles des centres germinatifs.
En 7 jours environ, les follicules à centre germinatif sont complets et persitent plusieurs semaines (figure VI-3a1, VI-3a2, VI-3a3 et VI-3b) (voir Chapitre VIII).
Lorsque l'Ag ne provoque qu'un phénomène d'immunité cellulaire (ou principalement un phénomène d'immunité cellulaire) comme dans le cas des greffes allogéniques, il existe seulement (ou presque uniquement) les phénomènes en rapport avec la zone paracorticale (mitoses et hypertrophie de cette région). Les modifications des follicules et des cordons médullaires sont absentes ou tardives et réduites.
Enfin, lorsque l'Ag induit surtout ou seulement la synthèse d'Ac, seuls les follicules lymphoïdes sont nettement hypertrophiques (figure VI-3c).
C'est au niveau des cordons médullaires (lymphocytes B) que se trouvent les plasmocytes produisant les Ac. Le follicule lymphoïde, en général, contient peu de plasmocytes, 5% de cellules T (chez l'homme ces lymphocytes T, comme les NK, sont porteurs de l'Ag CD57) et 2% de cellules dendritiques folliculaires. Les lymphocytes B de ces follicules ont des récepteurs de surface pour les ligands suivants : PNA, Fcg (FcgRII) et C3b (CR1). Les lymphocytes B de la zone périphérique du follicule (croissant sombre fertile) expriment en surface la 5' nucléotidase et des IgM et IgD. Dans le centre germinatif, les lymphocytes B peuvent avoir tous les isotypes d'Ig de membrane sauf les IgD (figure VI-4).
Dans le même temps, une partie des lymphocytes T qui se sont multipliés dans la zone paracorticale, va passer dans la lymphe efférente sous forme de lymphoblastes et gagner les différents organes lymphoïdes où ils reprennent la forme de petits lymphocytes T mémoires.

IV-PRODUCTION D'UNE IMMUNITE A MEDIATION CELLULAIRE (IMC)

L'immunité à médiation cellulaire fait intervenir des lymphocytes T reconnaissant spécifiquement les Ag majeurs d'histocompatibilité allogéniques ou des peptides associés aux Ag du CMH autologue, grâce à leurs TcR. Cette immunité se manifeste par des phénomènes différents selon les Ag en cause et les conditions de son induction.
Les manifestations d'IMC sont de deux types :
* immunité cellulaire de transplantation ou de greffe. On peut élargir ce cadre en y faisant entrer les phénomènes médiés par les cellules NK et LAK.
* réactions d'hypersensibilité retardée. Nous envisagerons successivement les IMC typiques, puis les formes particulières d'IMC au cours des infections (bactéries, parasites et virus) et des cancers.

IV- 1. Immunité cellulaire de greffe

Elle est responsable des rejets de greffe et de la réaction du greffon contre l'hôte. Elle dépend de la présence à la surface des cellules du greffon d'Ag d'histocompatibilité absents chez le receveur.

IV-1.1./ Rejet de greffe (rejet de greffe par l'hôte ou réaction de l'hôte contre le greffon) et réaction du greffon contre l'hôte
IV-1.1.1./ Rejet de greffe
Il est possible techniquement de greffer à un être vivant des organes, des tissus ou des cellules, mais les résultats diffèrent selon l'origine génétique des greffons. On distingue ainsi :
-a- les greffes qui ne sont pas rejetées : greffes autologues ou autogreffes (le greffon provient du sujet que l'on greffe) et syngéniques (le donneur est génétiquement identique au receveur par exemple jumeaux homozygotes, souche pure animale).
-b- les greffes qui sont rejetées : greffes allogéniques ou allogreffes (le greffon provient de la même espèce que le greffé) et greffes xénogéniques ou xénogreffes (le greffon est prélevé chez une espèce différente). Les Ag responsables du rejet sont dans le premier cas des alloAg et dans le second des xénoAg.
Le rejet des allogreffes peut être suraigu, aigu ou chronique. Le rejet est suraigu quand il préexiste, chez le candidat à la greffe, des Ac contre cette greffe. En effet, ces Ac réagissent notamment avec des Ag de l'endothélium des vaisseaux du greffon, aboutissant à sa thrombose et à sa nécrose. Il s'agit d'un phénomène analogue au phénomène d'Arthus. Dans le rejet chronique, des complexes immuns et des Ac s'accumulent lentement au niveau des membranes basales vasculaires. Dans le rejet aigu, intervient l'immunité de transplantation à médiation cellulaire. Au cours de la greffe allogénique primaire du type greffe de peau, la vascularisation s'établit normalement comme celle des autogreffes en 4 jours. Puis des lymphocytes, plasmocytes et macrophages envahissent le greffon d'abord autour des vaisseaux. Au bout de 10 jours, si l'incompatibilité est grande, les vaisseaux se thrombosent et la greffe se nécrose : c'est le rejet aigu primaire. Les ganglions satellites de la zone greffée deviennent hypertrophiques dès le moment où la vascularisation de la greffe est réalisée. Si l'on refait au bout de quelques semaines à quelques mois d'intervalle, chez le même receveur, une greffe provenant du même donneur, ou d'un donneur génétiquement identique ou voisin, le rejet est accéléré et survient en 4 jours. Ce rejet dit secondaire n'est obtenu que si la 2ème greffe est génétiquement liée à la première.
Enfin, les xénogreffes sont habituellement éliminées rapidement comme dans les rejets allogéniques suraigus, à cause d'Ac anti-greffon préformés. Dans ces différents cas suraigus, la greffe est blanche car elle n'a pas le temps de se vasculariser.
IV-1.1.2./ Réaction du greffon contre l'hôte
Elle intervient quand la greffe allogénique est constituée par un tissu ou par une suspension cellulaire contenant des cellules T. Le phénomène est pur s'il n'y a pas en même temps de rejet du greffon par l'hôte. C'est le cas lorsque l'on administre des lymphocytes T provenant de parents A ou B (souris de souches pures) à un hybride (A x B) F1 ou au cours des greffes thérapeutiques de moelle à l'homme, si le receveur présente un état d'immunodépression (sujet recevant une thérapeutique immunosuppressive ou atteint de certains déficits de l'immunité).
La réaction du greffon contre l'hôte chez la souris peut s'exprimer de 2 façons en fonction du moment où elle est étudiée.
* Réaction précoce : Elle est caractérisée par une splénomégalie ou une adénomégalie, selon que les cellules sont injectées par voie générale (IV, IP) ou en SC (dans ce dernier cas, l'adénomégalie correspond aux ganglions satellites du point d'injection),
* Réaction tardive : Elle aboutit à la "runt disease" ou maladie des rabougris, caractérisée par un amaigrissement, une diarrhée, un pelage hirsute, des lésions cutanées du type sclérodermie et des lésions oculaires.
Chez l'homme, l'affection résultant de l'agressivité de la greffe de moelle pour l'hôte est la maladie allogénique.

IV-1.2./ Complexe majeur d'histocompatibilité (CMH)
IV-1.2.1./ Notion de CMH
Une greffe est rejetée, car certaines molécules de surface des cellules du greffon, nommées Ag d'histocompatibilité, sont différentes des molécules homologues des cellules du receveur. Il s'agit principalement des Ag majeurs, plus accessoirement des Ag mineurs. Chez la souris, le système majeur est le H2 (2ème Ag d'histocompatibilité) et chez l' homme, le HLA (human leucocyte system A ou leucocyte Ag). Le H2 a été découvert par Gorer et Snell à partir de 1930 et le HLA par Dausset en 1958. Des Ag majeurs d'histocompatibilité ont également été décrits chez les autres mammifères, les oiseaux, les reptiles, les batraciens et les poissons (sauf les cyclostomes).
Les Ag d'histocompatibilité H2 et HLA sont sous le contrôle de gènes situés dans une région chromosomique appelée complexe majeur d'histocompatibilité (CMH).
La transmission des gènes d'histocompatibilité étudiée chez les souris de souches pures (homozygotes), répond aux lois de Snell. Celles-ci sont aussi valables pour les autres espèces :
-a- les greffes syngéniques ne sont pas rejetées,
-b- les allogreffes sont rejetées,
-c- les greffes parentales (A ou B) faites à un hybride F1 (A x B) ne sont pas rejetées. Inversement, les greffes de F1 aux parents sont rejetées.
-d- les greffes d'un parent A faites à un hybride F2 (F1 x F1) ou à un backcross (croisement en retour : F1 x B) réussissent dans un nombre de cas variables qui permet de définir le mode de transmission du H2. En effet, cette proportion dépend du nombre de loci différents en cause. Pour n gènes, on constate (3/4)n prises de greffe.
-e- les greffes de F2 ou de (F1 x B) ou (F1 x A) à des F1 ne sont pas rejetées.
Ce type de transmission résulte du fait qu'un hybride exprime à la fois les Ag du CMH du père et de la mère (codominance). La codominance est la propriété de chaque allèle d'un même locus situé sur chacun des 2 chromosomes, d'induire la synthèse de la molécule protéique qui lui correspond. Si le sujet est hétérozygote pour ce locus, les produits des 2 allèles de ce locus s'expriment simultanément sur la membrane plasmique d'une même cellule.
Le CMH (environ 1/1000 du génome chez l'homme) est constitué par les gènes dont les produits sont les Ag majeurs d'histocompatibilité de classes I et II, mais aussi les Ag de classe III (certains composants du système complément et les TNF, une protéine du stress...) et des constituants du protéasome.
En fait, les Ag de classes I, et surtout II, ont pour fonction principale de permettre les interactions cellulaires nécessaires à une réponse immune humorale ou cellulaire normale.
Le CMH de la souris (H2), d'une taille de 2 centimorgans (le centimorgan ou unité de recombinaison est la distance entre 2 loci dont la fréquence de recombinaison est de 1%), H représente 3.000 kilobases. Localisé sur le chromosome 17, il est divisé en 5 principales régions K, I, S, D, et L correspondant à différents loci K = K ; I = A et E ; S = C4, S1p, Bf et C2 ; D = D et L = L (figure VI-5a).
Le CMH de l'homme (HLA), d'une taille de 6,5 centimorgans (3.700 kilobases) est situé sur le bras court du chromosome 6, (6p21, 3) dans une zone découpée en 5 régions principales : région D (comportant 3 loci principaux : DP, DQ et DR) qui contrôle les Ag de classe II, puis région B, région C, et région A qui codent pour les Ag de classe I les plus importants, et enfin une région située entre D et B dont dépend les Ag de classe III (C2, Bf, C4a, C4b, les 21 hydrolases A et B, le TNF etc..) (figures VI-5a, VI-5b, VI-5c, et VI-5d).
Ces gènes de classes I et II sont caractérisés par leur polymorphisme (à quelques exceptions près). Ainsi chaque locus de la région H2 ou HLA peut être occupé par de nombreux allèles. En revanche, les gènes des Ag de classe I-like sont peu ou pas polymorphes.
Le nombre très élevé d'allèles de chaque locus conduit pour chaque chromosome à un nombre important de combinaisons possibles appelées haplotypes. On s'explique ainsi que pour l'ensemble des 2 chromosomes 6 chez l'homme, les combinaisons géniques possibles pour le CMH ou génotypes sont de l'ordre de 1010. Normalement, l'allèle d'un locus est indépendant de l'allèle d'un autre locus, cependant, il peut exister des associations privilégiées par exemple A1B8. Cela correspond à un déséquilibre de liaison. Enfin, du fait de la codominance, une même cellule d'un hydride peut exprimer tous les Ag de classe I ou de classe II du père et de la mère.
Chez la souris, chaque allèle est indiqué par une majuscule pour le gène et une minuscule en exposant pour l'haplotype : ex. la souris BALB/c est Kd et Dd.
IV-1.2.2/ Gènes et antigènes de classe I
Les épitopes d'une molécule d'Ag de classe I classique sont en grande partie identiques pour les différents individus d'une même espèce. De tels épitopes sont les spécificités publiques. En revanche, d'autres déterminants antigéniques sont propres par exemple à une souche homozygote de souris, il s'agit des spécificités privées qui traduisent le polymorphisme de ces Ag. En fait, la famille des Ag de classe I s'est agrandie et l'on distingue 4 catégories d'Ag de classe I (tableau VI-Ia) dont les gènes se répartissent de la façon suivante :
* Les gènes de classe Ia chez l'homme (gènes A, B et C) codent pour des glycoprotéines exprimées à la surface des plaquettes et de pratiquement toutes les cellules nucléées sauf de celles de l'endothélium, de la cornée, de la région exocrine du pancréas, des acini de la parotide, des neurones du système nerveux central, du foie (hépatocytes), du poumon, du tissu musculaire et du trophoblaste villeux, chez lesquelles ces Ag sont absents ou peu nombreux. Les homologues des gènes A, B et C de l'homme sont respectivement chez la souris K, D et L
* Les gènes de classe Ib étaient initialement chez la souris les gènes codant pour TL (Thymus Leukemia Ag : les premiers découverts) et Qa, puis le gène H2M3 situés sur le même chromosome que les gènes du CMH (mais en position distale par rapport à ces gènes). Ces Ag furent d'abord nommés Ag I-like ou de classe I non classiques car leur structure est voisine de celle des Ag de classe I, mais leur expression est restreinte à certains tissus et leur polymorphisme est faible. Les sous-régions où se localisent ces gènes sont respectivement H2Q, H2L et H2M. Les produits de ces gènes peuvent être très particuliers. Ainsi, Qa2 codé par Q7 est associé à la membrane plasmique par le glycophosphoinositol, alors que la molécule codée par Q10 est transmembranaire. Enfin, H2M3 est un peptide des mitochondries capable de fixer les peptides N-formylés produits dans les mitochondries et lors des infections bactériennes. Les gènes de classe Ib chez l'homme contrôlent les molécules E, F et G. E et F ne sont pas exprimées en surface, mais dans certaines cellules (éosinophiles pour E et cellules du foie foetal pour F), quant à la molécule G, très peu polymorphe, elle est surtout fortement présente sur les cytotrophoblastes foetaux.
* Les gènes de classe Ic sont chez l'homme les gènes MIC (MHC class I Chain related genes au nombre de 5 de A à E) et le gène Hfe de l'hémochromatose. Seuls les produits des gènes MICA et MICB sont exprimés sur les cellules épithéliales de revêtement et du tube digestif et les fibroblastes. Ces gènes sont situés dans le HLA entre le gène du TNF et HLA-B. Le gène Hfe a une situation proche du CMH. Chez la souris, on ne connaît actuellement que le gène Hfe du chromosome 13..
* Les gènes de classe Id ne sont pas localisés sur le chromosome portant le CMH. Ils codent pour les CD1 (5 gènes CD1a à e chez l'homme et 2 gènes chez la souris CDd1 et d2). Ces gènes sont situés sur le chromosome 1 comme le gène de classe Id : MR1. D'autres Ag de classe Id comme la zinc a2 glycoprotéine se trouve dans des liquides biologiques ou comme le FcRn est situé sur la membrane plasmique des cellules épithéliales de façon à capturer les IgG au niveau de sa surface latérale afin de leur faire traverser ces cellules.
IV-1.2.3./ Gènes et antigènes de classe II
La région I de la souris (gènes de classe II) a initialement été identifiée par sa capacité à déterminer l'intensité de la réponse à différents Ag thymodépendants. Ensuite, elle est apparue comme le segment génique qui contrôlait la production de glycoprotéines de membrane particulières : les Ia (immune response associated Antigen) ou Ag du CMH de classe II. Ces gènes ont été au début nommés Ir ou Is suivant qu'ils favorisaient ou gênaient la réponse immune. Plusieurs loci ont été identifiés dans la région I, il s'agit de IA et IE . D'autres loci IB, IJ et IC ont été décrits à partir de résultats obtenus par croisements de souches pures de souris, mais n'ont pas été confirmés par les travaux de biologie moléculaire. Cependant des Ac ont été obtenus qui reconnaissent, à la surface des T suppresseurs, le gène codant pour IJ n'a pu être localisé. En outre, chez des souris transgéniques, les allèles Ea influencent le polymorphisme des Ag IJ. C'est au niveau du locus IA que se trouve la majorité des gènes contrôlant la réponse immune. La biologie moléculaire a plus récemment permis d'identifier d'autres gènes de classe II, par exemple les gènes O qui codent pour un Ag non polymorphe (homologue du DN/DO de l'homme).
Les Ag de classe II, dépendant des gènes A et E, s'expriment seulement sur les lymphocytes B, les cellules dendritiques, certains macrophages, les lymphocytes T activés, les cellules épithéliales thymiques et les spermatozoïdes. En fait, la plupart des cellules activées peuvent exprimer transitoirement ces Ag sur leur membrane cytoplasmique. L'Ag O est seulement présent à la surface des lymphocytes B et de certaines cellules épithéliales thymiques, essentiellement de la médullaire. Les cellules épithéliales de la médullaire thymique O+ sont, en général, A- et E- et inversement.
Chez l'homme, les gènes de classe II : DP (homologue du P de la souris), DQ (homologue du A de la souris), DR (homologue du E de la souris), DM (homologue du M de la souris) et DN/DO (homologue du O de la souris) sont situés au niveau de la région D.
Comme pour les Ag de classe I, existent des spécificités privées et publiques.
IV-1.2.4./ Gènes et antigènes de classe III
La région S de la souris (gènes de classe III) contient 4 gènes principaux dont 2 gènes codant l'un pour la fraction C4 du C et l'autre la fraction C2, un gène Slp ("sex limited protein") contrôlant une protéine C4-like inactive pour l'hémolyse et seulement présente chez les mâles, et un gène Bf dirigeant la synthèse du facteur B du système properdine. Chez l'homme, dans la région équivalente, se trouvent au moins 36 gènes dont les gènes codant pour C4, (C4A, C4B), C2, le facteur B, les TNFa et ß, la protéine du choc HSP70, la valyl-t-RNA synthétase (gène G7a), les 21 hydrolases (gènes CyP21 A et B).(figure VI-5c).
IV-1.2.5./ Structure et fonction principale des Ag du CMH de classes I et II
Ce sont des glycoprotéines de surface (figure VI-6a).
-a- Ag de classe I
Les H2K, D et L (classe Ia) de la souris sont constitués par une chaîne lourde de 45kDa dont les gènes font partie du CMH, et une chaîne légère, la ß2 microglobuline (ß2M) de 12,5kDa. La chaîne lourde est faite de 5 régions a1 et a2 (polymorphes), a3 (monomorphe), une portion intramembranaire et une portion intracytoplasmique avec un site de phosphorylation. La chaîne légère ß2M ne comporte qu'un seul domaine. Sa synthèse est contrôlée par un gène situé sur le chromosome 2 pour la souris et sur le chromosome 15 chez l'homme
Les HLA-A, B ou C ont une structure analogue aux H2 K, D et L de la souris.
Les Ag de classe Ib ont d'une part une chaîne a équivalente à la chaîne a des Ag de classe Ia, mais avec pas ou peu de polymorphisme et ont d'autre part, comme les Ag de classe Ia, cette chaîne liée à la ß2M. Cependant, les produits des gènes H2Q et H2T (à l'exception de ceux de Q4 et du gène 37) ont une expression restreinte à certains tissus. Ainsi, l'Ag TL est seulement présent sur une partie des thymocytes et sur les cellules leucémiques, ceux codés par Qa2, Qa2m, Q8/9 sur des sous-populations lymphocytaires et ceux codés par Q10 sur les hépatocytes et les membranes vitellines.
Les Ag de classe Ic ont une ressemblance plus éloignée avec des Ag de classe Ia que celle avec des Ag de classe Ib.
Les Ag de classe Id : les CD1 sont non polymorphes mais ressemblent à la structure générale des Ag de classe Ia, cependant les homologies entre les domaines a1 et a2 de ces Ag sont très limitées, de plus il existe une association non-covalente de ces molécules avec la ß2M. Les CD1 sont exprimés sur les thymocytes et des CpAg comme les cellules dendritiques et les B.
-b- Ag de classe II et chaîne invariante (li)
Les Ag de classe II de la souris sont faits d'une chaîne lourde a et d'une chaîne légère ß. L'une et l'autre comportent 4 régions. La chaîne lourde des Ag de classe II est de 32kDa et la chaîne légère de 28kDa. Pour les Ag de classe II de l'homme, la chaîne lourde est de 33kDa et la légère de 29kDa.
Les domaines a2 et ß2 des Ag de classe II sont monomorphes. Les domaines a1 et ß1 des Ag de classe II sont polymorphes et des similitudes existent entre les domaines a1 des Ag de classe I et les domaines ß1 des Ag de classe II. Dans le réticulum endoplasmique et transitoirement dans les endosomes, les Ag de classe II sont associés à la chaîne invariante (li) (un trimère li serait lié à 3 complexes aß d'Ag de classe II). Cette chaîne invariante joue un rôle majeur dans la migration cytoplasmique et l'expression des Ag de classe II en surface. Il existe chez l'homme 4 isoformes différents (p43, p41, p33 et p31) dont la p31 est majoritaire (figure VI-6b). Le gène codant pour li est hors du CMH sur le chromosome 5 chez l'homme et 18 chez la souris. Les Ag du CMH font partie de la superfamille des Ig (voir chapitre VIII).
Les cellules qui portent des Ag de classe II expriment, le plus souvent, simultanément à leur surface les 3 types de molécules DR, DQ et DP (figure VI-7). Cependant, certaines cellules peuvent ne présenter qu'une partie de ces glycoprotéines, par exemple seulement DR pour les monocytes. La chaîne invariante peut se trouver au niveau de la membrane cytoplasmique, mais en faible quantité. Elle est en général associée à des Ag de classe II et porte à son extrémité C-terminale une molécule de chondroïtine sulfate qui pourrait favoriser la liaison avec le CD44.
-c- Configuration spatiale
Par diffraction des rayons X, Bjorkman et coll. (1988) ont montré à partir d'un cristal de HLA-A2 (Ag de classe Ia), que les domaines a1 et a2 de la chaîne lourde formaient un sillon, comme l'indique les figures VI-8 et VI-9. D'abord par analogie, puis grâce à la diffraction des rayons X, un sillon similaire résultant de l'interaction des domaines a1 et ß1 des Ag de classe II, a été décrit (figure VI-8). Le sillon de chaque Ag de classe Ia ou II a pour propriété d'héberger de façon solide un panel, qui lui est particulier, de peptides étrangers ou syngéniques (figure VI-9) et chaque molécule de HLA n'a qu'un site de fixation des peptides. L'affinité pour les peptides varie énormément selon le peptide. Ces deux types de molécules possèdent une organisation tridimensionnelle semblable, notamment pour la partie présentant le peptide constituée des domaines al et a2 pour les CMH Ia et des domaines al et bl pour les CMH II. Ces deux paires de domaines forment chacune un seul superdomaine composé d'un plancher de feuillets b surmonté de deux hélices a. Un large sillon, situé entre les deux hélices a, forme le site de fixation du peptide. La différence majeure entre les superdomaines des CMH Ia et CMH II réside dans la nature des résidus situés aux extrémités des deux hélices a. Ainsi, avec un sillon plus ouvert aux extrémités, les CMH II peuvent lier des peptides plus longs (13-20 résidus) que les CMH I (8-10 résidus).
A la surface des cellules, les Ag du CMH ont en majorité leur sillon occupé par des peptides. Pour les Ag de classe Ia, il s'agit en général de peptides endogènes et pour les Ag de classe II principalement de peptides exogènes. La liaison entre un peptide avec le sillon du HLA d'une part et avec le TcR d'autre part se fait par l'intermédiaire des chaînes latérales des AA du peptide. Par exemple pour un HLA II et un peptide de 9AA, les chaînes latérales des AA dits d'ancrages des extrémités C- et N-terminales du peptide se lient à des poches de la surface moléculaire du sillon du HLA (ces poches sont situées à la jonction entre les hélices a et les feuillets b du plancher) (figure VI-10a). En général, les AA centraux font saillie hors du sillon et interagissent avec le CDR3 des chaînes a et b du TcR.
Les CD1 (Ag de classe Id) ont une configuration spatiale voisine de celle des Ag de classe Ia, cependant le sillon est plus étroit et plus profond. Les poche A, B, C et D des Ag de classe Ia sont remplacées chez les CD1 par une large poche A' et les E et F par la poche F'' (figure VI-10b). Le sillon des CD1 n'est accessible que sur une longeur allant du milieu du sillon au milieu de la poche F '. Ce sillon est apte à fixer les lipides hydrophobes, les glycolipides et les peptides hydrophobes. La portion hydrophobe de ces molécules (figure VI-10c1) est enfouie dans le sillon électrostatiquement neutre entouré de résidus hydrophobes. Ces lipides appartiennent souvent à la paroi des mycobactéries. Plus fréquement que pour les Ag de classe Ia, le sillon CD1 peut être inoccupé. Les CD1 sont répartis en 2 groupes en fonction de leurs homologies : chez l'homme le groupe 1 comprend CD1 a, b, c et e et le groupe 2 seulement CD1d, chez les rongeurs n'existe que CD1d. Comme le montre la figure VI-10c2 le CD1 peut être différent selon l'Ag lipidique à présenter.
La fonction principale pour les Ag de classe II est de présenter dans leur sillon des peptides résultant de la protéolyse des Ag protéiques aux lymphocytes TCD4+. Celle des Ag de classe Ia est analogue, mais les T recevant l'information sont TCD8+. Les Ag de classe Id ont pour rôle de présenter surtout des molécules lipidiques à des Tgd CD4-CD8-, Tab CD4-CD8-, NKTCD4+ (productrices de taux élevés d'IL4) et parfois CD8+. Les fonctions des Ag de classe Ib et Ic sont moins connues. Les Ag de classe Ib fixent un nombre restreint de peptide par exemple l'Ag HLA-E lie VMAPRTVLL que reconnaîtront des NK (C94/NKG2+) par l'intermédiaire de récepteurs non-TcR comme CD94/NKG2. Le résultat est en général une inhibition des fonctions de ces NK. Pour les Ag de classe Ic, on sait par exemple que MICA/MICB sont induits par les stress, ont un sillon vestigial, s'expriment sans b2M et sont reconnus sans peptide dans leur sillon par des Tgd, que le produit de Hfe fixe le récepteur de la transferrine et permet l'absorption normale du fer et que le FcRn transporte les IgG.
IV-1.2.6./ Constitution des gènes codant pour les Ag du CMH
Ces gènes sont constitués pour les Ag de classe I par 8 exons séparés par 7 introns comme l'indique la figure VI-10d. Les homologies maximum sont localisées au niveau du 4ème exon qui contrôle la synthèse du 3ème domaine externe.
Les gènes des Ag majeurs de classe II ont une disposition générale analogue à celle des gènes de classe I. Pour les chaînes a, existent 5 exons : L, a1, a2, TM, CY et une région non traduite 3'UT. Ces exons sont séparés les uns des autres par un intron (4 au total). Quant aux chaînes ß, elles sont contrôlées par 6 exons : L, ß1, ß2, TM et 2CY. Chez l'homme, la disposition d'ensemble est la même.
Chez la souris, les Ag de classe II codés chez un individu particulier par A ou E utilisent une seule chaîne a, mais ont le choix entre 3 chaînes ß : ß1, ß2 et ß3. L'Ag de classe II O fait appel à une seule chaîne a et une seule chaîne b.
Pour le HLA-DR de l'homme, il existe 4 types de chaînes ß (ß1, ß3, ß4 et ß5) auxquels correspondent 4 gènes différents. Chaque individu n'a que certains de ces gènes et donc n'exprime que les types de chaînes ß correspondant à ces gènes. En général un sujet porte à la surface de ses cellules soit une seule variété de DR(aß1), soit 2 variétés (aß1+aß3 ou aß1+aß4 ou aß1+aß5), exceptionnellement plus (tableau VI-Ib, figures VI-5b et VI-7). En plus des gènes de classe II précédents, existent des pseudogènes (B2 de DR).
La sous région DQ comprend 4 paires de gènes DQA1, DQB1, et DQA2, DQB2. Seuls les produits de A1 et B1 sont détectables à la surface cellulaire.
La sous région DP est constituée par les gènes DPA1, DPB1, DPA2 et DPB2 dont seulement les 2 premiers s'expriment.
Des gènes A (ancien Ring 6) et B (ancien Ring 7) codent pour des chaînes a et ß d'un HLA de classe II plus récemment découvert nommé HLA-DM. Ces Ag DM ont un rôle différent de celui des autres Ag de classe II, en permettrant à ces derniers de fonctionner convenablement pour la présentation des peptides antigéniques exogènes aux T.
Les gènes DNA et DOB de la région II ne semblent pas s'exprimer comme les autres gènes de classe II. Ils seraient, respectivement, les équivalents des gènes aO et bO de la souris.
Enfin, dans la région codant pour les Ag de classe II au niveau d'une zone comprise entre DMB et DOB, existent d'une part des gènes Ring 10 et 12 contrôlant un système protéolytique (protéasomes) intervenant dans le découpage des Ag en peptides et d'autre part des gènes Ring 4 (Tap1) et 11 (Tap2) qui codent pour des molécules servant au transport, à travers le réticulum endoplasmique, des peptides précédents. Ces peptides se lient ensuite aux Ag du CMH de classe I en voie de synthèse (voir chapitreVIII).
Les gènes contrôlant Aa, Aß et Eß de la souris et DQß et DRß de l'homme sont très polymorphes, alors que ceux qui régissent E a de la souris et DR a de l'homme sont plus conservés. Le polymorphisme est principalement situé sur les domaines ß1 (plus modérément sur a1) des Ag de classe II. Il n'y a pas de polymorphisme pour les gènes O de la souris.
Les gènes des régions K et D sont également très diversifiés, surtout les gènes codant pour le domaine a1, alors que ceux des régions Qa et T1a sont conservés.
Les déterminants antigéniques privés des Ag de classe I sont surtout situés au niveau du domaine a1, plus accessoirement sur a2. Les épitopes publiques s'expriment sur le reste de la molécule. Pour les Ag de classe II, les déterminants privés se trouvent surtout sur ß1 et moins sur a1.

IV-1.3./ Mécanismes responsables des lésions dans l'immunité de transplantation à médiation cellulaire
Ces mécanismes pourront être précisés grâce à l'étude in vitro de l'immunité de transplantation à médiation cellulaire que nous envisageons maintenant.

IV-1.4./ Culture mixte allogénique primaire
IV-1.4.1./ Réaction lymphocytaire mixte
Elle survient dans les cultures mixtes qui consistent à cultiver ensemble des suspensions de cellules mononucléées (en général du torrent circulatoire) provenant de 2 individus génétiquement différents. Ces cultures peuvent être bilatérales ou unilatérales.
Dans la culture mixte unilatérale, l'une des 2 populations mélangées est mitomycinée ou irradiée pour y stopper les mitoses. Au bout de 6 jours de culture, un maximum de divisions touche les cellules non mitomycinées ou non irradiées.
Dans la culture mixte bilatérale, la prolifération concerne les cellules des 2 suspensions lymphocytaires.
Dans la culture mixte unilatérale, les cellules qui se multiplient, portent l'Ag CD4 (ce sont les cellules T stimulées). Les cellules stimulantes qui ne se multiplient pas, sont principalement les cellules dendritiques et les macrophages, mais aussi plus accessoirement les lymphocytes B. Les cellules CD4+ répondantes ont des récepteurs spécifiques pour les Ag du CMH de classe II allogéniques portés par les cellules stimulantes (figures VI-11a et VI-11b).
Les mitoses, détectées par l'étude de l'incorporation de thymidine tritiée, n'apparaissent, en quantité importante dans la culture mixte unidirectionnelle, que si les Ag du CMH de classe II des 2 suspensions sont différents. C'est par ce procédé que l'on a identifié chez l'homme, les premiers HLA-D en utilisant comme suspension irradiée des lymphocytes tests homozygotes pour un déterminant HLA-D. Quand il n'y a pas de prolifération intense, c'est que le HLA-D des lymphocytes non irradiés est identique à celui des lymphocytes tests. On désigne les Ag D ainsi identifiés par les lettres Dw. Grâce à un test de lymphocytotoxicité réalisé sur suspension de lymphocytes enrichie en lymphocytes B en présence de C et d'Ac spécifiques (sérums de multipares absorbés sur plaquettes pour éliminer les Ac anti-HLA-A, B et C ou Ac monoclonaux), une nouvelle série d'Ag a été définie et dénommée DR (R pour related). Les HLA-DQ ont été découverts par des techniques biochimiques, puis sérologiques de cytotoxicité. Enfin, les HLA-DP ont été mis en évidence en prenant des lymphocytes HLA identiques pour A, B, C, DR et DQ et en réalisant une culture mixte secondaire (voir plus loin). Les spécificités Dw et DR se correspondent en partie, mais les premières sont plus restreintes que les secondes. Ainsi les lymphocytes de sujets ayant un Dw particulier portent le DR correspondant par contre l'inverse n'est pas toujours vrai.
Les déterminants HLA-A, B ou C s'identifient, comme les déterminants HLA-DR et DQ, par microcytotoxicité, mais sur suspension de lymphocytes périphériques non enrichie en lymphocytes B.
Actuellement le typage des HLA fait appel à des méthodes de biologie moléculaire. Dans celles-ci, du matériel génique provenant d'un prélèvement biologique limité est d'abord amplifié par la réaction en chaîne polymérasique (PCR). L'ADN ainsi amplifié est ensuite analysé à l'aide d'oligosondes de synthèse chaudes ou froides qui permettent de discriminer les différents allèles au niveau de leur région polymorphe.
IV-1.4.2./ Cytotoxicité à médiation cellulaire induite dans la culture mixte. Phénomènes de coopération T-T
Au bout de 3 à 4 jours de culture mixte unilatérale, la population cultivée contient des cellules T cytotoxiques pour les cellules ayant le même Ag du CMH que les cellules irradiées (ou mitomycinées). La détection de ces cellules T cytotoxiques se fait généralement en utilisant les cellules cibles marquées par le chrome 51. Lorsque les cellules sont tuées, elles libèrent le chrome qui change alors de valence et ne se fixe pratiquement plus sur de nouvelles cellules.
D'autres procédés peuvent aussi être employés : dosage d'enzymes dans le surnageant provenant des cellules lysées, ou inhibition de la pousse des cellules cibles. Dans ce dernier cas, le phénomène étudié est plus complexe et des mécanismes autres que la cytotoxicité à médiation cellulaire peuvent interférer.
Les cellules T cytotoxiques, produites dans la culture mixte, reconnaissent en majorité les Ag du CMH allogénique de classe I, mais un faible nombre peut être spécifique du CMH de classe II.
Dans les cultures mixtes, les cellules CD4+TH1 activées par les Ag de classe II allogéniques portés par les cellules stimulantes (cellules dendritiques, macrophages), prolifèrent et produisent beaucoup d'interleukine 2 (IL2) et un peu d'interleukine 6 (IL6), qui entraînent la multiplication des précurseurs des T cytotoxiques CD8+. L'interféron g (IFNg) également synthétisé par les T CD4+TH1 constitue, avec l'IL6, l'un des facteurs de différenciation des T cytotoxiques. Cependant, les T CD8+ pourraient aussi proliférer en l'absence de T CD4+ et donner naissance à des T cytotoxiques effecteurs, surtout quand les cellules stimulantes sont des cellules dendritiques.
Pour expliquer la fréquence 10000 fois plus élevée des précurseurs spécifiques d'un alloAg déterminé, en comparaison de celle des T spécifiques d'un peptide antigène exposé dans le contexte des Ag du CMH syngénique, il faut admettre que les précurseurs T qui sont activés par un alloAg particulier, correspondent en fait à la somme des précurseurs reconnaissant chacun un peptide différent implanté dans le sillon de l'alloAg en cause. Ces peptides sont en général synthétisés par le sujet lui-même. Les T réactifs les plus nombreux sont spécifiques des alloAg avec leur sillon occupé par des peptides variés, mais il en existe aussi un plus petit nombre qui reconnaît les alloAg dont le sillon est soit inoccupé, soit occupé par des peptides de l'alloAg lui-même. Enfin quelques TCD4+ ont des TcR complémentaires des Ag du CMH syngéniques de classe II abritant dans leur sillon des peptides des Ag du CMH allogénique. (figureVI-11c). Par la suite, pour des raisons de commodité nous n'indiquerons dans les figures que la reconnaissance d'alloAg dont le sillon est vide.
La cytotoxicité des T fait intervenir deux étapes :
* 1ère phase : contact entre cellules cibles et cellules cytotoxiques par l'intermédiaire de récepteurs spécifiques des cellules cytotoxiques pour l'Ag du CMH des cellules cibles.
C'est un phénomène spécifique. On peut éliminer les cellules reconnaissant les cibles en passant la suspension contenant les lymphocytes cytotoxiques sur une couche monocellulaire de cellules portant des Ag de classe I identiques à ceux de la cible.
* 2ème phase : Action cytotoxique avec mort de la cellule cible par apoptose. C'est un phénomène non spécifique faisant intervenir calcium, glucose et magnésium. Le coup mortel est porté en quelques minutes, puisque l'on peut éliminer après ce délai la cellule tueuse sans empêcher la mort de la cellule cible (voir mécanismes de la cytotoxicité plus loin).

IV-1.5./ Culture mixte allogénique secondaire
Après une huitaine de jours, l'addition une nouvelle fois, à la culture mixte primaire, de cellules stimulantes identiques aux cellules initiales, entraîne une réponse accélérée avec maximum de la prolifération au bout de 48 h et apparition rapide d'un nouveau pic de cellules T cytotoxiques. Il s'agit d'une réponse secondaire qui est en rapport avec des cellules mémoires T produites lors de la réponse primaire.

IV-1.6./ Corrélations entre les phénomènes d'immunité à médiation cellulaire in vivo et in vitro (figure VI-12)
-a- Rejet de greffe aigu et réaction du greffon contre l'hôte (GVHR) tardive : Dans le rejet de greffe aigu, les médiateurs des lésions sont les T cytotoxiques pour les cellules portant principalement les Ag de classe I.
Ce sont aussi ces cellules qui sont les responsables majeures des manifestations tardives de la réaction du greffon contre l'hôte (maladie des rabougris ou maladie allogénique).
Ces deux situations in vivo sont donc équivalentes de la production in vitro des T cytotoxiques en culture mixte et de la destruction des cellules cibles par ces T cytotoxiques. In vivo, se surajoutent des phénomènes inflammatoires, conséquences de la libération des produits de la lyse cellulaire et de l'intervention des TH1 libérant des cytokines inflammatoires après activation par les alloAg de classe II.
Chez l'homme, des greffes de moelle osseuse allogénique sont surtout utilisées pour reconstituer le pool des cellules du sang après irradiation ou chimiothérapie. Ces traitements servent à détruire les cellules cancéreuses lors d'affections malignes hématologiques (parfois l'irradiation peut être accidentelle). Dans ces conditions, souvent une GVHR apparaît qui peut être mortelle. Pour l'éviter, la moelle osseuse est avant transfert au receveur, dépeuplée en lymphocytes T par traitement in vitro par des Ac monoclonaux. Ce protocole diminue l'incidence de la GVHR mais gêne également l'erradication des cellules malignes. En effet, en même temps que la GVHR, se développe une réaction du greffon contre les cellules malignes. Cette dernière peut être spécifique de l'idiotype des lymphocytes anormaux dont la prolifération est monoclonale ou de protéines importantes au cours du processus malin (par exemple protéines intracellulaires résultant de la translocation d'un gène et d'oncogènes anormaux). Les peptides de l'idiotope ou ceux de la protéine anormale synthétisée par les cellules hématopoïétiques malignes peuvent être exprimés dans le sillon des Ag de classe I. Les T cytoxiques spécifiques de l'ensemble peptide-Ag de classe I allogénique pourront ainsi détruire spécifiquement les cellules malignes.
-b- Hypertrophie des ganglions satellites de la zone greffée avant le rejet aigu de greffe et réaction précoce du greffon contre l'hôte : In vivo, l'hypertrophie des organes lymphoïdes satellites, soit d'une greffe allogénique non lymphoïde (rejet aigu de greffe), soit du point d'injection des lymphocytes allogéniques (réaction du greffon contre l'hôte), équivaut à la réaction lymphocytaire mixte in vitro. Elle résulte de la prolifération, soit des lymphocytes T de l'hôte (rejet aigu de greffe) activés par les Ag du CMH du greffon, soit des lymphocytes T greffés (réaction du greffon contre l'hôte) après leur stimulation par les Ag de classe II de l'hôte (tableau VI-IIa).

-c-Synthèse sur le rejet aigu de greffe allogénique : A partir du greffon les cellules dendritiques et les macrophages gagnent les ganglions satellites par les canaux lymphatiques. Dans la zone paracorticale des ganglions, les CpAg allogéniques activent les CD4+ spécifiques des alloAg de classe II et les CD8+ qui reconnaissent les alloAg de classe I. Les CD4+TH1 favorisent la prolifération et la différentiation des CD8+. Ces derniers gagnent alors le sang par les canaux lymphatiques et le canal thoracique. Enfin ils arrivent au greffon où ils lysent les cellules exprimant les alloAg de classe I. Ces produits de lyse et les CD4+TH1 ajoutent des phénomènes inflammatoires destructeurs
-d-rejet accéléré secondaire : Ce rejet résulte de l'accumulation, lors de la réponse primaire, de cellules T reconnaissant les Ag du CMH du greffon.

IV-1.7./ Ag mineurs d'histocompatibilité et superAg pour les cellules T
IV-1.7.1./ Ag mineurs d'histocompatibilité proprement dit
Les rejets de greffe peuvent aussi dépendre, en dehors des Ag majeurs d'histocompatibilité, soit d'Ag mineurs d'histocompatibilité (certains sont spécifiques d'organe, un autre dépend du chromosome Y), soit d'Ag résultant de la modification de suspensions de cellules syngéniques par des substances chimiques telles que les haptènes. Un Ag mineur de 11AA qui dépend de Y chez la souris, est codé par le gène SMCY (selected mouse cDNA on Y). Le gène SMCX de la femelle code pour un Ag qui a 9AA en commun avec l'Ag du mâle.
Les rejets dans le cas des Ag mineurs sont retardés et de plus faible intensité. Cependant les mécanismes en cause sont similaires à ceux qui interviennent dans le cas des Ag majeurs d'histocompatibilité.
L'existence des Ag mineurs est mise en évidence par l'étude en réponse secondaire soit d'un rejet de greffe, soit d'une réponse proliférative in vivo (GVHR) ou in vitro (réaction lymphocytaire mixte) chez des animaux syngéniques pour les Ag du CMH.
Tous ces Ag sont reconnus en association avec les Ag du CMH syngéniques par les récepteurs pour l'Ag des cellules T (figure VI-13a). Il s'agit des Ag de classe II dans le cas de la prolifération des T CD4+ et des Ag de classe I lorsque les T cytotoxiques CD8+ interviennent (figure VI-13b). En réponse primaire, la réaction est d'intensité trop faible pour être mise en évidence du fait du nombre insuffisant de cellules T capables de se lier aux Ag du CMH autologue abritant l'Ag mineur. Il y a environ une cellule réactive pour 1 000 000 lymphocytes dans le cas des Ag mineurs alors que ce nombre est de 1 pour 100 s'il s'agit d'alloAg, donc 10 000 fois plus élevé. En effet, dans ce dernier cas de nombreux clones interviennent, chacun reconnaissant l'alloAg du CMH dont le sillon est occupé par un peptide particulier (figure VI-13c). Pour les Ag de classe I, ces peptides sont souvent des peptides résultant de la protéolyse des Ag de classe II.
IV-1.7.2/ SuperAg pour les cellules T
Chez la souris, Festenstein(1973) a décrit un type particulier d'Ag mineur nommé : "Minor Lymphocyte Stimulating" (Mls) Ag. Cet Ag est le seul à partager avec les Ag du CMH, la faculté de provoquer une forte réponse primaire en culture mixte.
Le système Mls a des caractéristiques qui en font un système original. En effet, les T répondant aux molécules de ce système sont les plus nombreux des T capables de reconnaître un Ag particulier. On comprend ainsi, bien qu'il s'agisse d'un Ag mineur d'histocompatibilité, qu'une prolifération importante se produise en culture mixte primaire. Par contre, ce système d'histocompatibilité défini in vitro ne donne in vivo ni rejet de greffe, ni GVHR.
L'expérience type qui met en évidence, les déterminants Mls1a, est celle où l'on constate in vitro une prolifération, en réponse primaire des lymphocytes T de souris B1OBR (H2k) en présence de lymphocytes irradiés de souris AKR/J (H2k) porteurs des AgMls1a. Malgré la forte réponse proliférative des lymphocytes provenant de souris sans AgMls1a (B10BR) vis-à-vis des lymphocytes Mls1a, il n'y a pas de rejet de peau de souris Mls1a par les souris Mls1a(-). Seules les cellules pouvant présenter l'Ag seraient stimulantes et porteraient donc les déterminants Mls1a.
On sait actuellement que les Ag Mls sont en fait les produits de virus endogènes des tumeurs mammaires (mouse mammary tumor virus = MMTV). En effet l'ADN proviral a été intégré dans l'ADN des lignées germinales des différentes souches de souris.
Les Ag Mls1a sont codés par le provirus Mtv7 intégré au chromosome 1, les Ag Mls2a par Mtv13 du chromosome 4, les Ag Mls3a par Mtv6 du chromosome 16 et l'Ag Mls like Etc-1 par Mtv9 du chromosome 12 (tableau VI-IIb).
Ces Ag font partie des superAg et sont qualifiés d'endogènes car produits, comme les auto Ag, par les propres cellules du sujet : ce sont des superAg rétroviraux endogènes. D'autres superantigènes sont dit exogènes, car ils sont d'origine infectieuse, soit virale (protéines de MMTV exogènes et nucléoprotéine du virus de la rage), soit bactérienne (entérotoxines, toxine exfoliatrice et toxine 1 du choc toxique (TSTT-1) (tableau VI-IIc) des staphylocoques, exotoxines A, B et C du streptocoque, toxine de mycoplasma arthritidis...). Tous ces superantigènes ont la même faculté d'entraîner la prolifération d'un lymphocyte T sur 3 à 50, alors que les Ag courants ne stimulent qu'un lymphocyte T sur 10 000 à 1 000 000. Cette propriété des superAg est due au fait que ces Ag ne sont pas présentés, comme les Ag habituels, dans le sillon des Ag du CMH. En fait, ils se lient d'une part aux Ag du CMH de classe II et d'autre part sur une structure commune à un nombre élevé de chaînes ß différentes des TcR (notamment chaînes codées par les gènes ß d'une même sous-famille). Plusieurs superAg se fixent sur la chaîne b au niveau du 4ème domaine hypervariable (HV4) localisé sur la FR3 de la partie V. La liaison du superAg aux Ag du CMH ne se fait pas au sein du sillon, mais en général elle nécessite la présence simultanée des chaînes a et ß des Ag de classe II (figure VI-13d) autologues, allogéniques et aussi xénogéniques. La région hypervariable RHV4 de la chaîne b qui est en position externe par rapport au paratope intervient dans cette liaison. Pour les rétrovirus, les B sont les meilleurs CpAg. En revanche, toutes les CpAg avec Ag de classe II peuvent présenter les superAg bactériens. En fait, certains superAg bactériens peuvent être présentés par les Ag
de classe I à des TCD8+. Les superAg Mls se lient mieux aux IE (souris) et HLA-DR (homme) qu'aux IA (souris) et HLA-DP ou DQ (homme).
Les résultats de la présentation des superAg aux lymphocytes T n'est pas totalement superposable à ceux de la présentation des Ag. Ainsi, les Mls induisent la prolifération des T cibles (souvent sans réponse Ca2/PI), mais sans production des cytokines habituelles et sans effet cytotoxique (si les T sont cytotoxiques). Avec les superAg bactériens, à condition de les utiliser à doses élevées, la réponse peut être complète.
La présentation des superAg nécessite des molécules accessoires telles que LFA1/ICAM.
En géneral, après prolifération, les T cibles des superAg sont le siège d'une anergie ou d'une délétion clonale. Parfois, ces 2 dernières interviennent sans multiplication préalable des T.
Les kératinocytes activés qui expriment des Ag de classe II peuvent présenter les superAg, mais pas les Ag. C'est l'inverse pour les astrocytes.

IV-1.8./ Rôle des cellules présentatrices des Ag dans l'induction de l'immunité de transplantation
Lorsque les Ag du CMH allogénique sont en cause, les cellules dendritiques et les macrophages allogéniques (accessoirement les lymphocytes B) présentent les Ag de classe II allogéniques (portant le plus souvent un peptide autologue dans leur sillon), aux lymphocytes T du receveur dont les récepteurs sont complémentaires de ces complexes antigéniques. Le peptide autologue peut être un fragment des Ag du CMH. L'IL1 et l'IL6 provenant des macrophages et des cellules dendritiques sont importantes pour l'initiation de la stimulation. En effet, ces interleukines font apparaître la chaîne légère ß p55 du récepteur pour l'IL2 (la chaîne lourde a p75 est constitutionnelle) sur les lymphocytes T qui deviennent alors sensibles à l'IL2 que vont synthétiser les T. Ces cytokines proviennent également mais en quantités plus faibles des T. En fait, seule l'IL6 est active sur les TH1 et TCD8+.
Dans les immunités de transplantation contre les Ag mineurs d'histocompatibilité, ceux-ci ou des fragments de ceux-ci doivent être reconnus par les lymphocytes T en association avec les Ag de classe I et II du CMH autologue à la surface des cellules syngéniques présentatrices des Ag (figures VI-13 a et VI-13b).

IV-1.9./ Liaisons entre d'une part les lymphocytes T et d'autre part les cellules partenaires (cellules présentant l'Ag) ou cibles
Les molécules CD4 se lient à une partie conservée de l'Ag de classe II présente chez tous les sujets d'une même espèce, il en va de même du CD8 pour les Ag de classe I. En revanche, le TcR des lymphocytes T reconnaît soit les déterminants privés (variables d'un individu à l'autre) des Ag des CMH allogéniques, soit un Ag présenté dans le sillon des Ag du CMH allogénique ou autologue.
La force de liaison entre les T et les autres cellules est accrue par la présence à la surface des T de molécules d'adhésion : CD2 et LFA1 dont les ligands sur les cellules présentant l'Ag ou cibles sont respectivement LFA3 et ICAM1, 2 ou 3 (figures VI-14a). Interviennent aussi le CD80 , constitutif des cellulles dendritiques, inductible sur les macrophages et les B, et son ligand le CD28 des T.

IV-2. Immunité de greffe de type résistance des hybrides à la greffe parentale

C'est une situation en contradiction avec les lois de Snell. En effet, chez la souris, des greffes parentales (A ou B) tumorales ou de moelle osseuse à des hybrides (A x B) sont parfois rejetées (Cudkowicz et Bennett, 1971). Les cellules responsables de ce rejet sont les cellules NK (Kissling et coll., 1977).
Cudkowicz explique ce rejet de greffe par l'existence d'Ag Hh (hybrid hemopoietic) dépendant de gènes récessifs liés au CMH. Interviennent également les Ag de classe I du CMH qui agissent en gênant la reconnaissance par les NK des Ag Hh ou leur fonction de lyse.
Chez l'homme un phénomène analogue est observé en culture mixte lorsque l'on cocultive des suspensions de lymphocytes dépeuplées en cellules T avec des cellules mononucléées allogéniques irradiées. Les cellules activées qui prolifèrent, sont les NK CD3-CD16+. Elles sont ensuite aptes à lyser les blastes (lymphocytes stimulés par la PHA) provenant du donneur des cellules irradiées. Les NK produites sont inactives sur les cellules autologues et les cellules allogéniques normales.
Des clones de cellules NK isolées à partir des cultures mixtes précédentes ou du torrent circulatoire, peuvent être classés en un petit nombre de groupes de NK, selon les cellules, d'un large panel de blastes PHA, qu'elles peuvent lyser. Il y a donc une hétérogénéité de reconnaissance des NK mais assez limitée.
Deux types de caractères génétiquement transmis peuvent être identifiés sur les cellules cibles de la lyse par un groupe particulier de NK. Il s'agit d'une part du phénotype susceptibilité à la lyse hérité sur un mode autosomal récessif, d'autre part du phénotype résistance à la lyse transmis de façon dominante.
Le caractère de susceptibilité à la lyse est lié à des structures de surface de la cible reconnues par un groupe déterminé de NK. Le récepteur de membrane activateur des NK est peut-être représenté par une famille de molécules variables de 55kDa environ, liées à la chaîne z du complexe CD3, par CD2, CD16, CD69 ou une lectine de type C, le NKR-P1.
La résistance à la lyse dépend de la présence de certains allotypes des Ag de classe I de la cible. La lyse pour chaque groupe de NK est inhibée par des allèles particuliers des Ag de classe I. Ainsi des lignées cellulaires mutées, qui n'expriment plus d'Ag de classe I particuliers, sont sensibles aux NK, mais deviennent résistantes si elles reçoivent un transgène codant pour un Ag de classe I. Ces Ag induisent un signal négatif pour les NK ayant reconnu la structure qui, en l'absence de l'Ag de classe I, serait responsable de la sensibilité à la lyse de la cible (figure VI-14b). Les peptides endogènes, chargés dans le sillon des Ag de classe I, sont importants pour cette fonction protectrice, car leur remplacement par des peptides viraux supprime l'effet protecteur. En effet, ces récepteurs inhibiteurs des NK ne peuvent plus reconnaître les Ag de classe I occupés par d'autres peptides.
Les récepteurs inhibiteurs appartiennent à 2 catégories : les récepteurs de la superfamille des lectines de type C Ca++ dépendants (CD94 associé à NKG2 chez l'homme et Ly49 chez la souris) et les récepteurs immunoglobuline like ou KIR (Killer Inhibitory Receptor) de l'homme et leurs équivalents chez la souris comme la gp49. Chez la souris, les récepteurs, par exemple Ly49A, reconnaissent H2Dd et H2Dk. Chez l'homme, les CD94/NKG2 reconnaissent les HLA-E. Les récepteurs inhibiteurs KIR sont p58,1 , p58,2 (reconnaissant les allèles du HLA-C), p70 (reconnaissant les allèles du HLA-B) et p70-140 (reconnaissant les allèles du HLA-A). Le domaine intracytoplasmique de ces récepteurs est de type ITIM. C'est principalement le domaine a1 des Ag de classe I qui réagirait avec les récepteurs inhibiteurs chez la souris et l'homme. Le signal négatif des récepteurs inhibiteurs est dominant par rapport au signal positif récepteurs activateurs.

IV-3. Hypersensibilité retardée (HSR)

Le contact entre Ag et organisme, dans des conditions particulières, peut entraîner l'établissement de cette HSR que l'on révèle en réadministrant le même Ag dans des sites variables, le plus souvent la peau. Elle est caractérisée par une réaction inflammatoire qui apparaît tardivement après la réintroduction de l'Ag, d'où le qualificatif de retardée.
On peut distinguer 3 variétés d'HSR : la dermite de contact, l'HSR vraie ou commune et l'HS de Jones-Mote.

IV-3.1./ Caractéristiques
L'HS retardée est caractérisée par l'apparition d'un granulome inflammatoire à lymphocytes T et macrophages au point de réinjection de l'Ag dans le cas de l'HSR vraie. Lorsque la seconde administration de l'Ag se fait dans le derme, on constate, en 24 à 48 h, une induration palpable et une infiltration lympho-monocytaire. Les T effecteurs de la réaction reconnaissent l'Ag ou des fragments de celui-ci, implantés dans le sillon des Ag du CMH du sujet. Dans le cas de l'HS de Jones-Mote, l'infiltration est principalement faite de basophiles. Quant à la dermite de contact, sa signature est une éruption eczémateuse avec infiltration par des lymphocytes T (d'abord par des CD8, puis des CD4 qui deviennent majoritaires), surtout de l'épiderme qui prend un aspect spongieux.

IV-3.2./ HSR active
Comme pour les autres hypersensibilités, on distingue une HSR active et une HSR transférée. Dans ce dernier cas, il s'agit d'un transfert adoptif par l'intermédiaire de lymphocytes T et non d'un transfert passif par les Ac comme dans les HS de types soit anaphylaxie, soit phénomène d'Arthus.
L'injection sensibilisante de l'Ag (phase d'induction) est analogue à l'injection primaire ou à la greffe de première intention, respectivement dans l'immunité humorale et l'immunité cellulaire de transplantation. La réadministration de l'Ag (phase d'expression), qui révèle l'état d'HSR, est l'équivalent de l'injection secondaire ou de la greffe de seconde intention.
IV-3.2.1./ Ag et conditions d'induction d'une HSR
IV-3.2.1.1./ Dermites de contact ou eczémas de contact
Ces dermites sont obtenues en sensibilisant le sujet, par exemple vis à vis de l'haptène dinitrophényl (DNP), en badigeonnant sa peau à l'aide d'une solution de di-nitrochlorobenzène (DNCB), tri-nitrochlorobenzène (TNCB), ou di nitrofluorobenzène (DNFB).
Cette sensibilisation peut être intentionnelle (DNCB ou DNFB) pour tester la capacité d'un sujet à développer une HSR, donc pour explorer les fonctions de ses cellules T. Elle est souvent involontaire, résultant d'un contact accidentel avec des colorants, cosmétiques, médicaments, résines synthétiques ou métaux (nickel, chrome...). Dans ce cas, la dermite est fréquemment une maladie professionnelle. Dans les dermites de contact, c'est l'haptène, combiné à certaines protéines ou peptides de la peau du sujet, qui représente la molécule antigénique. Le plus souvent, l'haptène lié à une protéine étrangère ne peut servir à mettre en évidence l'HSR de type dermite de contact, car la protéine est différente de celle sur laquelle, au moment de l'induction de l'HSR, s'était associé l'haptène au niveau de l'épiderme. Dans certains cas, il peut exister une réactivité croisée entre l'haptène lié à une protéine étrangère et cet haptène associé aux peptides autologues cutanés. Parfois l'haptène utilisé pour la sensibilisation se comporte comme un prohaptène. En effet dans ces situations, l'organisme fait subir des modifications à l'haptène et c'est en fait l'haptène modifié fixé sur des peptides endogènes qui est reconnu.
IV-3.2.1.2./ HSR vraie et HS granulomateuse
-a- Haptènes liés à une protéine porteuse : lorsqu'un animal est immunisé par voie SC avec de la DNP-sérum albumine bovine (SAB) mélangée à de l'adjuvant complet de Freund, une HSR commune est obtenue contre des structures propres au conjugué DNP-SAB et contre la SAB. Le DNP seul ou lié à une protéine différente de la SAB ne donne, en général, pas de réaction chez le sujet sensibilisé par la DNP-SAB.
-b-Ag protéiques solubles : Pour obtenir une HSR vraie contre les Ag protéiques, il faut injecter les protéines incorporées à de l'adjuvant complet de Freund par voie SC.
-c- Micro-organismes : De nombreuses infections s'accompagnent d'une HSR commune vis-à-vis de l'agent pathogène : salmonelloses, brucelloses, streptococcies, infections à mycobactéries, à corynebacterium parvum, à pneumocoques, infections à virus varioleux, rougeoleux, ourlien, herpétiques, de la vaccine, infections mycosiques et à protozoaires (toxoplasmose, leishmaniose).
Au cours de l'infection, l'agent pathogène induit une HSR contre certaines de ses protéines. Ce sont les autres constituants (notamment lipidiques) qui se comportent comme l'adjuvant de Freund pour les Ag protéiques. D'ailleurs, l'adjuvant complet de Freund, outre l'huile minérale et l'émulsifiant, contient des BK tués. Le prototype de ces infections est la tuberculose. On dit que l'HSR obtenue est de type tuberculinique, car l'Ag vis-à-vis duquel l'organisme est sensibilisé, est la tuberculine (tuberculoprotéines).
Dans les infections persistantes, la stimulation antigénique prolongée conduit au passage à la chronicité de l'HSR vraie qui devient l'HSR granulomateuse caractérisée par la transformation des macrophages en cellules épithéloïdes. Ces cellules peuvent, par fusion de leurs membranes plasmiques, devenir des cellules géantes multinucléées. Elles sont habituellement entourées de lymphocytes et de fibroblastes. Ces derniers produisent du collagène et sont responsables d'une fibrose tardive qui peut se calcifier.
Les lésions tuberculeuses, notamment pulmonaires, sont de type granulomateux et peuvent se caséifier, laissant des cavernes. Des granulomes sont également présents dans la lèpre tuberculoïde, la leishmaniose, la bilharziose, la listériose...
IV-3.2.1.3./ HS de Jones-Mote
Les injections répétées en ID, de faibles doses d'une solution de protéines sans adjuvant complet de Freund ou celles de complexes Ag-Ac entraînent une HS retardée particulière d'intensité faible et de durée courte : l'HS de Jones-Mote
IV-3.2.2. Révélation de l'HSR
La révélation d'une HSR est d'une part assimilable à une réponse secondaire, car elle dépend de la production, lors du premier contact avec l'Ag, de lymphocytes T se comportant comme des cellules mémoires et d'autre part succède à la réintroduction de cet Ag.
IV-3.2.2.1/ In vivo
-a- tests cutanés : L'HSR se recherche le plus habituellement en introduisant l'Ag en cause par voie dermique :
- Le badigeonnage de la peau (solution d'Ag ou d'haptène) est surtout utilisé pour les dermites de contact. La réaction est positive, quand on constate au bout de 48 heures, des vésicules d'eczéma au niveau de la zone de contact de la peau avec l'Ag.
- Le"patch test" (timbre) est employé aussi bien dans les dermites de contact que dans les autres types d'HSR. Comme précédemment, la lecture se fait sur l'apparition de vésicules d'eczéma.
- Les scarifications (cuti-réaction) et l'injection intradermique sont réservées aux HSR autres que la dermite de contact. Une réaction positive se manifeste surtout par l'apparition d'une induration maximale en 24 à 48 h après le test.
Dans l'HSR vraie, tous ces tests sont caractérisés à la 12ème heure par un oedème modéré résultant de l'augmentation de la perméabilité capillaire, et par une infiltration discrète de granulocytes. A la 24ème heure et surtout à la 48ème heure, les cellules prédominantes du derme sont des lymphocytes et des macrophages.
Dans l'HS de Jones-Mote, les cellules majoritaires de l'infiltrat sont des basophiles, mais on observe aussi des cellules de la lignée B.
Dans les dermites de contact, l'histologie du test percutané montre la présence de lymphocytes T surtout CD8+ entourant notamment les cellules de Langerhans. Les cellules encerclées par ces lymphocytes sont fréquemment le siège de lyse dès la 3ème heure.
-b- Tests oculaires : l'instillation de l'Ag dans l'oeil y détermine une réaction inflammatoire retardée si le sujet a été préalablement sensibilisé. Cette épreuve n'est applicable qu'à l'animal.
-c- Tests généraux et systémiques : On peut expérimentalement révéler une HSR chez l'animal ou accidentellement chez l'homme, en constatant les manifestations générales suivantes, succédant à l'injection de l'Ag par voie IP ou IV : choc (en rapport surtout avec la production de TNFa par les T) avec température (choc tuberculinique et fièvre tuberculinique si l'Ag est la tuberculine), kératites, conjonctivites, adénites ou arthrites.
La présence d'une HSR peut aussi être révélée in vitro.
IV-3.2.2.2/ In vitro : L'HSR peut se rechercher en mettant en évidence une partie des conséquences résultant du contact entre un Ag et les lymphocytes T de l'HSR spécifiques de cet Ag. Il s'agit principalement des tests dits de transformation lymphoblastique, des tests d'inhibition de la migration des macrophages ou des leucocytes et, accessoirement, du test de réplication virale.
Dans le premier de ces tests, on observe la transformation des petits lymphocytes en grands lymphocytes activés (à tort nommés lymphoblastes) au contact de l'Ag et, surtout, par l'apparition de mitoses (synthèse d'ADN) chez ces lymphocytes, objectivée par l'incorporation de thymidine tritiée. En fait, ce test apprécie non l'HSR, mais la présence de T mémoires pour l'Ag. Les deux autres tests mesurent l'inhibition de la migration in vitro des macrophages ou des leucocytes sous l'influence de l'Ag (figure VI-15a). Enfin, dans le test de réplication virale, on met à profit le fait que les T activés produisent des lymphokines qui favorisent la réplication virale. En cultivant les lymphocytes avec l'Ag et un virus test, sur une monocouche cellulaire indicatrice sensible à l'effet cytopathogène du virus, à chaque foyer de réplication virale va correspondre une lyse des cellules indicatrices. Donc le nombre de lymphocytes T ayant été activé en présence de l'Ag, correspond au nombre des zones de lyse.
Les tests in vitro, soit ne sont pas spécifiques de l'HSR, comme le test de transformation lymphoblastique, soit sont peu reproductibles, comme les tests d'inhibition de migration, soit n'explorent que certains volets de l'HSR.

IV-3.3./ Mécanisme et transfert de l'HSR
En dehors des cellules présentant l'Ag, différentes catégories de lymphocytes T participent aux interactions cellulaires conduisant à une HSR et aux manifestation de celle ci.
Dans les dermites de contact, les haptènes se lient :
* soit aux peptides du sillon des Ag de classe I ou II des cellules dendritiques de Langerhans,
* soit à des protéines extracellulaires ou de membrane qui après sont endocytées, protéolysées et dont les fragments peptidiques associés à l'haptène sont exprimés dans le sillon des Ag de classe II des cellules de Langerhans,
* soit (si l'haptène est liposoluble et peut donc pénétrer dans le cytosol par voie transmembranaire) à des protéines cytosoliques qui subissent une protéolyse dans le cytosol avec ensuite expression dans le sillon des Ag de classe I des cellules de Langerhans, des fragments peptidiques associés à l'haptène (voir paragraphe I chapitre VIII).
La liaison de l'haptène avec les protéines se fait principalement sur le NH2 des lysines (DNCB, TNCB) ou sur l'histidine (nickel). Les cellules de Langerhans (cellules de type myéloïde immature) de l'épiderme avec sillons des Ag de classe I et/ou II de membrane occupés par les peptides ayant fixé les haptènes, vont gagner, à partir des capillaires lymphatiques du derme, les zones paracorticales des ganglions satellites où elles prennent le nom de cellules interdigitées (cellules de type myéloïde mature). A ce niveau, selon les haptènes et les haplotypes des Ag du CMH, les TcR des CD4+ reconnaissent sur les cellules interdigitées, soit le plus souvent l'ensemble haptène-partie externe du peptide endogène et Ag du CMH, soit l'haptène/Ag du CMH, car le peptide porteur est complètement enfoui dans la niche de l'Ag du CMH. Dans le premier cas, lors de la révélation de l'HSR, les T ne réagissent pas avec l'haptène s'il est fixé sur une protéine porteuse étrangère, dans le second cas le peptide a seulement une fonction de présentoire pour l'haptène et les T peuvent reconnaître l'haptène lié à des protéines diverses (figure VI-15b). L'induction de l'HS se poursuit par la prolifération des CD4+ qui vont sécréter des facteurs non spécifiques de croissance et de différenciation pour les T cytotoxiques CD8+. Ainsi, les précurseurs de ces dernières cellules, après s'être liés au complexe haptène-peptide endogène implanté dans l'Ag de classe I syngénique et sous l'influence des facteurs coopérants non spécifiques précédents, se multiplient et se différencient en T cytotoxiques spécifiques du complexe (figure VI-16a).
Le transfert des dermites de contact qui est seulement possible avec des T cytotoxiques CD8+, laisse penser que les effecteurs de ces dermites sont les T CD8+. De plus, en utilisant des souches congéniques (souches de souris identiques au niveau d'un gène), le transfert des dermites de contact n'est réussi que s'il y a identité pour les Ag du CMH de classe I. L'utilisation de souris knock out pour les Ag de classe I ou II ou I et II, est venue compléter les expériences précédentes. Les premières souris sont déficitaires en CD8+, les deuxièmes en CD4+, les troisièmes en CD4+ et CD8+. Seules les souris sans CD8+ ne développent pas de dermite de contact. Quand les CD4+ sont absentes et les CD8+ présentes, la dermite est plus intense que normalement suggérant un rôle inhibiteur de certaines CD4+. Des résultats analogues sont obtenus chez des souris traitées par des Ac monoclonaux anti-CD4 et/ou anti-CD8. Les effecteurs des dermites de contact sont donc les mêmes que ceux qui interviennent dans le rejet des suspensions de cellules syngéniques modifiées par un haptène. Ces effecteurs sont les T cytotoxiques qui vont reconnaître les cellules de Langerhans (et sans doute les kératinocytes) ayant fixé l'haptène, puis les lyser. Les différents produits de la lyse et les TH1 sont alors responsables d'une réaction inflammatoire dépendant de cytokines variées. Ce phénomène rentre dans le cadre du rejet de cellules portant des Ag mineurs d'histocompatibilité.
Dans les HSR communes, les macrophages ou les cellules dendritiques captent l'Ag protéique qu'ils internalisent, puis protéolysent. Ensuite certains des peptides obtenus sont implantés dans les Ag de classe II des macrophages, puis présentés aux lymphocytes T de l'HSR de type TH1. Si l'Ag est un conjugué haptène-protéine, le macrophage, après digestion expose dans ses Ag de classe II, les peptides portant l'haptène (ce dernier tourné vers l'extérieur du sillon), avant que l'ensemble haptène-peptide/Ag de classe II ne soit reconnu par les TcR des TH1 sécrétant l'IL2, l'IFNg, TNFb, GM-CSF et de l'IL3 (tableau VI-IIIa, figures VI-16b et VI-17). Ces lymphocytes coopèrent alors entre eux grâce à l'IL2 dans un système autocrine. Ils sont en même temps les effecteurs des lésions par l'intermédiaire de leurs lymphokines inflammatoires, mais aussi par leur pouvoir d'induire l'apoptose des kératinocytes. Les TH1 reconnaissent les Ag de classe II des kératinocytes et par leurs fasL se lient aux fas des kératinocytes qu'ils vont lyser. En effet, les kératinocytes, sous l'influence de l'IFNg produit, expriment fortement les Ag de classe II et fas. Ces TH1 creuseront l'épiderme pour constituer des vésicules d'eczéma présentes sur les tests percutanés (ces cellules participent sans doute aussi aux lésions des dermites de contact mais plus accessoirement que les CD8+). On peut transférer adoptivement l'HSR commune d'une souris sensibilisée à une souris neuve en injectant à cette dernière par voie IV ou IP, des lymphocytes TCD4+ provenant d'un animal sensibilisé syngénique. Parmi ces cellules, seuls les clones de TH1 ont cette capacité de transfert. Le transfert n'est pas obtenu si le receveur est irradié, sauf si on le reconstitue en même temps avec des cellules médullaires de sujets syngéniques non immunisés qui apportent des précurseurs, d'une part des cellules T et d'autre part des macrophages. Ces cellules sont attirées au point d'injection de l'Ag par les lymphokines produites par les T spécifiques provenant de l'animal sensibilisé. Ainsi, pas plus de 10% des cellules de l'infiltrat d'une HSR vraie sont des lymphocytes T de l'animal immun donneur et parmi ces 10% seulement 1/10.000 à 20.000 est spécifique de l'Ag. Cependant, ce petit nombre de lymphocytes qui reconnaît l'Ag, recrute des T et des macrophages en grande quantité. En utilisant des souches congéniques, il a été montré que le transfert de l'HSR commune ne réussit que s'il y a identité pour les Ag du CMH de classe II correspondant à la région I-A entre le receveur et les lymphocytes T injectés. Dans le transfert adoptif, le délai d'apparition des manifestations de l'HSR peut être raccourci à quelques heures, au lieu de 24 h, si l'on remplace l'injection des lymphocytes T en IV ou IP et celle de l'Ag en ID, par l'administration du mélange lymphocytes T et Ag par voie ID. Le temps gagné correspond à celui nécessaire aux lymphocytes T sensibilisés pour gagner le lieu où se trouve l'Ag.
Chez l'homme, il serait possible de transférer l'HSR commune non seulement avec de faibles quantités de lymphocytes T vivants histocompatibles ou histo-incompatibles, mais aussi par l'intermédiaire d'un lysat de leucocytes provenant d'un autre homme sensibilisé. La substance active du lysat serait le (ou les) facteurs de transfert (Laurence) de Mr inférieur à 10kDa. Ce phénomène est encore à démontrer.
Donc, dans l'HSR commune, l'Ag présenté en association avec les Ag du CMH de classe II syngénique par les macrophages ou les cellules dendritiques aux CD4+ spécifiques entraîne la synthèse par ces cellules de lymphokines pro-inflammatoires, responsables de l'ensemble des phénomènes caractéristiques de l'HSR. Les lymphocytes B peuvent également produire certaines de ces lymphokines (LIF et MIF par exemple), mais sous l'influence des lymphocytes T activés par l'Ag. Ces lymphokines se détectent par des tests fonctionnels in vitro, et par des tests radioimmunologiques ou immunoenzymatiques utilisant des Ac monoclonaux.
Les lymphokines intervenant dans l'HSR sont indiquées dans le tableau VI-IIIa.
La chronologie des évènements dans l'HSR vraie peut être résumée ainsi :
L'IL1, l'IL12 et l'IL6 des macrophages ou des cellules dendritiques qui présentent l'Ag, entraînent la multiplication et l'activation des T (l'IL1 n'agit pas sur les TCD8+ et les TH1 CD4+). Ceux-ci vont alors libérer, d'une part du VPF (vascular permeability factor) accroissant la perméabilité capillaire et favorisant l'oedème, et d'autre part de l'IL2 qui accentue et prolonge la prolifération des T. Toutes ces cellules synthétisent alors des facteurs chimiotactiques (surtout pour les macrophages plus accessoirement pour les polynucléaires), des molécules immobilisant macrophages et polynucléaires sur place (MIF et LIF) et des facteurs cytotoxiques (TNF) pour les cellules du tissu, siège de la réaction d'HSR. Enfin, les MAF en activant les macrophages, les rendent agressifs pour les tissus environnants (figure VI-18). Le passage des cellules dendritiques des tissus, comme l'épiderme ou le derme, jusqu'aux organes lymphoïdes, comme les ganglions satellites, dépend en partie de l'intervention de l'IL1b et du TNFa.
Dans l'hypersensibilité de Jones-Mote, les mécanismes en cause sont moins bien connus. Cependant, on sait que cette HS est tranférable par les lymphocytes T et que différentes lymphokines d'origine T (basophilopoïétine, IL4, facteurs chimiotactiques, facteurs de dégranulation,...) agissent sur les mastocytes et les basophiles. Ainsi, l'IL4 entraîne la prolifération des différents types de mastocytes et l'IL3 seulement celle des mastocytes muqueux. Enfin, le facteur de croissance des granulocytes-monocytes (GM-CSF) et l'IL3 peuvent activer les basophiles.

Dans ces trois types d'HS, les lymphocytes T qui reconnaissent l'Ag (dits T sensibilisés), puis les lymphocytes T recrutés et les macrophages (accessoirement les neutrophiles ou d'autres polynucléaires) vont pénétrer dans les tissus abritant l'Ag grâce à leurs molécules de domiciliation et aux adressines complémentaires des cellules endothéliales (ces 2 types de molécules de surface sont nommées molécules d'adhésion). Le recrutement des cellules et la modulation des molécules d'adhésion sont sous la dépendance de cytokines produites principalement par les T.

IV-4. Immunité cellulaire anti-infectieuse et antitumorale

Dans les infections et les cancers, vont intervenir les mécanismes de base de l'IMC : cytotoxité spécifique directe des lymphocytes T, cytotoxicité directe des NK et LAK et action des lymphokines provenant des T ou des NK et LAK.

IV-4.1./ Immunité antivirale
Les virus ne peuvent se reproduire qu'après avoir pénétré dans des cellules cibles. Les virus produits par ces cellules vont être libérés par celles-ci, avec ou sans lyse cellulaire, et vont infecter d'autres cibles cellulaires. En général, une ou plusieurs périodes de virémie se produisent favorisant la dissémination de l'infection.
L'immunité cellulaire contre les virus a en général un effet bénéfique pour l'organisme, mais peut parfois conduire à des effets indésirables. L'immunité cellulaire dans le cas des virus correspond à 2 mécanismes : le premier dépend de T cytotoxiques, le second de T libérant des cytokines.
-a-T cytotoxiques : (figure VI-19a) C'est pour les virus que le phénomène de restriction par le CMH a été décrit en premier (Zinkernagel). En effet, les cellules productrices de virus, sur les membranes desquelles sont exposés les Ag viraux au sein du CMH, ne sont lysées par les T cytotoxiques spécifiques de ces Ag viraux que si les Ag du CMH sont semblables pour la cellule effectrice et la cellule cible. Les T cytotoxiques reconnaissent l'Ag viral associé à l'Ag de classe I (T cytotoxiques CD8+). Des T cytotoxiques CD4+, restreints pour les Ag de classe II syngéniques, interviennent aussi plus accessoirement.
-b-T libérant des lymphokines : (figure VI-19a) Ces T peuvent avoir un effet néfaste comme le montre l'expérience suivante. Des souris reçoivent des suspensions de lymphocytes T débarrassées ou enrichies en T CD8+ provenant de souris syngéniques infectées par le virus A de la grippe, puis sont immunisées avec du vaccin (virus A) pour induire une forte HSR antivirale. Ces animaux sont ensuite infectés avec le virus A : ceux qui ont reçu les suspensions de cellules T dépeuplées en T CD8+ meurent de façon accélérée, ceux qui ont reçu les suspensions enrichies en T CD8+ ne développent pas de maladie. Donc les T cytotoxiques CD8+ protègent les souris. Au contraire les T CD8- ne sont pas protecteurs et même ont une action défavorable. Cet effet néfaste est à rapprocher du test de détection de l'HSR in vitro fondé sur l'étude de la réplication virale où les lymphokines sécrétées par les T favorisent la replication et l'effet cytopathogène de virus au niveau de cellules cibles sensibles.
-c- NK, LAK et interféron g : L'interféron g synthétisé par les T, après s'être fixé sur son récepteur à la surface des cellules cibles des virus, induit la synthèse par ces cellules de protéines qui brisent l'ARNm bloquant ainsi la synthèse des protéines virales lorsqu'un virus pénètre dans la cellule. Il y aurait activation par les IFNg (mais aussi a et ß) de la 2'5' oligo A synthétase qui agit au niveau de l'ATP. Ceci permettrait la formation de RNases spécifiques. Chez la souris, on a montré que l'IFNg agirait en induisant la synthèse d'une protéine dénommée Mx, inhibitrice de la réplication virale des virus A et B de la grippe par action au niveau de l'ARN viral. Les interférons agissent également en augmentant l'activité des cellules NK qui sont cytotoxiques pour les cellules infectées par les virus (figure VI-19a).
-d- Mécanismes antiviraux de l'immunité cellulaire et conséquences immunopathologiques de celle-ci : La cytotoxicité des T-spécifiques ou des NK aboutit à la destruction de la cellule infectée avant que le virus n'ait atteint sa maturité et ne soit infectant. Donc, elle a un effet antiviral. Cependant, même si le virus n'a pas d'effet cytopathogène propre, ce processus est responsable de destructions tissulaires. Ainsi, le virus de la chorioméningite lymphocytaire (CML) et celui de l'hépatite B sont pathogènes principalement parce qu'il y a une réaction immune (T cytotoxique) contre le virus. Chez la souris, l'infection néonatale par le virus de la CML ne conduit pas à des T cytotoxiques spécifiques, mais à des Ac qui vont former des complexes immuns avec les virus produits en permanence par l'animal. Le résultat est une affection chronique par complexes immuns. Chez l'adulte, l'injection intracérébrale du virus tue rapidement la souris par cytotoxicité cellulaire antivirale. Un traitement par le cyclophosphamide en inhibant l'apparition de cette dernière, empêche la mort de l'animal sans gêner l'infection. Enfin, reconstituée avec des cellules T, la souris traitée meurt.
En conclusion, l'immunité cellulaire spécifique n'agit pas sur le virus libre mais sur la cellule infectée soit en la détruisant (T cytotoxique), soit en empêchant qu'elle produise le virus (IFNg).

IV-4.2./ Immunité antibactérienne et antifungique (figure VI-19a)
-a- Activation des macrophages par les lymphocytes : Les bactéries, parasites intracellulaires facultatifs (BK, legionella pneumophila, brucella, listeria monocytogènes) ou obligatoires (mycobacterium leprae), sont peu sensibles à l'effet protecteur des Ac, étant à l'abri de ceux-ci, à l'intérieur du cytoplasme des cellules macrophagiques qui sont leurs cibles uniques ou préférentielles. Dans ces cas, les lymphocytes T CD4+ surtout TH1, reconnaissant les Ag de la bactérie en association avec les Ag du CMH de classe II, vont sécréter des lymphokines à activité MAF (IFNg, MIF, IL3, GM-CSF). Ceux-ci vont activer les macrophages dont les propriétés bactéricide, fungicide, parasiticide et antitumorale (enzymes, oxygène activé et surtout monoxydes d'azote) seront accrues d'où destruction des bactéries et des champignons réfugiés dans les macrophages. L'activation des T est spécifique, mais pas celle des macrophages. En effet, le pouvoir destructeur de ces cellules est augmenté vis-à-vis de toutes les bactéries, dermatophytes, levures... qu'elles peuvent rencontrer. Le TNFa libéré par les macrophages en activant les polynucléaires neutrophiles va les enrôler à leur tour dans la lutte antifungique.
Nous allons voir en détail les phénomènes d'immunité et d'HSR dans l'infection par le BK, bactérie parasite intracellulaire prototype. Après infection par le BK ou après vaccination par le BCG, apparaît un état d'immunité et en même temps une hypersensibilité retardée (HSR) vis à vis de la tuberculine.
Le BCG (Bacille de Calmette et Guérin) est un bacille tuberculeux bovin atténué par Calmette et Guérin, initialement par cultures sur pommes de terre cuites dans de la bile de boeuf. Il a fallu 13 ans et 230 repiquages pour que le germe perde son pouvoir pathogène général pour l'homme et l'animal, tout en conservant sa faculté d'induire une immunité spécifique vis à vis de la tuberculose. La tuberculine était initialement le surnageant concentré 10 fois, puis filtré de vieilles (6 semaines) cultures en milieu liquide de BK. Actuellement, la tuberculine est purifiée et correspond aux tuberculoprotéines de la vieille tuberculine.
Utilisé à partir de 1912 pour la vaccination du cheptel bovin par Calmette et Guérin, le vaccin BCG a été, à partir de 1921, employé chez l'homme par Weill et Hallé. Le BCG est utilisé par voie intradermique ou en multipuncture. La protection contre la tuberculose ne commence à s'installer que plusieurs semaines après la vaccination.
Il existe un bon parallèlisme entre HSR contre les tuberculoprotéines et immunité antituberculeuse. Cependant, on peut observer des discordances dans les deux sens. Ainsi, une sensibilisation expérimentale ou spontanée (sujets travaillant pour la production de tuberculine) peut apparaître par contact avec la tuberculine, sans qu'il en résulte d'immunité. Lorsque l'on essaie de vacciner avec des BK ou des BCG tués, il est possible d'induire une HSR contre la tuberculine, mais pas d'immunité contre le BK (figure VI-19b, tableau VI-IIIb). C'est cette dernière constatation qui a été à l'origine de la création du mot d'immunité de surinfection ou prémunition dans laquelle l'immunité dure très longtemps à condition que le germe persiste dans l'organisme.
Le substratum de l'immunité antituberculeuse est cellulaire en rapport avec les lymphocytes T, alors que la présence d'anticorps anti-BK peut avoir un effet néfaste en favorisant le développement du germe.
La pénétration de BK ou de BCG vivants chez un sujet non immunisé entraîne la production de TCD4+ TH1 et TCD8+ spéficiques du germe. Lorsqu'un nouveau BK contamine ce sujet, les nombreux T mémoires spécifiques du BK, produits lors du premier contact avec le germe, vont être stimulés.
Les TH1 sécrétent alors des cytokines inflammatoires, principalement l'interféron g qui activent les macrophages. Ces derniers qui normalement n'arrivent pas à contrôler les BK qu'ils ont phagocytés (ces BK se multiplient dans leur cytoplasme), deviennent capables de les détruire. Plus accessoirement, les TCD8+ peuvent intervenir en lysant les macrophages qui abritent les BK.
Les antigènes des BK responsables de l'induction de l'immunité cellulaire protectrice (antigènes protecteurs), se trouvent parmi les protéines sécrétées (protéines extracellulaires) par les BK et non parmi les protéines libérées par la mort des BK (protéines somatiques) qui sont les tuberculoprotéines de la tuberculine (figure VI-19d). On comprend ainsi les discordances entre immunité antituberculeuse et réactions tuberculiniques positives.
Des souris immunisées avec les protéines sécrétées associées à un adjuvant développent une immunité, mais ont des tests tuberculiniques négatifs. En revanche, le BCG vivant induit l'apparition d'une immunité et de tests tuberculiniques positifs et le BCG tué seulement des tests tuberculiniques positifs.
Lors d'un premier contact avec BK ou BCG vivants, les macrophages du sujet infecté capturent les germes qu'ils emprisonnent dans les phagolysosomes. Les BK vaccins ou sauvages se multiplient et sécrètent des protéines extracellulaires. Ces protéines vont alors être présentées aux CD4+ TH1 qui les reconnaissent, d'où multiplication de ces lymphocytes et production de cytokines activant les macrophages. Ces derniers vont pouvoir en partie lyser les BK qui libèrent les protéines intracellulaires qui vont être présentées aux CD4+ TH1 capables de reconnaître ces Ag. Le résultat final est l'accumulation de TH1 mémoires dont certains reconnaissent les protéines extracellulaires (immunité) et d'autres les protéines intracellulaires (hypersensibilité retardée antituberculine)(figure VI-19c).
Lors d'un second contact avec des BK, les macrophages de ce sujet vont présenter les protéines sécrétées à un grand nombre de CD4+ TH1 dont les cytokines stimuleront intensement les macrophages ayant phagocyté les BK qui seront détruits rapidement. S'il n'avait existé que des CD4+ TH1 spécifiques des protéines intracellulaires, comme les macrophages ne peuvent efficacement détruire les BK, ces protéines ne peuvent être présentées précocement et de façon massive aux CD4 TH1 qui n'auront ainsi aucune action protectrice (figure VI-19d).
Dans de rares cas, des sujets vaccinés par le BCG vivant ou porteurs d'une tuberculose ont des réaction tuberculiniques cutanées négatives. Cependant in vitro et en présence de tuberculine, leurs T circulants prolifèrent et produisent des cytokines (un peu moins d'IFNg que les sujets à réactions tuberculiniques cutanées positives). L'anomalie de leurs lymphocytes T est une absence de CLA (Cutaneous Lymphocyte-associated Ag) mise en évidence par les Ac monoclonaux HECA-452. Cette molécule se lie aux sélectines E des vaisseaux de la peau, permettant l'infiltration de cette dernière par les T. En son absence, il ne peut plus y avoir d'induration inflammatoire sous-cutanée.
-b- T cytotoxiques et T à activité antibactérienne ou antifungique : Les lymphocytes CD8+ (parfois CD4+) peuvent lyser les macrophages abritant L. monocytogenes, M. leprae, M. tuberculosis, M. bovis ou Rickettsies, car les protéines de ces agents pathogènes sont libérées dans le cytosol et se lient ensuite aux Ag de classe I (parfois de classe II) du cytoplasme, puis s'exprimer en surface.
La cytotoxicité aussi bien que la production de MAF sont restreintes par les Ag du CMH de classe II pour les T CD4+ et de classe I pour les T CD8+. Des T CD8+ parfois peuvent inhiber la croissance ou détruire Cryptococcus neoformans, des candida et des bactéries de type pseudomonas aeruginosa, streptococcus aureus ou E. coli.
Les cellules NKT dont les TcR sont spécialisés dans la reconnaissance des lipides, notamment d'origine bactérienne ou parasitaire, présentés par CD1d produisent beaucoup d'IFNg actif sur l'infection par les mycobactéries, induisent l'apparition d'une réponse humorale et de CD8+ cytotoxiques contre divers agents pathogéne riches en lipides et peuvent même avoir un effet inhibiteur sur la croissance de parasites intracellulares. Des T CD4+ et des NK sont parfois dotés d'un pouvoir fungistatique.
-c- Cellules NK/LAK : Les cellules NK/LAK auraient une activité lytique directe vis-à-vis de certaines bactéries (Salmonella, Shigella...) et de certains champignons (Cryptococcus neoformans...). De plus, les cellules infectées par les bactéries intracellulaires sont plus sensibles à l'action lytique des cellules NK/LAK que les cellules non infectées.
-d- T spécifiques des protéines du stress (HSP = heat-shock proteins) : Les HSP sont des protéines, très conservées (au moins 50% d'homologie) au cours de l'évolution, produites par toutes les cellules bactériennes, végétales, fungiques ou animales subissant un stress notamment thermique.
Chez les mycobactéries, deux familles d'HSP ont été identifiées : HSP60 et HSP70. La HSP 65, membre de la famille HSP60, est la cible moléculaire principale des Tgd. Ces Tgd qui ne sont ni CD4+ ni CD8+, ont une activité cytotoxique, sans restriction par les Ag du CMH, pour les cellules exprimant ces Ag. De plus chez la souris et l'homme, des T CD8+ spécifiques de la HSP65 sont cytotoxiques pour les macrophages activés par l'IFNg ou par une infection virale. Or comme les macrophages non activés sont résistants, les macrophages activés expriment vraisemblablement une HSP voisine de la HSP65 des mycobactéries. Des résultats analogues ont été obtenus pour les HSP70. Compte tenu de leur localisation tissulaire, les Tgd qui reconnaissent ces différentes HSP, seraient une première barrière contre les agressions bactériennes ou virales, au niveau de la peau et des muqueuses.
-e- Formation d'un granulome : Un granulome, fait de cellules épithélioïdes (grandes cellules aplaties) d'origine macrophagique et de cellules géantes multinucléées également de même nature que les macrophages participant à l'encerclement et au contrôle de l'agent pathogène, peut se former dans le tissu où celui-ci se trouve de façon prolongée. Les lymphocytes T CD8+ et NKT semblent jouer un rôle favorisant dans la formation de ce granulome. Les TNF seraient les facteurs principaux à l'origine du granulome.

IV-4.3./ Immunité antiprotozoaire et antihelminthe (figure VI-19a)
L'importance de l'immunité cellulaire varie d'un parasite à l'autre, dépendant de la localisation de l'agent pathogène dans l'organisme, de son cycle évolutif et des caractéristiques de ses antigènes périphériques.
Les protozoaires ont une complexité antigénique moins grande que celle des helminthes qui sont des métazoaires. Les protozoaires parasites de l'homme sont les amibes (tube digestif), les plasmodiums du paludisme (GR), les trypanosomes (torrent circulatoire, macrophages et monocytes) de la maladie du sommeil et de la maladie de Chagas, les leishmanies (macrophages et monocytes) du Kala Azar et du bouton d'Orient.
Les helminthes parasites de l'homme sont les vers plats (Trématodes) dont les schistosomes des bilharzioses et les vers ronds (Nématodes) de la trichinose, de la strongyloïdose, de l'ankylostomose et des filarioses.
Comme pour l'immunité antibactérienne, l'immunité cellulaire où l'effecteur est le macrophage activé par des cytokines provenant des TH1, prédomine dans le cas des protozoaires parasites intracellulaires. En revanche, les helminthes inhibent plutôt la differenciation en TH1, permettant ainsi aux TH2 d'être les effecteurs principaux, et donc favorisent une réponse humorale.
-a- Activation des macrophages par les lymphokines : Elle conduit à la destruction des parasites présents dans les macrophages ou à leur voisinage (trypanosoma Cruzi, Toxoplasma Gondii, leishmanies, plasmodiums, filaires, schistosomes). Chez la souris, les plasmodiums font intervenir les TH1 et les TH2. Ainsi, l'injection de clones TH1 spécifiques à des souris thymectomisées recevant des Ac monoclonaux anti-CD4, les protègent contre les plasmodiums correspondants en activant les macrophages. Si l'on utilise des clones TH2, il y a encore protection, mais elle dépend de la production d'Ac IgG1.
-b- T-cytotoxiques et T à activité antiparasitaire: Ils jouent un rôle quand les Ag parasitaires sont exposés par les Ag de classe I sur la membrane cytoplasmique des cellules qui abritent l'agent pathogène. Ainsi Theileria parva, protozoaire responsable chez les bovidés de la fièvre de la Côte-Est, induit la production de T CD8+ qui détruisent spécifiquement les lymphocytes T infectés par le parasite. De même, l'immunité cellulaire contre les hématozoaires du paludisme dans leur phase pré-érythrocytaire, a pour support les T CD8+. Ces T détruisent les hépatocytes hébergeant les parasites. Les T CD8+ seraient directement cytotoxiques pour des toxoplasmes, des schistosomes, des amibes. Certains Tgd pourraient inhiber la réplication extracellulaire des mérosoïtes de Plasmodium falciparum. Les NKT sont également actifs sur les infection à plasmodium par un mécanisme analogue.
Dans le cas des infections par leshmanies, toxoplasmes ou trypanosomes, l'immunité cellulaire dépend, chez la souris, des CD4+TH1 sécrétant l'IFNg. En revanche les CD4+TH2 produisant l'IL3 et l'IL4, peuvent accroître la susceptibilité des souris à ces infections.
-c- Granulome et encapsulation fibreuse : Il se forme autour des parasites une infiltration par des macrophages, puis il y a constitution d'un granulome dont les cellules vont sécréter des substances fibrogènes sous l'influence des lymphokines des lymphocytes T. Le résultat est une capsule fibreuse enfermant le parasite (par exemple : oeufs de schistosome). TNF et IFNg sont importants comme initiateurs de ces phénomènes.

IV-4.4./ Immunité antitumorale
La transformation maligne, sous l'influence de cancérigènes chimiques à fortes doses, est associée à l'apparition d'Ag nouveaux (néo-Ag) absents des cellules normales. Ces Ag peuvent induire une réponse immune de type cellulaire spécifique : Ag de transplantation associés aux tumeurs (TATA). C'est l'expérience suivante de Foley en 1953 qui a conduit à la notion d'Ag des cancers, ensuite nommés TATA. Des souris C3H reçoivent, au niveau de la queue, un greffon d'une tumeur de C3H induite par une seule injection massive de méthylcholanthrène. Après développement de la tumeur, celle-ci est éliminée par section de la queue. La souris mutilée est devenue résistante à une nouvelle greffe de la même tumeur, mais pas à celle d'une autre tumeur au méthylcholanthrène. En effet chaque tumeur chimique à des TATA différents. Ces TATA sont des Ag du CMH de la souris qui ont muté sous l'influence du cancérigène. Comme ces mutations ne sont jamais les mêmes, les TATA varient d'une tumeur à l'autre et, par conséquent, sont des Ag spécifiques de chaque tumeur. En fait, une même tumeur peut être constituée de plusieurs clones avec des TATA différents.
Dans le cas des tumeurs virales, les Ag cibles de l'immunité cellulaire ne sont pas spécifiques de la tumeur mais du virus inducteur, donc les Ag sont les mêmes si le virus est le même.
Pour les tumeurs spontanées ou les tumeurs induites par les très faibles doses répétées de cancérigènes chimiques, il n'existe ni TATA, ni, assez souvent, d'Ag viraux. Dans ces cas, les Ag qui peuvent être à l'origine d'une immunité cellulaire sont des Ag normaux hyperexprimés sur les tumeurs. Plusieurs Ag du mélanome MelanA/MART1, tyrosinase, MAGE3 et gp100 sont utilisés pour vacciner les malades en utilisant les cellules dendritiques du sujet. On fait prendre en charge ces Ag in vitro par des cellules dendritiques du patient développées en culture puis réinjectées à ce malade. Une méthode analogue est utilisée pour d'autres cancers avec des résultats encourageants.
L'immunité cellulaire antitumorale fait intervenir différents effecteurs. D'abord des T cytotoxiques reconnaissant des Ag spécifiques des tumeurs, des virus inducteurs ou des Ag normaux hyper ou anormalement exprimés. Ainsi, souvent après une intervention chirurgicale sur leur tumeur, les sujets cancéreux ont dans le torrent circulatoire, les ganglions satellites de la tumeur ou surtout la tumeur, une activité cytotoxique spécifique (restreinte par les Ag du CMH) qui augmente nettement si on met pendant quelques jours, les lymphocytes en contact avec les cellules tumorales autologues ou avec de l'IL2.
Ensuite, sous l'influence de lymphokines produites spécifiquement par les lymphocytes T principalement, des cellules NKT, NK, LAK ou des macrophages vont détruire les cellules néoplasiques. Ainsi, les interférons (notamment l'IFNg synthétisé par les T) et l'IL2 augmentent la lyse des cellules cibles cancéreuses sensibles et font apparaître une cytotoxicité pour d'autres cellules cancéreuses normalement résistantes. De plus, les NK elles-mêmes, lorsqu'elles rencontrent leurs cellules cibles, produisent de l'IFNg et de l'IL2. Les fonctions de cytotoxicité et de cytostase des macrophages pour les cellules tumorales sont également accrues après activation des macrophages sous l'influence de l'IFNg et des autres facteurs à activité MAF.

V-PRODUCTION D'UNE IMMUNITE HUMORALE

V-1. Méthode d'étude

On peut apprécier la production des Ac effecteurs de l'immunité humorale, soit en titrant les Ac présents dans le torrent circulatoire, soit en numérant les cellules synthétisant ces Ac dans les organes lymphoïdes ou éventuellement le sang.

V-1.1./ Titrage des Ac dans le torrent circulatoire
Il se fait par les différentes techniques sérologiques (agglutination, précipitation, fixation du C, tests radioimmunologiques et immunoenzymatiques,... ).

V-1.2./ Numération des cellules productrices d'Ac
Elle est principalement réalisée chez la souris à partir de suspension de rate ou de ganglions, après sacrifice de l'animal, parfois à partir de prélèvements sanguins chez l'homme.
V-1.2.1./ Techniques de la microgoutte
Historiquement la plus ancienne, elle n'est plus utilisée. Des cellules B sont isolées en microgouttes, puis on détecte les Ac éventuellement produits dans le liquide de la goutte. Cette méthode nécessite une micromanipulation et ne permet d'étudier que très peu de cellules.
V.1.2.2./ Techniques avec détection intracytoplasmique des Ac
Les Ac sont mis en évidence en microscopie optique ou électronique dans le cytoplasme des plasmocytes, soit grâce à des Ag directement révélables (peroxydase, ferritine), soit par immunomarquage à deux couches (Ag non marqués et Ac marqués).
Ces procédés permettent une localisation précise des Ac dans le cytoplasme.
V-1.2.3./ Techniques des plages d'hémolyse (PH)
Elles sont applicables aux GR ou à des GR couplés à un Ag soluble.
* Plage d'hémolyse en gélose :
- technique directe de Jerne et Nordin (figure VI-20) : elle ne met en évidence que les Ac de classe IgM. Les IgG ne sont pas détectées car les Ac de cette classe nécessitent plusieurs milliers de molécules d'Ag par GR pour provoquer une hémolyse. Exceptionnellement, si chaque cellule produit de grandes quantités d'Ac, les IgG peuvent alors être révélées. Les IgA ne sont également pas mises en évidence par ce procédé car elles ne sont pas hémolytiques :
- technique indirecte de Dresser et Wortis ou Sterzl et Riha : on ajoute à la gélose des Ac anti-classe ou anti-sous-classe d'Ig.
*Plages d'hémolyse en couche mince directe ou indirecte de Cunningham et Szenberg (figure VI-21a) :
Elle est plus facile de réalisation et plus sensible.
Dans tous ces procédés, les cellules qui centrent les PH sont des plasmocytes.
V-1.2.4./ Technique immunoenzymatique ELISPOT
(Solid phase enzyme-linked immunospot) de Czerkinsky et coll (1983). Dans le procédé initial, la suspension de cellules mononucléées contenant les lymphocytes qui synthétisent les Ac est déposée dans des boîtes de Pétri en polystyrène sur le fond desquelles est fixé l'Ag. Après incubation à 37°C, les cellules sont rejetées. A la place de chaque cellule ayant sécrété les Ac correspondants, se trouvent ces Ac liés à l'Ag. Ils sont ultérieurement révélés sous forme de spots colorés, à l'aide d'un sérum anti-Ig totales (ou anti-classes ou sous-classes) conjugué à la peroxydase (le substrat de la peroxydase est ajouté après recouvrement du fond de la boite de Pétri avec de l'agarose). Actuellement, on remplace la boïte par des microplaques dont le fond est constitué par une feuille nitrocellulose poreuse (figureVI-21b).
V-1.2.5./ Immunocytoadhérence ou technique des rosettes
Décrite par Zaalberg d'une part, et Biozzi d'autre part, elle est applicable à des Ag particulés comme les GR.
Les cellules au centre des rosettes (figure VI-22) formées quand on pratique cette technique, sont des plasmocytes produisant des Ac (aspect surtout en Morula), des lymphocytes B (précurseurs ou cellules mémoires) et peut-être certains lymphocytes T suppresseurs capables de reconnaître directement l'Ag. Dans ce dernier cas, les rosettes T seraient moins solides que les B et pourraient se dissocier lors de la remise en suspension. Enfin, des leucocytes à récepteurs de membranes pour les Ig tels que les macrophages peuvent également être mis en évidence grâce à ce procédé par fixation des Ac à leur surface. Cependant, dans la technique où l'incubation est prolongée une nuit à +4°C, les macrophages restent collés aux parois du tube. Du fait de l'hétérogénéité des cellules détectées, cette méthode n'est pratiquement plus utilisée.
V-1.2.6./ Bruit de fond ou "background"
C'est le nombre de PH, spots ou rosettes qui existe avant toute immunisation patente. Pour les GRM, il est chez la souris en moyenne de 100 PH et de 50.000 rosettes par rate.
Différentes raisons peuvent expliquer le background. Pour les PH, il s'agit d'immunisations à bas bruit par des Ag bactériens ayant une antigénicité croisée avec les GR. Ainsi, les animaux germ-free ont un background pratiquement nul. Pour les rosettes, le background correspond en plus à un petit nombre de T avec récepteurs TcR avides et non restreints par les Ag du CMH, aux précurseurs B reconnaissant l'Ag et aux macrophages ayant fixé des Ac cytophiles "naturels".
Chez la souris non immunisée, thymectomisée à l'âge adulte, les rosettes GRM ont servi à Bach et Dardenne pour doser la thymuline (hormone thymique intervenant dans la différenciation des thymocytes). Ces rosettes seraient principalement centrées par des T CD8+ capables de lier les GRM.

V-2. Produits de la réponse humorale

Nous envisagerons d'abord la réponse in vivo, puis in vitro.

V-2.1./ Réponse in vivo
Cette réponse est très différente selon que l'Ag est thymodépendant ou thymo-indépendant.
V-2.1.1./ Ag thymodépendant
La réponse immune n'est pas la même lorsque l'Ag est pour la première fois au contact de l'organisme (réponse primaire) ou pour la seconde fois (réponse secondaire) et s'il pénètre par voie parentérale ou muqueuse..
V-2.1.1.1./ Réponse primaire
-a- Dosage des Ac (figure VI-23)
a1 / Cinétique : Le taux des Ac circulants évolue en 3 périodes :
- Période de latence : on ne détecte pas d'Ac circulants. Elle est de durée très variable. Habituellement, avec un bon Ag à dose optimale, cette période dure 4 à 6 jours.
- Phase de croissance : le taux d'Ac croît exponentiellement avec un pic maximum à 10 jours en moyenne.
- Phase de décroissance : le taux d'Ac circulants décroît au moment où il y a plus d'Ac détruits que d'Ac synthétisés.
a2 / Qualité des Ac produits
- Classes des Ig : si l'Ag pénètre par voie parentérale, au début on détecte des Ac de classe IgM, puis des Ac de classe IgG et IgA. Les IgG sont généralement mises en évidence 48 h après l'apparition des IgM. Le taux des IgM, après une croissance rapide exponentielle, arrive à un maximum en moyenne en 8 jours, puis décroît régulièrement assez vite. Le taux des IgG augmente plus lentement et de façon plus prolongée. Il atteint alors un plateau plus élevé que celui des IgM et persiste plusieurs semaines. Enfin, le taux des IgG décroît lentement. Les IgA ont une évolution analogue à celle des IgG.
Lorsque l'Ag pénètre par voie transmuqueuse, on constate en plus la présence d'Ac de type IgA et IgM secrétoires dans les sécrétions au niveau de la muqueuse au travers de laquelle l'Ag est passé, mais aussi dans celles d'autres muqueuses.
- Affinité des Ac synthétisés : l'affinité des Ac, surtout de classe IgG, augmente (jusqu'à 1000 fois) avec la durée de l'immunisation. Cela est dû en partie au fait qu'il y a compétition pour l'Ag dont la quantité diminue rapidement, entre les Ac produits et les récepteurs périphériques des clones de cellules B. Seuls les clones de forte avidité sont alors concernés dans cette période tardive. Donc l'affinité croît avec le temps.
- Augmentation du nombre de spécificités reconnues par les Ac : Le nombre des épitopes reconnus par les Ac augmente car la période de latence n'est pas la même pour les Ac reconnaissant des épitopes différents.
-b- Numération des cellules produisant les Ac (figure VI-24)
C'est principalement chez la souris que les études ont été faites. Les résultats dépendent de la voie d'introduction.
b1 / GR hétérologues injectés par voie intrapéritonéale (I.P) ou intraveineuse (I.V)
Les premières PH spléniques sont de type IgM. Le nombre maximum de ces PH directes est obtenu au bout de 4 jours (1000 PH par millon de cellules spléniques ou 100 000 PH par rate). Dès le lendemain, le nombre des PH directes commence à décroître et il y a apparition des PH indirectes de classe IgG et IgA. Ce passage des PH directes aux PH indirectes est le phénomène de la commutation (switch). Il correspond à la synthèse successive par une même cellule B d'abord d'IgM puis d'IgG, d'IgA ou d'IgE. Au moment de ce passage, la cellule contient pendant un temps très bref, à la fois des IgM et des IgG ou des IgA ou des IgE.
On trouve transitoirement un petit nombre de cellules donnant des PH dans le torrent circulatoire et dans les autres organes lymphoïdes. Ces PH des autres organes lymphoïdes résultent de l'arrivée, soit de lymphocytes déjà stimulés par l'Ag, soit d'une petite quantité d'Ag dans ces organes.
b2 / GR hétérologues administrés par voie SC dans la sole plantaire
Les premières PH directes sont détectées au bout de 2 jours dans les ganglions poplités satellites du lieu d'injection. Au 4ème jour, le nombre de PH directes est maximum (500 PH par millon de cellules ganglionnaires en moyenne), puis il diminue à partir du 5ème jour. Les PH indirectes font leur apparition au 5ème jour et leur nombre atteint une valeur maximum (analogue à celle des PH directes) au 6ème jour. Par la suite, ce nombre va chuter, mais avec des oscillations successives.
Dans les autres organes lymphoïdes notamment la rate, on peut noter avec retardement un accroissement faible du nombre de PH.
b3 /Ag pénétrant par voie muqueuse (muqueuses digestives ou respiratoires) :
A l'aide de la technique des PH, on constate dans les muqueuses la synthèse d'Ac de classe IgM et IgA qui seront principalement déversées dans les sécrétions digestives ou bronchiques sous forme d'IgM sécrétoires et surtout d'IgA sécrétoires résistantes à la protéolyse, et par conséquent actives localement. Des cellules formant des PH directes, puis indirectes sont également présentes dans les ganglions satellites.
V-2.1.1.2./ Réponse secondaire
Elle est le résultat de la production de cellules mémoires au cours de la réponse primaire. On met en évidence la réponse secondaire en injectant une seconde fois le même Ag. Pour obtenir une réponse secondaire, il faut qu'un délai minimum se soit écoulé entre la première et la seconde administration de l'Ag. Ce délai est variable, mais il est, au minimum et le plus souvent, d'une semaine. La réponse secondaire est caractérisée par une élévation précoce (période de latence 2 fois plus courte que lors de la réponse primaire) et rapide du taux des Ac dont le maximum est bien plus haut qu'en réponse primaire. En réponse secondaire, les Ac sont dès le début des IgG de forte affinité, associés à des Ac de classe IgM. Ces IgG persistent à un taux élevé de façon prolongée (figure VI-23). En réponse secondaire, les PH de classe IgG apparaissent d'emblée, car les IgG ne sont plus synthétisées à la suite d'une commutation IgM-IgG des plasmocytes comme en réponse primaire, mais immédiatement à partir des B mémoires à IgG de membrane spécifiques de l'Ag produites en grand nombre lors de la réponse primaire. En effet, lors de la première injection de l'Ag, une partie des B à IgM et IgD de membrane spécifiques de l'Ag s'est multipliée, puis différenciée en plasmocytes sécrétant les Ac correspondants. En même temps, une autre partie de ces B s'est multipliée, puis a subi une commutation qui l'a transformée en B à IgG ou IgA de surface sans différenciation préalable en plasmocytes à IgM.
Lorsque l'Ag utilisé en immunisation secondaire n'est pas identique à celui employé en injection primaire, mais présente une antigénicité croisée avec lui, la réponse secondaire est obtenue aussi bien pour les épitopes communs que pour les épitopes propres au premier Ag : c'est le "péché originel" antigénique. Dans ce cas, les cellules mémoires T (dont nous verrons qu'elles représentent une partie de la mémoire immunologique) spécifiques de la partie commune avec le premièr Ag, du second Ag, vont libérer des cytokines qui vont entraîner la proliféraion et la différentiation en plasmocytes, non seulement des lymphocytes B reconnaissant la partie commune, mais encore de ceux spécifiques des portions différentes. On peut également observer l'apparition précoce d'IgG, comme en réponse secondaire, chez un sujet immunisé une première fois avec un Ag et recevant dans les semaines suivantes un activateur polyclonal. Dans ce cas, des cellules mémoires B (qui représentent la seconde partie de la mémoire immunologique) à IgG spécifiques d'un Ag se sont accumulées et vont se différencier en plasmocytes sécrétant des IgG à l'occasion d'une stimulation non spécifique provoquée par l'activateur polyclonal.
La dose d'Ag nécessaire pour induire une mémoire immunologique est bien plus basse que celle qui provoque la synthèse d'Ac en réponse primaire. La mémoire est augmentée si l'on injecte à la place de l'Ag (injection primaire) un mélange Ag-Ac de classe IgG en excès d'Ag.
La numération, dans la rate, des cellules formant des PH en réponse secondaire montre, quand l'Ag est administré en IP ou IV, une courbe des PH-IgM analogue à celle de la réponse primaire, mais en général moins haute. La courbe des PH-IgG débute dès les premières 24 h qui suivent l'injection secondaire pour atteindre en quelques jours un plateau durable.
L'existence des cellules mémoires a d'abord été suggérée par l'expérience de Mitchison (figure VI-25). Des cellules spléniques de souris immunisées avec un haptène transporteur 1 sont transférées à des souris isogéniques irradiées. L'injection à ces receveurs de l'haptène transporteur 1 donne une réponse secondaire anti-haptène, alors que l'injection de l'haptène couplé à un transporteur 2 différent du premier transporteur n'induit qu'une réponse du niveau de la réponse primaire anti-haptène, mais un peu plus forte que normalement. Par contre, si les receveurs irradiés ont été reconstitués à la fois avec des cellules spléniques de souris immunisées avec l'haptène transporteur 1 et de souris seulement immunisées avec le transporteur 2, ils ne donnent une réponse secondaire anti-haptène que si l'on utilise comme Ag, l'haptène transporteur 1 ou l'haptène transporteur 2. Si les receveurs irradiés ne reçoivent que les cellules de rate de souris immunisées avec le transporteur 2, la réponse anti-haptène après injection de l'haptène transporteur 2 est un peu moins élevée que lorsque les souris sont reconstituées avec un mélange de cellules spléniques de donneurs immunisés à l'aide de l'haptène-transporteur 1 et de donneurs immunisés à l'aide du transporteur 2. Donc, le niveau de la réponse dépend de 2 types de cellules mémoires : l'un reconnaissant l'haptène (souris immunisées avec l'haptène-transporteur 1) et l'autre le transporteur (souris immunisées avec le transporteur 2). Ces 2 types cellulaires sont respectivement les B et les T.
V-2.1.2./ Ag thymo-indépendants
Le plus souvent l'injection primaire ou secondaire d'Ag thymo-indépendants n'induit qu'une réponse Ac de classe IgM et pas plus élevée dans le second que dans le premier cas. Ce sont les lymphocytes B de la zone marginale de la rate qui répondent préférentiellement à la pénétration d'un Ag thymodépendant, principalement Ag TI de type 2.

V-2.2./ Réponse in vitro
Elle est obtenue plus ou moins facilement, selon que l'on est en réponse primaire ou secondaire, en cultivant dans un milieu riche, des cellules mononucléées spléniques, ganglionnaires ou du torrent circulatoire en présence de l'Ag et sous atmosphère de CO2.
V-2.2.1./ Réponse primaire
Elle est plus délicate à induire que la réponse secondaire, et fait appel à 2 grands types de techniques :
-a- Technique de Mishell et Dutton : la culture est réalisée en boîte de Pétri dans un milieu enrichi contenant du sérum de veau foetal et l'Ag. Une agitation lente est appliquée durant toute la culture. De plus, on rajoute journellement une petite quantité de milieu neuf. Dans ces conditions, le nombre des PH directes croît jusqu'au 6ème jour alors qu'in vivo, les PH directes commencent à décroître avant (5ème jour).
-b- Technique de Marbrook : Les suspensions de cellules mélangées à l'Ag reposent sur une membrane de dialyse baignant dans un réservoir contenant le milieu de culture. Dans ce cas, il n'y a ni agitation, ni adjonction journalière de milieu.
Le plus souvent avec ces deux techniques, il apparaît des PH directes et plus rarement des PH indirects
L'immunisation in vitro est très utile pour étudier le rôle respectif des différentes populations cellulaires et leurs interactions dans la réponse humorale. Ces phénomènes recouvrent la notion de coopération cellulaire pour la production des Ac.
V-2.2.2./ Réponse secondaire
On l'obtient facilement en ajoutant l'Ag dans des cultures réalisées à partir de sujets ayant eu une immunisation primaire in vivo.

V-3 Coopération cellulaire pour la réponse humorale vis-à-vis des Ag thymodépendants

V-3.1./ Découverte de la coopération cellulaire dans la réponse humorale
La réponse humorale vis-à-vis des Ag thymodépendants nécessite la présence de plusieurs types cellulaires qui doivent communiquer entre eux pour aboutir à une synthèse convenable des Ac. C'est la coopération cellulaire dont la réalité s'est faite jour petit à petit à la suite de constatations expérimentales successives in vivo et in vitro.
Claman (1966) montre, chez les souris irradiées, que l'on peut reconstituer rapidement leur faculté de produire des Ac anti-GRM en leur injectant simultanément des cellules du thymus et de la moelle osseuse. Donc 2 types de cellules sont nécessaires, l'une est d'origine thymique et l'autre médullaire.
Mosier et Coppleson (1968) étudiant la réponse in vitro anti-GRM, signalent que si l'on exprime en log le nombre de PH anti-GRM par rapport à un nombre croissant de cellules spléniques présent dans la culture, la courbe est une droite de pente 3. Donc, pour aboutir à la synthèse des Ac, il y a interactions entre au moins 3 variétés différentes de cellules dont les chances de rencontre augmentent avec le nombre de ces cellules contenues dans un même volume initial. En se mettant en excès de cellules spléniques adhérentes, la pente est de 2 et elle n'est plus que de 1 si l'on est en excès de cellules non adhérentes. Comme les cellules adhérentes sont les macrophages et les cellules dendritiques, et les cellules non adhérentes des lymphocytes, les 3 types cellulaires nécessaires pour la synthèse d'Ac sont en tenant compte des résultats antérieurs : les cellules présentant l'Ag (macrophages, cellules dendritiques), les cellules T et les cellules B (figure VI-26a).
On savait d'ailleurs depuis longtemps que les macrophages étaient importants pour la réponse immune. En effet, l'injection d'encre de chine gêne la réponse immune car les particules de carbone s'accumulent dans les macrophages et bloquent leurs fonctions.
De plus, l'intervention indispensable des macrophages et des lymphocytes T et B est confirmée par l'étude de la réponse humorale in vitro au cours de laquelle il suffit d'éliminer de la culture l'un des 3 types cellulaires précédents pour empêcher la production normale d'Ac.
L'expérience de Raff (1970) (figure VI-26b) permet de préciser les portions de l'Ag reconnues respectivement par les T et les B lorsque celui-ci est un haptène-transporteur. Cet auteur utilise comme Mitchison des souris immunisées depuis 10 semaines soit par un haptène (DNP)-transporteur 1, soit par un transporteur 2. Des suspensions de ces rates traitées ou non par un sérum anti-Thy1 et du complément servent à reconstituer des souris isogéniques irradiées. Après immunisation de ces dernières avec le DNP-transporteur 2, on titre les Ac anti-DNP dans leur sérum. La réponse est élevée si la souris reçoit simultanément les cellules spléniques (non traitées ou traitées) provenant de souris immunisées avec le DNP-transporteur 1 et des cellules non traitées des souris immunisées avec le transporteur 2. Donc, les cellules reconnaissant le DNP sont insensibles à l'anti-Thy1 + complément alors que celles qui sont spécifiques du transporteur sont sensibles à ce mélange. Par conséquent, ces dernières sont des lymphocytes T.
Les Ac sont synthétisés par des lymphocytes B qui se sont divisés avant de se transformer en plasmocytes. Ces lymphocytes B reconnaissent l'haptène, alors que les T sont surtout spécifiques du transporteur et coopèrent avec les B pour la synthèse des Ac. De plus, en réponse secondaire, nous avons vu que l'expérience de Mitchison mettait en évidence l'existence de 2 types de cellules mémoires produits lors de la réponse primaire : le premier est spécifique de l'haptène, le second reconnaît le porteur. Il s'agit donc respectivement des lymphocytes B et T. On peut généraliser les conclusions précédentes, car tout Ag peut être ramené à des structures se comportant comme des haptènes et des structures ayant le rôle de transporteur.
Enfin, on peut préciser que les précurseurs des lymphocytes B produisant les Ac sont des cellules qui fixent l'Ag avec suffisament d'avidité par leurs récepteurs de surface pour former des rosettes d'immunocyto-adhérence. De plus ces cellules sont détruites si l'Ag mis à leur contact est fortement marqué par un isotope radioactif. Cette dernière situation est nommée suicide immunologique. En revanche, comme les récepteurs des T coopérants ne reconnaissent que des fragments de l'Ag associés aux Ag du CMH autologue, ces cellules ne sont pas tuées par un Ag très radioactif. En débarrassant une suspension splénique des cellules formant des rosettes avec un Ag particulé, ou de celles qui se lient fortement à un Ag très radioactif, on élimine les lymphocytes B spécifiques de l'Ag et on fait perdre à cette suspension la faculté de synthétiser des Ac contre cet Ag, mais non contre d'autres Ag sans antigénicité croisée avec le premier.
La réponse vis-à-vis des Ag thymo-indépendants fait aussi intervenir une coopération cellulaire, mais essentiellement entre les lymphocytes B et les macrophages ou les cellules dendritiques et seulement des IgM sont produites. Cependant, si les Ag thymo-indépendants sont conjugués à une protéine immunogéne, des lymphocytes T reconnaissant cette protéine peuvent intervenir et des Ac de classes autres que les IgM apparaissent. Sur le plan pratique, ces constatations ont conduit à la production de vaccins contre des polysaccharides par exemple ceux des vaccins antiméningocoques. L'utilisation de vaccins constitués par des polysaccharidiques capsulaires des méningocoques A et C, Y et W 135 n'est recommandée qu'à partir de l'âge de 2 ans, car non ou peu immunogènes avant cet age, sauf pour le polysaccharide du groupe A qui est immunogène déjà chez le nourrisson. En revanche, le polysaccharide du groupe B n'est pas immunogène et ne peut servir de vaccin. En se référant aux résultats obtenues avec Haemophilus influenzae du groupe B et avec les pneumocoques, des vaccins faisant appel à des polysaccharides capsulaires des méningocoques conjugués à des protéines porteuses (anatoxine ou toxine mutée de C. diphteriae) ont été produits et se sont montrés très efficaces même chez les nourrissons avec production d'Ac se classe IgM, mais auss IgG.
Cependant, à cause de la parenté antigénique du polysaccharide B avec l'acide N-acétyl-neuraminique, composant des cellules cérébrales, le vaccin conjugué B reste peu immunogène et risque d'induire une auto-immunisation.

V-3.2./ Mécanismes de la coopération cellulaire
Les cellules présentant l'Ag (CpAg) captent, préparent (protéolyse), puis présentent l'Ag aux lymphocytes T. Ces derniers vont être activés s'ils reçoivent au moins 2 signaux, l'un provenant de l'Ag, l'autre constitué par des facteurs sécrétés par les CpAg et par des molécules de surface de ces cellules. Les lymphocytes T activés vont excréter des facteurs solubles et exposer sur leur membrane plasmique des molécules qui se comportent comme des seconds signaux pour les B. Le premier signal est l'Ag (libre ou sous forme de complexes immuns) fixé au niveau du BcR.
V-3.2.1./ Rôle des cellules présentant l'Ag (CpAg)
Les CpAg initialement identifiées sont les macrophages, puis les cellules dendritiques, enfin les lymphocytes B se sont aussi révèlés être des CpAg professionnelles.
V-3.2.1.1./ Macrophages
Les interactions entre les macrophages et les lymphocytes se font par contacts directs entre ces cellules, mais aussi par l'intermédiaire de facteurs solubles d'origine macrophagique.
-a- Contacts macrophages-lymphocytes : Les lymphocytes prennent notamment contact avec les macrophages par leurs uropodes.
Le rôle du CMH dans les interactions macrophages/ lymphocytes apparaît dans l'expérience suivante :
In vitro les macrophages syngéniques, semi-allogéniques ou allogéniques permettent d'obtenir une réponse primaire plus ou moins importante. Par contre, il n'y a de réponse secondaire que si les macrophages utilisés ont un Ag majeur d'histocompatibilité de classe II identique à celui des macrophages ayant servi lors de la réponse primaire. Donc, il y a eu sélection, lors de la réponse primaire, des T reconnaissant l'Ag en présence de l'Ag majeur d'histocompatibilité de classe II des macrophages. Cette constatation attire l'attention sur le rôle primordial de l'Ag majeur d'histocompatibilité dans la communication macrophage/lymphocyte. Ce phénomène correspond à la restriction par le CMH (Zinkernagel). D'autres contacts se font par d'autres molécules d'adhésion que nous verrons dans le paragraphe des mécanismes d'action des macrophages.
-b- Production des monokines : Les monokines sont des cytokines synthétisées entre autres par les macrophages. Certaines favorisent la réponse humorale comme les interleukines 1 et 6 (IL1 et IL6), d'autres peuvent l'inhiber (TGFb, PGE2). L'IL1 est un facteur de croissance pour les TCD4+ de type TH2, mais non pour les TH1 et les TCD8+.
-c- Mécanismes d'action des macrophages : Les macrophages fixent l'Ag à leur surface (des Ac préexistants favorisent cette fixation), puis l'Ag est internalisé par endocytose. On le trouve dans les vacuoles intracytoplasmiques à l'intérieur desquelles il est dégradé. Les peptides résultant de cette digestion, gagnent alors, associés aux Ag de classe II, la surface de la cellule où ils sont exposés sur la membrane cytoplasmique dans le sillon des Ag du CMH de classe II (voir chapitre VIII). Enfin ils sont proposés aux lymphocytes T qui reconnaissent l'ensemble peptide/Ag du CMH de classe II syngénique (figure VI-27). Les macrophages sont des CpAg qui interviennent préférentiellement si les Ag sont particulés. Parfois certains Ag peptidiques peuvent, sans protéolyse préalable, s'insinuer dans le sillon d'Ag de classe II non occupé (ces derniers sont peu nombreux et ont une vie très courte) par des peptides et être présentés aux lymphocytes TCD4+ TH2.
En plus de la liaison, d'assez faible affinité, entre macrophages et lymphocytes T représentée par le complexe Ag de classe II/peptide d'un côté et le TcR de l'autre, le lien solide entre ces 2 types cellulaires est assuré sur le lymphocyte T principalement par le CD4, le CD2, le LFA1 et le CD28 complémentaires sur le macrophage, respectivement de la partie conservée de l'Ag de classe II, du LFA3, des ICAM1, 2 et 3 et des B7. Ces différentes molécules sont des molécules d'adhésion.
Les macrophages agissent également par l'intermédiaire de facteurs solubles tels que les interleukines 1 et 6 qui ont un effet mitogène sur les lymphocytes T activés par l'Ag. L'IL1 et l'IL6 favorisent aussi la prolifération des lymphocytes B ayant lié l'Ag qui leur correspond (tableau VI-IV).
Certaines molécules d'adhésion et certaines des monokines se comportent comme des cofacteurs d'activation des B (second signal), le premier facteur étant l'Ag (1er signal).
Pour les Ag thymindépendants, les macrophages ne jouent pas de rôle de présentation de l'Ag en liaison avec l'Ag du CMH de classe II, mais ils interviennent par l'intermédiaire des IL1 et IL6 actives sur les lymphocytes B.
V-3.2.1.2./ Cellules dendritiques
Les différents types de cellules dendritiques proprement dites, notamment celles de l'épiderme (cellules de Langerhans), des ganglions et de la rate, ont un rôle voisin de celui des macrophages. Ces cellules peuvent exprimer, sur leur membrane plasmique des Ag de classe II dont la majorité a le sillon occupée par des peptides d'Ag internalisés et protéolysés et dont une minorité a le sillon inoccupé : ceci leur donne la possibilité de fixer des peptides antigéniques qu'ils rencontreraient. Sous leur forme immature, elles peuvent capturer tous les Ag. Les cellules dendritiques transmettent l'information antigénique aux T de façon analogue à ce que font les macrophages
Les cellules dendritiques folliculaires ont la faculté de capturer et de laisser exposer sur leur surface, de façon prolongée, des Ag étrangers thymodépendents ou thymo-indépendents, pour les présenter aux lymphocytes B. Cette capture dépend d'Ac préexistants fixés à la membrane cytoplasmique par des récepteurs pour le Fc des Ig (FcRIIB). Des complexes immuns peuvent également être liés à la cellule par les CR2 de celle-ci. L'Ag est peu internalisé.
Les cytokines des cellules dendritiques peuvent coopérer avec les lymphocytes B (réponse thymodépendente ou indépendante) ou les lymphocytes T.
V-3.2.1.3/ Lymphocytes B
Les lymphocytes B jouent un rôle important grâce à leurs facultés d'une part, d'internalisation de l'Ag combiné avec leurs récepteurs immunoglobuliniques membranaires et d'autre part de réexpression en surface de fragments peptidiques de cet Ag. Les lymphocytes B ne sont mis à contribution que si l'Ag est soluble, car ces cellules ne peuvent capter et digérer des Ag particulés comme les bactéries par exemple.
V-3.2.1.4/ Autres cellules présentant l'Ag
Des cellules, autres que les macrophages, les cellules dendritiques et les lymphocytes B, sont capables de se comporter, de façon exceptionnelle, comme des cellules présentant l'Ag. Elles ont toutes la caractéristique de posséder à leur surface les Ag d'histocompatibilité de classe II. Il s'agit des cellules endothéliales et des cellules exprimant anormalement des Ag du CMH de classe II, comme les astrocytes. Pour agir comme cellules présentant l'Ag, ces cellules doivent avoir la faculté de produire des cytokines à activité coopérante et/ou exprimer des cofacteurs de membrane. Les T activés devenus classe II+ peuvent éventuellement se comporter comme des CpAg.
V-3.2.2/ Rôle des lymphocytes B et T : nature de la coopération B-T
Nous avons vu que seuls les lymphocytes B synthétisent les Ac. Cependant, les lymphocytes T sont indispensables à une réponse humorale convenable vis à vis des Ag thymodépendants. On dit qu'ils apportent leur coopération aux lymphocytes B. Deux types de lymphocytes T coopérants existent : l'un d'eux, le plus anciennement connu et le plus important, est spécifique de l'Ag, l'autre reconnaît l'idiotype de l'Ac produit dans un premier temps.
V-3.2.2.1/ T coopérants spécifiques de l'Ag
La coopération B/T se fait à faible distance par l'intermédiaire des différentes lymphokines produites par les T spécifiques de l'Ag et par des molécules d'adhésion unissant les T aux B, les unes et les autres participant à la stimulation des B.
V-3.2.2.2/ T coopérants spécifiques de l'idiotype
MacNamara et Kohler ont décrit au cours de la réponse immune contre la phosphorylcholine un deuxième type de lymphocytes T coopérant spécifique de l'idiotype majeur des Ac anti-phosphorylcholine appelé T15. Dans ce cas, la coopération se fait sans doute par l'intermédiaire du TcR reconnaissant des fragments antigéniques de l'idiotope, exprimés dans le sillon des Ag de classe II du lymphocyte B (figure VI-28).
V-3.2.3./ Facteurs coopérants
Des facteurs coopérants T spécifiques de différents épitopes de l'Ag ont d'abord été décrits, mais leur existence n'a pas été confirmée. Par contre, plusieurs facteurs coopérants T non spécifiques, faisant partie des cytokines, ont été isolés, séquencés et synthétisés.
Nous indiquons dans les lignes qui suivent des activités coopérantes partagées par plusieurs de ces facteurs non spécifiques. Les facteurs sont produits par des lymphocytes T stimulés par l'IL1 ou l'IL6 et en plus par l'Ag ou une lectine.
-a- Facteurs de croissance des T, activité de type"T cell growth factor" (TCGF). Ils provoquent la multiplication des lymphocytes T qui expriment les récepteurs de surface correspondant à ces facteurs.
-b- Facteurs de croissance des B, activité de type "B cell growth factor" (BCGF). Ils conduisent à la multiplication des lymphocytes B qui ont fixé l'Ag ou une lectine.
-c- Facteurs de différenciation des B, activité de type"B cell differentiating factor" (BCDF). Certains de ces facteurs sont responsables de la différenciation en plasmocytes produisant des IgM, d'autres de celle en plasmocytes à IgG, IgA ou IgE.
-d- Molécules à activité de type "B cell maturation factor" (BCMF). Elles se comportent comme des lectines en permettant la multiplication des B et surtout leur transformation en plasmocytes sécrétant des Ac sans qu'il soit nécessaire que les B soient activés au préalable par l'Ag ou une lectine.
V-3.2.4./ Interactions des TCD4+ et des TCD8+ avec les CpAg
Les modes d'intervention des facteurs coopérants figure VI-29 et les principales interleukines à activité coopérante se trouvent dans le tableau VI-IV.
Les lymphocytes T coopérants sont des cellules CD4+ que Mosman a divisé chez la souris en plusieurs catégories : les TH1 et les TH2.
Les TH1 synthétisant de l'IL2, de l'IFNg et du TNFb sont responsables des phénomènes d'HSR. Au contraire, les TH2 sont des T coopérants de la réponse humorale qui produisent de l'IL4, de l'IL5 et de l'IL13 et ne sont pas impliqués dans l'HSR. L'IL3 a pour origine aussi bien les TH1 que les TH2. Le GCSF est surtout synthétisé par TH1. De plus, les TH2 libèrent de l'IL10 qui a un effet inhibiteur sur la production d'IFNg et des autres lymphokines par les TH1 (tableau VI-Va). En fait, il existe entre ces 2 types extrêmes, d'une part des clones TH0 qui produisent l'ensemble des cytokines des TH1 et TH2 et d'autre part des clones à profil de cytokines intermédiaires. Les CD4+ acquièrent le type TH1 ou TH2 après stimulation chronique par l'Ag. Lorsque, l'Ag est présenté par les lymphocytes B aux T CD4+ TH0, ces derniers acquièrent préférentiellement le type TH2.
La dichotomie TH1/TH2 est particulièrement nette au cours des infections parasitaires. Ainsi, des souches de souris susceptibles à l'infection par leishmania majeure, développent préférentiellement des TH2 spécifiques du protozoaire. En revanche, les souris résistantes sont protégées par une immunité dépendant de la production de TH1 spécifiques. Le traitement des souches résistantes par des Ac monoclonaux anti-IFNg les rend sensibles à l'infection et permet l'apparition de TH2 spécifiques des leishmanies. Inversement, celui des souches sensibles par des Ac monoclonaux anti-IL4, les transforme en souches résistantes avec apparition d'une immunité TH2 spécifiques.
Chez l'homme, des clones de T CD4+ spécifiques d'un allergène, ressemblant aux TH1 de la souris, ont été obtenus à partir de lymphocytes de sujets porteurs de lésions cutanées d'hypersensibilité retardée au Nickel. Des clones, voisins des TH2 de la souris, spécifiques d'un allergène ont été sélectionnés chez des malades souffrant d'allergies atopiques (anaphylaxie). Le tableau VI-Va résume les caractéristiques des TH1 et TH2 de l'homme.
La coopération T-B se fait entre lymphocytes T CD4+TH2 (mais aussi au début de la réponse primaire entre T CD4+TH0) et lymphocytes B.
* Si, en réponse secondaire, les B au repos sont les seules CpAg, elles vont activer les CD4+. Ces T CD4+ coopérent alors avec les B. Dans ces interactions cellulaires, interviennent les étapes et les molécules suivantes : pour que les T CD4+ soient activés il faut, en plus du contact avec l'Ag, des liaisons avec les B par l'intermédiaire de couples de molécules comme CD4/classe II, CD28/CD80 (B7.1) ou B7.2, LFA1/ICAM1, CD2/LFA3... Les T activés expriment alors des Ag de surface qui, sans restriction par les Ag du CMH, stimulent les lymphocytes B après liaison avec des ligands de la membrane de ces lymphocytes. Ainsi, les membranes isolées de T coopérants activés font entrer les B dans les cycles de mitose Go à G1. Les molécules de surface responsables sont sur les T, la gp39 et sur les B, le CD40. Ensuite, les B progressent de G1 à S, grâce à l'intervention d'IL4 (figure VI-30a). Enfin, les cytokines à activité BCDF conduisent les lymphocytes B au stade de plasmocytes sécrétant des Ac de différentes classes.
Les B au repos peuvent activer les TH2, mais pas les TH1 et ces TH1, non seulement ne sont pas activés, mais ne répondent plus ensuite à l'Ag en cause. Ils sont donc devenus spécifiquement tolérants à l'Ag.
* Si les seules CpAg sont les cellules dendritiques, elles stimulent aussi bien les TH2 que les TH1 en réponse primaire ou secondaire.
* Si les CpAg sont seulement représentées par les macrophages, ils fonctionnent mieux en réponse secondaire qu'en réponse primaire.
Les 3 types de CpAg agissent généralement de façon simultanée et plutôt en synergie. En réponse primaire les cellules dendritiques sont les plus efficaces. En réponse secondaire, les 3 variétés de CpAg interviennent (figure VI-30b).
La figure VI-30c montre le rôle de différentes cytokines sur l'orientation (polarisation) que prendra la différenciation des TH0, soit dans le sens TH1, soit dans le sens TH2.
Les cytokines influencent aussi la différenciation des CD8+TH0 soit en CD8+ TH1 ou TH2, soit en T CD8-CD4- de type TH2 comme le montre la figure VI-30d. Les TCD8+ fortement activées en présence de taux élevés d'IL4 donnent des T CD8-CD4- produisant des cytokines de type TH2.
V-3.2.5./ Interactions des B avec les cellules dendritiques folliculaires
Les cellules dendritiques folliculaires conservent très longtemps l'Ag intact à leur surface, sous forme de complexes immuns fixés sur leurs récepteurs FcgRIIb et leurs récepteurs CR2 (CD21) pour C3 b. Les BcR des B se combineront à l'Ag natif et les CD21 de ces B se lieront au complexe immun. Les B seront alors activés car, en plus du premier signal ayant pour origine le BcR, un signal positif issu des CD21 surpasse le signal négatif qui peut provenir de leurs FcgRIIb.
Les cellules dendritiques folliculaires ont en plus la faculté de libérer par exocytose des particules (0,25 à 0,38 mm de diamètre) (iccosomes ou immune complex coated bodies) dont l'enveloppe, partie de la membrane plasmique des cellules dendritiques folliculaires, comprend des FcgRIIb et des CD21 ayant capturé des complexes immuns. Les B des centres germinatifs vont, après fixation des iccosomes grâce sans doute à leurs BcR, CD21 et FcgRIIb, les endocyter, apprêter l'Ag et présenter les peptides aux lymphocytes T qui en retour coopéreront avec les B.
V-3.2.6./ Molécules de surface intervenant dans la coopérationT/B
Le tableau VI-Vb fait le récapitulatif des molécules de surface des T et B participant aux interactions T/B au cours de la coopération entre ces cellules. Ces molécules permettent l'adhésion des T et B entre elles et sont le point de départ de signaux de stimulation et de costimulation.
V-3.2.7./ Coopération aboutissant à la production d'Ac IgAs et IgA (figure VI-31a et VI-31b)
La production majoritaire d'Ac IgAs survient lorsque l'Ag ingéré ou inhalé va être capté par les cellules épithéliales microvilleuses M de la muqueuse (cellules à fort pouvoir de pinocytose et de phagocytose), puis être transféré sans dégradation aux macrophages ou aux cellules B de la région. Les macrophages peuvent alors apporter les fragments peptidiques de l'Ag liés aux Ag du CMH autologue de classe II jusqu'aux T de la muqueuse. Les B ne vont pas se différencier sur place en plasmocytes, mais les B à IgM de membrane, sous l'influence de lymphokines des T coopérants, sont le siège d'une commutation qui les transforme en B à IgA de membrane. Ces B à IgA de membrane migrent alors jusqu'aux ganglions satellites (mésentériques ou pulmonaires), puis passent dans les canaux lymphatiques et le torrent circulatoire. Enfin, on les retrouve à distance au niveau de toutes les muqueuses (appareil respiratoire ; glandes mammaires, salivaires et lacrymales ; tissus génito-urinaires ; lamina propria du tube digestif). C'est à ce niveau que les B finissent leur différenciation en plasmocytes à IgA. Donc, la stimulation par l'Ag se produit dans une muqueuse et la synthèse des IgA se termine dans toutes les muqueuses. L'IgA dimérique est alors capturée par les récepteurs de surface des cellules épithéliales, puis internalisée et excrétée sous forme d'IgAs au niveau des muqueuses. En fait, ces récepteurs sont à l'origine de la pièce sécrétoire. En effet, ils sont d'abord synthétisés sous forme d'un précurseur, puis exprimés en surface (Mr = 120kDa) après glycosylation dans l'appareil de Golgi. Lorsque l'IgA rencontre le récepteur, le complexe formé est internalisé et subit un transport protégé dans la cellule. Lors de l'exocytose, le composant sécrétoire, partie du récepteur, est séparé par protéolyse d'un fragment membranaire de 35kDa qui reste dans la membrane. L'IgAs est alors déversée dans la lumière intestinale. Des composants sécrétoires libres sont aussi trouvés dans les diverses sécrétions intestinales (figure VI-31a).
Les IgAS déversées dans la lumière protègent la muqueuse contre la pénétration, par exemple des bactéries qui sont agglutinées. Les IgA, après association avec leurs récepteurs des cellules épithéliales des muqueuses, en traversant ces cellules peuvent y rencontrer et reconnaître des virus dont elles vont géner la synthèse et/ou l'assemblage. Enfin, des Ag des aliments ou de la flore microbienne des muqeuses peuvent se retrouver au niveau de la lamina propria où les Ac de classe IgA locaux vont les capturer et les rejeter dans la lumière après transcytose : ce phénomène est l'élimination immune.
Les IgA interviennent aussi sur le risque d'invasion bactérienne à partir de l'intestin. En effet, si des bactéries traversent la paroi intestinale et se retrouvent dans le sang, des Ac de classe IgA se lient à ces micobes et se fixent sur les récepteurs FcaRI des cellules de Kupffer du foie qui vont alors phagocyter et détruire ces bactéries.
Chez les rongeurs, les hépatocytes expriment aussi des récepteurs pour les Ig polymériques qui permettent de transporter les IgA dimériques du torrent circulatoire dans la bile, puis l'intestin. Ces récepteurs sont absents ou pratiquement absents de la surface des hépatocytes humains. Par contre, ces cellules ainsi que celles des rongeurs ont des récepteurs de membrane spécifiques pour les asialoprotéines (HBP = hepatic binding protein). Dans ce cas, les IgA internalisées sont habituellement détruites par les enzymes des lysosomes (figure VI-31b).
Les facteurs d'origine T qui contrôlent la production des IgA sont l'IgA binding factor (IgA BF) et l'IL5. Le premier est libéré par les T à FcaR et la seconde par les TH2. L'IgA BF a un effet coopérant ou suppresseur sur la réponse IgA suivant les cas, peut-être selon l'importance de la glycosylation de IgA BF par analogie avec ce qui existe pour l'IgE BF. Quant à l'IL5, elle favorise la commutation IgM-IgA (figure VI-31a).
V-3.2.8./ Coopération aboutissant à la production d'Ac IgE
Cette coopération est étudiée dans le chapitre sur les hypersensibilités (voir anaphylaxie).

V-4 Synthèse sur les réponses cellulaire et humorale (figures VI-3a1, VI-3a2, VI-3a3, VI-3b, VI-32a et VI-32b).

Un Ag porté par des particules (vivantes ou inertes), introduit par voie sous-cutanée, est capturé par les macrophages ou même par les cellules dendritiques immatures. Cette captation est accrue par la présence d'Ac au moment de l'introduction de l'Ag. Lorsque l'Ag est soluble, les macrophages ou les cellules dendritiques surtout passivement recouverts d'Ac, mais aussi les cellules B avec BcR reconnaissant l'Ag, vont spécifiquement piéger cet Ag.
L'Ag gagne ensuite les ganglions satellites soit directement (il sera alors pris en charge, sur place, par macrophages, cellules dendritiques interdigitées et lymphocytes B des ganglions), soit véhiculé par les trois types cellulaires précédents qui se comportent comme des transporteurs d'Ag. Les macrophages, les cellules dendritiques et les lymphocytes B internalisent l'Ag, puis des fragments de celui-ci sont exposés en surface en association avec les Ag de classe II du CMH du sujet. Dans les ganglions, les CpAg vont apporter les fragments d'Ag implantés dans les Ag du CMH aux lymphocytes T des zones paracorticales. A l'arrivée de l'Ag, fait suite une accumulation des lymphocytes du sang et de la lymphe dans les ganglions concernés. En effet, les lymphocytes du torrent circulatoire spécifiques ou non de cet Ag pénètrent dans la zone paracorticale au travers des veines post-capillaires, d'une part grâce à la production de facteurs chimiotactiques (comme l'IL8 chimiotactique pour les T) et d'autre part grâce à des récepteurs de surface (molécules de domiciliation pour les lymphocytes et adressines pour les cellules endothéliales). Les T CD4+TH0, TH1 et/ou TH2 spécifiques de l'Ag lié à l'Ag du CMH de classe II autologue, et les précurseurs CD8+ avec récepteurs pour l'Ag fixé sur l'Ag du CMH de classe I autologue (si cet Ag peut être exprimé dans les Ag de classe I), vont être activés (les TH0 et TH2 par l'IL6 et/ou l'IL1 des CpAg, les TH1 et CD8+ par l'IL6) et exprimer des récepteurs pour l'IL2. L'IL2 synthétisée par les TH0 et les TH1 activés va amplifier le pool de tous les T avec IL2R. Il s'agit d'une coopération T-T aboutissant, suivant l'environnement (nature de l'Ag, CpAg et cytokines), à une polarisation conduisant à la production de TH1 et de T cytotoxiques de l'immunité cellulaire, ou de TH2 coopérants de la réponse humorale.
Grâce aux facteurs coopérants spécifiques (s'ils existent) et aux interleukines IL4, IL5 et IL13 produites par les TH2, les lymphocytes B ayant reconnu l'Ag (soit celui-ci est libre, soit il est fixé sous forme de complexes immuns à la surface des cellules dendritiques folliculaires si des Ac sont déja présents), vont proliférer et se différencier. Une partie de ces cellules B va gagner les cordons médullaires où elle donne des plasmocytes qui synthétisent d'abord des Ac de classe IgM, puis de classe IgG ou IgA après commutation. Ces Ac vont donner des complexes immuns qui se fixent sur les cellules dendritiques folliculaires autour desquelles se constituent les follicules lymphoïdes avec centres germinatifs à partir d'une autre partie des B. Ces centres sont oligoclonaux, correspondant à la multiplication d'environ 3 lymphocytes B différents (en réponse primaire, ces centres apparaissent au bout de 7 jours, et en réponse secondaire au bout de 36 heures). La majorité de ces B des follicules secondaires va mourir sur place alors qu'une minorité est le siège d'une commutation qui transforme les B à IgM de surface, en B à IgG ou IgA de membrane. Ces lymphocytes sont des cellules B mémoires qui soit restent dans le follicule pour constituer les follicules lymphoïdes primaires , soit gagnent d'autres organes lymphoïdes par la voie lymphatique, puis sanguine.
Les TH1 et TH2 spécifiques de l'Ag produits lors de la réponse immune, vont prendre la forme de petits lymphocytes, en grande partie recirculants, qui constituent les cellules T mémoires.
Si l'Ag est injecté par voie IV ou IP des phénomènes analogues se produisent au niveau de la rate. Les B et les T du sang se localisent dans la zone marginale. Les T gagnent ensuite la couche périartériolaire (PALS) et les B, après activation, gagnent d'une part les follicules, en traversant cette dernière couche, d'autre part les foyers associés au PALS. L'Ag immobilisé à la surface des cellules dendritiques folliculaires entraîne la prolifération des B correspondants et la formation de centres germinatifs. Les cellules B de ces follicules passent ensuite dans le torrent circulatoire comme B mémoires, puis se localisent dans la zone marginale de la rate (ces B mémoires peuvent aussi provenir des ganglions). En même temps que se forment les centres germinatifs, apparaissent à la périphérie du PALS, les foyers associés au PALS constitués par des B (PNA-), puis des plasmocytes sécrétant les Ac spécifiques de l'Ag. Ces foyers se constituent par prolifération d'un petit nombre de B après contact des T coopérants des PALS avec l'Ag présenté par les cellules interdigitées de la région. Si l'on réintroduit l'Ag, celui-ci sous forme libre ou de complexes immuns, active alors ces B mémoires et provoque leur migration au niveau de la partie externe de la zone périartériolaire et leur transformation en plasmocytes.

VI-PHENOMENES DE CYTOTOXICITE EN IMMUNOLOGIE

VI-1 Définition

Les phénomènes immunologiques de cytotoxicité conduisent à la destruction d'une cellule cible vivante. Il existe 2 types de lésions aboutissant à la lyse cellulaire, Le premier ou nécrose se situent au niveau de la membrane cytoplasmique de la cible. En général, la mort de la cellule dépend de l'importance de la blessure membranaire et des capacités de réparation des dégats de cette membrane par la cellule. Ainsi, les cellules nucléées sont plus résistantes à la lyse que les cellules anucléées telles que les GR. Le second type de lésions correspond à l'apoptose où l'atteinte initiale est nucléaire.
La cible est choisie grâce à une reconnaissance soit par les effecteurs spécifiques de la réponse immune (Ac ou cellules T), soit indépendante de ces effecteurs.
Les différents phénomènes de cytotoxicité peuvent être divisés en quatre catégories : cytotoxicité en rapport avec des Ac, cytotoxicité dépendant de la reconnaissance spécifique par les TcR des lymphocytes T, cytotoxicité non spécifique et cytotoxicité expérimentale des lymphocytes T cytotoxiques en présence de lectines ou d'Ac monoclonaux comme les Ac anti-CD3.

VI-2 Cytotoxicité dépendant des anticorps

Il en a été décrite trois variétés selon les effecteurs des lésions. Dans le premier type, l'activation des 9 facteurs du complément aboutit à la lyse cellulaire : c'est la cytotoxicité dépendante du C. Dans le second type, l'effecteur est une cellule à récepteurs pour les IgG qui se lie à sa cible par l'intermédiaire de l'Ac sans la phagocyter : c'est la cytotoxicité cellulaire dépendante des Ac. Dans le troisième type, l'effecteur est une cellule qui phagocyte, puis digère la cible après s'être accolée à sa membrane par l'intermédiaire de l'Ac et du complément.

VI-2.1./ Cytotoxicité dépendant du complément
La cellule porte à sa surface l'Ag cible qui peut être propre à la cellule ou avoir été secondairement fixé sur la membrane cellulaire. Les Ac actifs doivent appartenir à une classe pouvant activer le complément (IgM et certaines IgG) et se lier à l'Ag de surface s'il est accessible. Lorsqu'il s'agit d'IgM, une seule molécule d'Ac est capable de se lier au C1q, puis d'entraîner l'activation du C jusqu'à C9 et la lyse. Par contre, si l'Ac est une IgG, il faut deux molécules d'Ig côte à côte sur la membrane plasmique. Deux conditions doivent alors être réalisées : il faut d'une part plusieurs milliers d'IgG à la surface de la cellule pour que statistiquement deux molécules d'Ac puissent être voisines, d'autre part, pour la même raison, que la densité des Ag membranaires soit suffisante.

VI-2.2./ Cytotoxicité cellulaire dépendant des Ac "Antibody dependent cell- mediated cytotoxicity" (ADCC) (figure VI-33).
La liaison entre la cible et l'effecteur cellulaire est réalisée par un Ac de classe IgG fixé d'un côté spécifiquement sur la cible grâce à son paratope situé à son extrémité F(ab')2 et de l'autre à la cellule tueuse par son extrémité Fc. Il faut donc que cette cellule porte des FcgR de surface.
Les cellules tueuses appartiennent à différents types cellulaires :
* cellules "nulles" ni T ni B avec FcgRIII (CD16), qu'on nomme dans ce cas lymphocytes K pour "killer" (la majorité ou la totalité de ces cellules sont des NK).
* lymphocytes T avec FcgRII (CD32)
* macrophages avec FcgRI, II et III et monocytes avec FcgRI et II.
* polynucléaires neutrophiles avec FcgRI (après activation), II et III
* polynucléaires éosinophiles avec FcgRII et III.
Les lymphocytes B, bien que porteurs de FcgRII ne sont pas des cellules tueuses car il leur manque les armes nécessaires.
La combinaison entre l'IgG et le FcgR a un double effet, elle active la cellule effectrice et permet l'accouplement de celle-ci à sa cible.
Les complexes immuns dans lesquels les Ac sont des IgG, ont un rôle inhibiteur sur l'ADCC par blocage des FcgR.
On peut classer dans l'ADCC, l'activité parasitotoxique des polynucléaires éosinophiles et des macrophages adhérents à leur cible parasitaire par l'intermédiaire des Ac de classe IgE spécifiques du parasite. Eosinophiles et macrophages ont des récepteurs Fce de faible avidité (FCeRII = CD23).

VI-2.3./ Cytotoxicité cellulaire par phagocytose
Dans ce cas, la reconnaissance de la cible dépend toujours de la partie variable de l'Ac, alors que la liaison à l'effecteur fait intervenir le Fc de l'Ig (par l'intermédiaire du FcR de l'Ig) et éventuellement le C (par l'intermédiaire des récepteurs des fractions du C). La destruction de la cible se produit après sa phagocytose par les macrophages, monocytes ou polynucléaires neutrophiles.

VI-3. Cytotoxicité des lymphocytes T tueurs dépendant de la reconnaissance de la cible par les récepteurs spécifiques des effecteurs (figure VI-33).

Il s'agit des T cytotoxiques responsables soit des dermites de contact, soit des rejets aigus de greffes au cours des incompatibilités dans les systèmes majeurs ou mineurs d'histocompatibilité, soit de l'immunité cellulaire antivirale, anti-cellules autologues modifiées, ou anti-autoAg membranaires de certaines maladies auto-immunes. La cytotoxicité dépend de l'adhésion des T cytotoxiques à leur cible. Cette adhésion résulte d'interactions variables selon la cible et même selon le lymphocyte effecteur.

VI-3.1./ Les interactions T cytotoxiques-cibles cellulaires
VI-3.1.1./ La cellule cible est une cellule allogénique pour les Ag du CMH
Les T tueurs se fixent sur l'Ag du CMH de classe I (parfois l'Ag du CMH de classe II) de la cible par l'intermédiaire de leurs récepteurs spécifiques de surface. En fait, la force de liaison entre les 2 cellules est principalement due à d'autres molécules d'adhésion exprimées en surface que nous verrons plus loin.
VI-3.1.2. La cellule cible porte un Ag mineur d'histocompatibilité, un Ag viral, un autoAg ou un Ag étranger fixé à sa surface
VI-3.1.2.1./ Cytotoxicité des T avec restriction par les Ag du CMH
Dans la majorité des cas, la reconnaissance de l'Ag est restreinte par l'Ag du CMH de classe I syngénique (parfois de classe II). En effet, la cellule T tueuse n'est cytotoxique que si son récepteur est complémentaire de l'Ag présenté par l'Ag du CMH de classe I syngénique (ou plus rarement de classe II). Comme précédemment, l'adhésion du T cytotoxique à la cible fait surtout intervenir des forces de liaison dépendant de plusieurs types de molécules membranaires (CD8, CD4, LFA1...)
VI-3.1.2.2./ Cytotoxicité des T non restreinte par les Ag du CMH
Plus rarement, la cytotoxicité des T tueurs peut ne pas être restreinte par les Ag du CMH. Dans certains de ces cas, l'avidité des récepteurs spécifiques pour l'Ag serait élevée. Les T surtout à récepteurs gd sont de ce type.

VI-3.2./ Marqueurs des T-cytotoxiques
VI-3.2.1./ T cytotoxiques allogéniques pour les Ag du CMH
Les plus nombreux des T cytotoxiques sont CD3+CD2+CD8+, ils reconnaissent les Ag de classe I. les autres CD3+CD2+CD4+ sont spécifiques des Ag de classe II.
VI-3.2.2./ T cytotoxiques reconnaissant le peptide antigénique implanté dans le sillon des Ag du CMH autologues
Comme précédemment, les plus fréquents sont CD3+CD2+CD8+ et sont restreints par les Ag du CMH syngéniques de classe I. Les autres, CD3+CD2+CD4+ sont restreints par les Ag du CMH syngéniques de classe II.
VI-3.2.3./ T dont la cytotoxicité n'est pas restreinte par l'Ag du CMH
Les marqueurs sont surtout TcRgd+CD3+CD2+CD8+ ou TgdCD3+CD4-CD8-
Des T cytotoxiques peuvent lyser des cellules cibles exprimant sur leur membrane cytoplasmique des molécules se comportant comme des superAg (notamment des protéines du stress). Les superAg ont la propriété de se lier à la chaîne b de certains TcR. Il n'y a pas dans ce cas de restriction par l'Ag du CMH.

VI-3.3./ Les étapes conduisant à la lyse par les cellules T
Elles se déroulent sur une dizaine de minutes.
1ère étape : c'est l'adhésion à la cellule cible. Elle nécessite l'intégrité du cytosquelette de la cellule T. La cytochalasine inhibe ce phénomène.
2ème étape : c'est l'étape métabolique, elle n'a lieu qu'en présence de Mg++ et de glucose. Elle est inhibée par des Ac anti-HLA (Fab'2), anti-CD8 ou anti-LFA1. Cette phase a une durée de 0 à 2 min.
3ème étape : c'est le coup mortel. Il se fait en présence de Ca++ pour la cytotoxicité en rapport avec la formation de pores Cette phase dure entre 2 et 3min. Elle est inhibée par des Ac anti-CD3, anti-TcR ou anti-CD8.
4ème étape : c'est la lyse. Les deux partenaires se séparent. La cellule cible met 4h pour mourir. La cellule T cytotoxique va alors s'occuper d'autres cellules et pourra lyser entre 10 et 20 cellules cibles.

VI-4. Cytotoxicité indépendante de la reconnaissance par les Ac ou les récepteurs spécifiques des T (figureVI-33 )

On peut distinguer dans ce groupe 3 types différents de cytotoxicité : l'activité NK ("natural killer"), l'activité LAK ("lymphokine activated killer"), la cytotoxicité des macrophages activés.

VI-4.1./ Activité NK
Elle est caractérisée par la faculté pour certains lymphocytes non sensibilisés de lyser des cellules tumorales, des cellules infectées par des virus ou d'autres parasites intracellulaires, des cellules souches hématopoïétiques. Les effecteurs de l'activité NK sont de grands lymphocytes granuleux en majorité non T/non B CD3(-)CD16(+)Leu 19+ Leu7+ (homme), Ly1(-)Ly2(-)4D11+NK1 et 2(+), asialo GM1(+) (souris) : ce sont ces cellules qui méritent le nom de NK. Il existe aussi un faible nombre de T à activité NK (cellules "NK-like") : CD3(+)CD8(+) ou (-)CD16(-)Leu 19(+) (homme), Ly2(+)NK1(-) et 2(-) (souris).

VI-4.2./ Activité LAK
L'activité LAK est caractérisée par la faculté pour les cellules NK et NK like activées par IL2, de tuer non seulement les mêmes cellules tumorales que les NK, mais encore des cellules néoplasiques résistantes à l'activité NK. Les effecteurs ont les mêmes marqueurs que les NK et NK like.

VI-4.3./ Activité toxique pour les cellules tumorales et les micro-organismes des macrophages activés
Des macrophages activés par des produits bactériens (LPS, BK...) ou par des lymphokines (IFNg et autres lymphokines à activité MAF) en plus de l'augmentation de leur activité bactéricide, ont acquis la propriété de lyser des cellules tumorales.
Le monoxyde d'azote (NO) est une molécule très réactive du fait de son électron célibataire et à effets multiples qui participe aux activités anti-infectieuses (champignons, helminthes, bactéries et protozoaires) et antitumorales des monocytes/macrophages. Le NO est produit sous l'influence de NO synthases (constitutives dans les cellules épithéliales et endothéliales et inductibles dans les monocytes/macrophages et les TH1; chez l'homme, les monocytes synthétisent le NO seulement lorsqu'un signal provient du CD23). Les cytokines pro-inflammatoires (TNF, IL1, IFNg ...) induisent les NO synthases et la sécrétion de NO. Les IL4, 10 et 13 inhibent les NO synthases.
Le NO à faibles concentrations dans le macrophage active la guanylcyclase soluble et entraîne une augmentation du taux de GMPc qui se comporte comme second signal, avec notamment production de TNFa par ce macrophage. A plus fortes concentrations, le NO diffuse hors du macrophage et agit dans l'environnement de cette cellule entraînant, selon les cellules de l'environnement, une régulation de la production d'Ig ou de l'immunité cellulaire (inhibition des TH1). A très fortes concentrations, les cellules cibles peuvent être détruites.

VI-5. Cytotoxicité dépendant de la présence de lectines ou d'Ac anti-CD3

Cette cytotoxicité est un artéfact expérimental, il résulte du mélange in vitro de cellules T cytotoxiques et de cellules cibles en présence soit de lectines activant les T et faisant le pont entre effecteurs et cibles, soit d'Ac monoclonaux tels que les anti-CD3 stimulant les T cytotoxiques portant le CD3.

VI-6. Les mécanismes de la cytotoxicité immunologique

Ils répondent aux 2 grands modes de mort cellulaire : la nécrose et l'apoptose.
Ils peuvent être divisés en trois grandes variétés :
* formation de pores dans la membrane cytoplasmique par le complexe lytique du C ou les perforines (figure VI-34a et VI-34b) conduisant à une mort par nécrose,
* cytotoxicité directe (sans formation de pores) par apoptose après fixation des molécules cytolytiques sur des récepteurs de surface des cellules cibles.
* cytotoxicité indirecte qui n'intervient qu'accessoirement
Apoptose et nécrose sont 2 processus différents. En effet, dans cette dernière la membrane est altérée, laissant pénétrer les macromolécules extracellulaires. Le cytoplasme se dissocie et le noyau n'est atteint que dans l'ultime phase du phénomène. Pour l'apoptose, le cytoplasme et la membrane plasmique sont peu modifiés au début. C'est le noyau qui est d'abord atteint, siège d'une fragmentation de l'ADN par activation d'endonucléases endogènes (figure VI-35a et VI-35b).

VI-6.1./ Formation de pores
VI-6.1.1./ Le complexe C5 bC6C7C8C9 ou complexe d'attaque de la membrane (MAC) (figure VI-34a)
L'activation du C par les Ac de classe IgG ou IgM combinés à l'Ag de surface de la cellule cible aboutit au clivage de C5 en C5 b qui forme avec C6 et C7 un complexe se fixant à la membrane cytoplasmique. Un pore se constitue lorsque C8, puis une douzaine de molécules de C9 s'insèrent dans la membrane cytoplasmique. Ce pore de 10 nm de diamètre intérieur représente la lésion élémentaire conduisant à la lyse.
VI-6.1.2./ Les granules cytotoxiques : perforines (pore forming protein (PFP)) ou cytolysines (figure VI-34a et VI- 34b)
Les granules cytotoxiques des grands lymphocytes granuleux (T cytotoxiques et NK) sont à l'origine des perforines, mais aussi des 6 sérines estérases dénommées granzymes de A à F. Ces granules contiennent également des protéoglycanes de haut Mr et des enzymes lysosomiales comme les phosphatases acides et l'arylsulfatase. Leur membrans exprime des molécules qui jouent dans les interactions des CTL et des cellules cibles (TcR, CD3, CD8, Ag de classe I du CMH...). Les Tgd et les NK expriment constitutionnellement perforines et granzymes, alors que ces molécules sont inductibles chez les autres T cytotoxiques.
La perforine est formée de 534AA (70kDa) et son précurseur un peptide leader de 20AA. La molécule est faite de 2 domaines riches en cystéine dont l'un intervient dans la liaison avec du Ca++. Le gène de la perforine humaine (6218pb) situé sur le chromosome 17 (q11. 21-q21.1), comporte 3 exons et un "enhancer" C fos inductible par l'IFNg. Le premier exon (97pb) contient les nucléotides de la région 5' non traduite (sauf 4 nucléotides). Le 2ème exon comporte 4 nucléotides de la région 5' non traduite, le peptide signal et la région N-terminale de la perforine jusqu'à une région homologue avec le C9. Le 3ème exon correspond au reste de la molécule et à la région 3' non traduite.
Les perforines sont capables en présence de calcium extracellulaire de former des anneaux résultant de leur polymérisation. Ces anneaux constituent des canaux transmembranaires, un peu plus larges (diamètre intérieur 16nm) que ceux créés par la polymérisation du composant C9 du complément (il existe d'ailleurs des homologies entre la perforine et différents composants du complément notamment le C9), au travers desquels passent en sens inverse les constituants cellulaires et extracellulaires.
Ces 2 mécanismes de lyse sont calcium dépendants, mais la polymérisation de C9 est favorisée par Zn++ et celle de la perforine par Cu++. Le rôle des perforines est démontré chez des souris à gène des perforines inactivé. Le granzyme B principalement, profite des trous produits par les perforines pour pénétrer dans la cellule cible et y provoquer un phénomène d'apoptose.

VI-6.2./ Cytotoxicité directe sans formation de pores
L'apoptose est le mécanisme principal à l'origine de la lyse cellulaire par les T à activité cytotoxiques et les NK. Différentes molécules cytotoxiques (leukolysines) produites par ces cellules peuvent induire une apoptose. Il s'agit du "tumour necrosis factor"a (TNFa) ou cachectine (NK et macrophages) et du TNFß ou lymphotoxine (T cytotoxiques et NK). En fait, l'inducteur majeur de l'apoptose est le ligand du Fas (FasL de la famille desTNF) de la surface des T cytotoxiques activés qui se lie au Fas de membrane des cellules cibles. L'importance du couple Fas/FasL dans la cytotoxicyté des T est montrée à l'aide de cellules de souris MRL lpr, dont le gène du Fas est muté (cellules réfractaires à la lyse FasL dépendante) et de cellules transfectées avec le gène du FasL (acqisition d'une activité cytotoxique). Les T des souris homozygotes gld2+, dont le gène FasL est muté, ont perdu la faculté de lyser les cibles Fas+. La destruction de la cible par l'intermédiaire du TNF et du FasL est calcium indépendant.
Les TC8+ cytotoxiques font intervenir successivement perforines, puis granzymes. Les TCD4+ cytotoxiques agissent par l'intermédiaire de molécules de la famille du TNF et plus accessoirement grâce aux perforines et aux granzymes. Les granzymes ne peuvent agir que si les perforines sont présentes, ces dernières permettant aux granzymes de pénétrer et d'être libérées dans la cellule. Pour avoir l'apoptose maximum, il faut les granzymes A et B. Les TH1 peuvent être cytotoxiques en induisant une apoptose dépendant du couple fas/fasL.
Dans les cytotoxicités en rapport avec les PN ou les macrophages de type ADCC ou avec phagocytose, interviennent principalement des dérivés de l'oxygène O2 , O. , OH. et surtout le complexe formé par la myéloperoxydase avec les halides XO. .
Dans le cas de l'ADCC où les effecteurs sont les éosinophiles, ces derniers sont cytotoxiques par l'intermédiaire de la MBP ("major basic protein"), l'ECP ("eosinophil cationic protein") et surtout l'EPO ("eosinophil peroxydase"). Cette dernière est associée à H202 et aux halides.

VI-6.3./ Cytotoxicité indirecte
Certaines molécules comme les protéases et les estérases (notamment sérine estérases des granules cytotoxiques) provenant des cellules cytotoxiques peuvent participer à la destruction cellulaire en association avec les perforines.

VI-6.4./ Protection des cellules tueuses
Les cellules tueuses sont résistantes aux facteurs lytiques qu'elles libèrent. L'existence de protectines à la surface de ces cellules a été postulée, ainsi que celle de compartiments protégés intracellulaires. Il s'agirait de glycoprotéines qui interféreraient avec les molécules de lyse.

VI-6.5./ Facteurs responsables de l'adhésion des cellules tueuses à leurs cibles
Ils seront envisagés dans le paragraphe suivant.

VII-ADHESION DES CELLULES DE L'IMMUNITE A LEURS PARTENAIRES, A LEURS CIBLES OU A DES CONSTITUANTS EXTRACELLULAIRES

La production des effecteurs solubles ou cellulaires de la réponse immune et la migration ou la maturation des cellules de l'immunité requièrent une communication entre plusieurs types cellulaires. Celle-ci nécessite souvent une adhésion des différents partenaires cellulaires entre eux, ce qui est également le cas pour les cellules de l'immunité effectrices et leur cible cellulaire.
Cette adhésion dépend de la présence de molécules complémentaires à la surface des cellules partenaires ou des cellules effectrices et cibles. Les cellules de l'immunité peuvent aussi adhérer à différents constituants extracellulaires. On apprécie le rôle de ces molécules de surface comme éléments d'adhésion en essayant d'empêcher celle-ci par des Ac monoclonaux. On peut également juger l'importance de l'adhésion dans différents phénomènes lorsque les Ac monoclonaux précédents, en empêchant l'adhésion, inhibent ou non la fonction étudiée. Certains Ac monoclonaux bloquant ou non l'adhésion, peuvent stimuler les cellules porteuses des molécules correspondantes, ce qui indique que la molécule cible de l'Ac est capable de transmettre un signal activateur provenant de son ligand.
Les molécules d'adhésion appartiennent à différentes familles :
* Sélectines E, L et P (figure VI-36a)
* Superfamille des Ig. Les membres de ce groupe portent un ou des domaines des Ig (figure VI-36b). Il s'agit notamment de :
- BcR
- TcR/CD3 (2 domaines pour chaînes a, b ,g, d, e)
- Classe II (2 domaines par chaîne)
- Classe I (3 domaines pour chaîne a, 1 domaine pour chaîne b)
- CD2 (2 domaines)
- CD4 (2 domaines i/2 par chaîne)
- CD8 (1 domaine par chaîne)
- CD19 (2 domaines 1/2)
- CD22 (7 domaines)
- CD28 (1 domaine par chaîne)
- CTLA4 (1 domaine par chaîne)
- CD54 (ICAM) (5 domaines)
- CD58 (LFA3) (2 domaines)
- CD80 (B7.1) (2 domaines par chaîne)
- B7.2 (2 domaines)
- CD106 (VCAM) (7 domaines)
* Intégrines des sousfamilles b1 à b8 (figure VI-36b)
- VLA
- LPAM
- LFA1
- CR3
- CR4
* Molécules avec domaines du type lectine
- Sélectines
- CD72
- CD23
* Molécules avec domaines du type récepteur pour les lipoprotéines de faible densité acétylées
- CD5
- CD6
* Molécules comportant de très nombreux isoformes
- CD44

VII-1. Adhésion des cellules T

Le tableau VI-VI indique certaines molécules connues intervenant dans l'adhésion cellulaire des lymphocytes T.

Les figures VI-36c et VI-36d représentent schématiquement les interrelations entre les cellules T et des molécules de la surface cellulaire ou de la matrice extracellulaire.
Les molécules d'adhésion se répartissent en différentes catégories.

VII-1.1./ Récepteurs des T pour l'Ag
Ils jouent le plus souvent peu de rôle dans l'adhésion des T à leurs partenaires ou à leurs cibles, car les forces de liaison sont faibles. En revanche ils sont essentiels pour transmettre des signaux activateurs provenant de l'Ag par l'intermédiaire du CD3.
Cependant, parfois l'avidité des récepteurs pour l'Ag peut être élevée (T à cytotoxicité non restreinte par l'Ag du CMH et sans doute T suppresseurs).

VII-1.2./ Molécules CD2 et LFA3 (CD58)
Les molécules CD2 (T11 ou LFA2 = récepteurs de 50kDa pour les GRM) sont présentes sur les lymphocytes T, les NK et les LAK, alors que les molécules LFA3 ubiquitaires se retrouvent sur la plupart des cellules. Ces deux types de molécules sont complémentaires et servent à la liaison entre les T et les cellules porteuses de LFA3 dans les situations suivantes :
* T cytotoxiques et cellules cibles
* Thymocytes et cellules réticulo-épithéliales thymiques
* T et autres cellules de l'immunité
* T et globules rouges de mouton (GRM)
* Thymocytes ou T activés et GR humains.
* NK et cellules cibles.
Bien que CD2 et LFA3 soient respectivement présents d'une part sur les T humains et d'autre part sur les GRM et les GR humains, les T humains non activés ne forment de rosettes qu'avec les GRM et seuls les T activés donnent des rosettes avec les GR humains. La raison de cette différence est la faible densité de LFA3 sur les GR humains et l'accroissement très important de la densité de CD2 sur les T activés.

VII-1.3./ Molécules CD4, CD8 et Ag du CMH
Les lymphocytes T CD4+ et T CD8+ se lient respectivement aux Ag du CMH de classes II et I. Selon la fonction du lymphocyte T et la spécificité de reconnaissance de son TcR, il peut résulter de la rencontre entre ce lymphocyte T et une cellule particulière des phénomènes variés : soit lyse de la cellule si le lymphocyte T est cytotoxique et si son TcR reconnaît un Ag de surface de cette cellule, soit régulation de la réponse immune (coopération ou suppression) si la cellule régulée est un lymphocyte (T ou B) et si le lymphocyte T régulateur est stimulé et a une activité auxiliaire ou suppressive.

VII-1.4./ Molécules LFA1 et ICAM1, 2 et 3 et VLA4 et VCAM1
Les intégrines divisées en plusieurs familles sont des hétérodimères faits d'une chaîne a et d'une chaîne ß. Les membres de chaque famille ont la même chaîne ß, mais des chaînes a variées. Cependant dans une même famille, existent des homologies entre les différentes chaînes a. Les intégrines comprennent les Leu-CAM (leucocyte cellular adhésion molécule), les very late activation Ag (VLA), les adhésines et les intégrines ß4 et ß5 (tableau VI-VII).
LFA1 fait partie de la famille des intégrines CD11/CD18 ou Leu-CAM ou ß2 intégrines. Les molécules LFA1 présentes sur certaines cellules hématopoïétique (1/3 à 2/3 des cellules de la moelle osseuse, la majorité des thymocytes, cellules B et T, neutrophiles, monocytes et macrophages), ne sont pas retrouvées en dehors de ces cellules. Notamment, elles sont absentes de la surface des cellules endothéliales.
LFA1 est constitué d'une glycoprotéine a (CD11a = 190kDa) et d'une glycoprotéine ß (CD18 = 95kDa), liées de façon non covalente. Les 2 autres membres de la famille CD11/CD18 sont le CR3 (CD11b/CD18) et le p150,95 (CD11c/CD18). Donc ces molécules sont des dimères avec la même chaîne ß (ß2) et des chaînes a voisines mais différentes (CD11a = 190kDa, CD11b = 185kDa et CD11c = 150kDa).
Une des molécules complémentaires de LFA1, sur les cellules cibles ou partenaires, est une structure largement distribuée à la surface des cellules hématopoïétiques et non hématopoiétiques. Cette molécule est reconnue par les Ac monoclonaux anti-CD54 et porte le nom d'"intercellular adhesion molecule 1" (ICAM1). Une autre molécule de surface ICAM2, est également un ligand de LFA1. ICAM1 et 2 appartiennent à la superfamille des Ig avec 5 domaines pour ICAM1 et 2 domaines pour ICAM2.
Les activités thymodépendantes suivantes sont inhibées par les Ac monoclonaux anti-LFA1 et dépendent par conséquent de LFA1 :
* cytotoxicité cellulaire des T;
* production de T cytotoxiques in vitro;
* prolifération des T en présence de lectines, en culture mixtes xénogéniques et allogéniques;
* réponse humorale thymodépendante;
* rejet de greffe allogénique;
* niveau inducteur et effecteur de la suppression dépendant des T;
* liaison des T aux cellules endothéliales (en partie);
* adhésion des T aux cellules dendritiques.
LFA1 participe aux phénomènes d'adhésion suivants : autoagrégation des leucocytes activés, liaison des cellules NK (ou LAK) à leur cible et adhésion des macrophages aux cellules tumorales.
Enfin, les 3 membres de la famille CD11/CD18 peuvent reconnaître des molécules d'enveloppe des micro-organismes favorisant ainsi la phagocytose. Ils interviennent également tous 3 dans l'adhésion des leucocytes aux cellules endothéliales.
Dans les tableaux VI-VIII et VI-IX, on trouve différentes molécules d'adhésion et les situations où elles interviennent.

L : lymphocytes, Mo/M : monocytes/macrophages, N : neutrophiles, E : éosinophiles, NK : natural killers, LAK : lymphokine activated killers.

Le VLA4 est une molécule d'adhésion des T dont la vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM1) est le ligand cellulaire.
Les VLA sont des structures de membrane qui fixent la fibronectine, les collagènes et la laminine. Six Ag VLA ont jusqu'à présent été identifiés. Ne mérite à proprement parler la dénomination de VLA que les VLA1 et 2 qui n'apparaissent sur les lymphocytes T qu'après 2 à 4 semaines d'activation in vitro. La protéine de domiciliation des lymphocytes murins dans les plaques de Peyer est voisine de VLA4.
D'autres intégrines sont les adhésines dont le chef de file est la molécule gpIIb(a)-IIIa(b) des plaquettes qui est le récepteur cellulaire pour la fibrine, la fibronectine et le facteur de Willebrand. Les autres adhésines se trouvent sur les cellules endothéliales (gp140-197 avec comme ligand la vitronectine et/ou le fibrinogène), les monocytes, les ostéoblastes et les cellules malignes. Les adhésines sont donc des récepteurs cellulaires pour des molécules extracellulaires. La formule des adhésines est aß3.
D'autres familles d'intégrines (4ème à 8ème) ont été décrites.

VII-1.5./ Molécules CD28 et B7.1 (CD80) et B7.2 (CD86)
Le CD28 est un homodimère de 44kDa par chaîne , exprimé à la surface, de presque tous les TCD4+ et de 50% des TCD8+.
Les Ag B7 fontt partie de la superfamille des Ig et représentent le ligand cellulaire du CD28 et de CTLA4. Le B7.1 est présent spontanément ou après activation sur les cellules présentant l'Ag.

VII-1.6./ Molécules CD5 et CD72
Le CD5 est une chaîne glycoprotéique de 67kDa des cellules T et de la sous-population B1.
Le CD72, complexe glycoprotéique et hétérodimérique (43/49kDa) est un marqueur de surface des B.

VII-1.7./ Molécules gp39 et CD4O
La gp 39 est, sur les T, le ligand de la glycoprotéines CD40 (domaines riches en cystéines) des B.

VII-1.8./ Les hypothèses sur les interactions entre CpAg et T
Dans le cas où les CpAg sont des B, il se forme une synapse immunologique ou SMAC (SupraMolecular Activation Cluster) qui est une structure moléculaire organisée qui se constitue entre la CpAg et le lymphocyte T et conduit à l'étroite apposition entre les 2 membranes plasmiques. La synapse comprend au centre le TcR-CD4 ou CD8/Ag du CMH, CD2/CD58, CD28/B7 (dans le cytoplasme on trouve dans cette zone des molécules de signalisation : Lck, ZAP70, protéine kinase C, MEK kinase2), à la périphérie, formant un anneau adhésif, on constate la présence d'un nombre élevé de molécules LFA1 interagissant avec les molécules d'ICAM1. Le premier contact entre CpAg et T est Ag indépendant faisant intervenir LFA1 et ICAM1, survient ensuite la liaison spécifique (si elle est possible) puis la transduction du signal. Le lymphocyte T se détache alors de la CpAg et par exemple se multiplie.
Avec d'autres CpAg les phénomènes pourraient être différents. Le lymphocyte T ne serait pas immobile à la surface d'une CpAg telle qu'une cellule dendritique, mais ramperait à sa surface. Durant cette période, le T recevrait un signal activateur mais insuffisant, il se séparerait alors de la CpAg, pour rencontrer une autre CpAg ou la même qui lui transmettrait encore un signal. Le T serait activé lorsque la somme de ces signaux atteindrait le seuil d'activation.

VII-1.9./ Molécules permettant aux T d'interagir avec la matrice extracellulaire
Ces molécules des T : CD26 et VLA3 se liant avec les collagènes, VLA4 et VLA5 reconnaissent la fibronectine et VLA6, la lamine, donnent la possibilité à ces cellules de circuler dans les tissus sous l'influence notamment de chémokines.

VII-2. Molécules de domiciliation et adressines : Sélectines (tableaux VI-Xa et VI-Xb)

Les leucocytes du torrent circulatoire ne persistent dans le territoire intravasculaire que transitoirement, devant gagner des tissus où ils sont attirés, soit pour y jouer le rôle qui leur est dévolu, soit pour y séjourner. La localisation tissulaire des leucocytes se fait grâce à des molécules de domiciliation présentes à la surface de ces cellules et qui reconnaissent des ligands spécifiques sur les cellules endothéliales palissadiques des veinules post-capillaires ou les veinules plates de la lamina propria du tube digestif. Ces ligands sont nommés adressines vasculaires. Les chémokines et leurs récepteurs sont les seconds types de molécules qui déterminent les cibles tissulaires des leucocytes.
Grâce à ce système de molécules de domiciliation/adressines, les lymphocytes B et T naïfs migrent dans les ganglions lymphatiques périphériques et les plaques de Peyer, les lymphoblastes et les cellules mémoires migrent dans les tissus non lymphoïdes tels que les épithéliums cutanéo-muqueux et les neutrophiles, monocytes et lymphocytes migrent dans les tissus sièges d'une inflammation.
Les molécules de domiciliation sont les clefs des leucocytes qui ouvriront la serrure des cellules endothéliales représenentée par les adressines. Molécules de domiciliation et adressines ont parfois une structure voisine comme l'indique la figure VI-36a.
On nomme les molécules ayant cette conformation : les sélectines. Les sélectines fixent leurs ligands par leur domaine de type lectine et ces ligands sont des oligosaccharides type sialyl Lewis a et b portés par certaines molécules de surface. Il s'agit du "homing receptor gp90" ou "lectin cell adhesion molecules" 1 (LE-CAM1) ou sélectine L qui est une molécule de domiciliation, de "l'endothelial leukocytes adhesion molecule 1" (ELAM-1) ou sélectine E et du "granule membrane protein" de 140kDa (GMP-140 ou PADGEM) ou sélectine P qui sont des adressines. Deux récepteurs principaux conduisent à l'accumulation des leucocytes lors des processus inflammatoires. Il s'agit des sélectines E et P.
La sélectine E s'exprime sur les cellules endothéliales activées par IL1, TNFa ou LPS.
La sélectine P se trouve dans les granules a des plaquettes, les corps de Weibel-Palade des cellules endothéliales et les mégacaryocytes. Cette molécule qui est donc stockée, va s'exprimer en surface sur les cellules précédentes après activation par thrombine, histamine ou peroxydes. Les sélectines sont codées par des gènes du chromosome 1 de l'homme.
L'Ac monoclonal 1B2 a permis de définir la molécule VAP1 (Vascular Adhesion Protein 1) qui s'exprime à la surface des cellules endothéliales de sites siéges d'une inflammation. Cette glycopropéine fortement sialylée est un dimère de 2x90kDa. La VAP1 est stockée dans des granules des cellules endothéliales différents des granules de Weibel-Palade. Cette molécule est aussi présente dans les cellules dendritiques des centres germinatifs, les péricytes, les muscles lisses et les cellules graisseuses. Lorsque la VAP1 s'exprime sur la membrane plasmique, elle comprend une courte portion N-terminale intracytoplasmique, un domaine transmembranaire et une large portion C-terminale extracytoplasmique portant une structure enzymatique de type monoamine oxydase sensible aux semicarbazides convertissant les amines primaires de la surface des lymphocytes en aldéhydes biologiquement actifs. Après liaison avec son ligand de la surface des leucocytes, la VAP1 participe au rolling et peut être à l'extravasation de ces cellules.
Une molécule de domiciliation très importante est le CD44 (figure VI-37a). C'est une glycoprotéine, exprimée sur beaucoup de types cellulaires d'origine mésodermique ou neuroectodermique, comprenant de nombreux isoformes (une centaine). Ces derniers représentent des clés différentes pour ouvrir la serrure (adressines) des cellules endothéliales des veines post-capillaires, permettant le passage transendothélial et la localisation dans le tissu sous-jacent des cellules possédant la bonne clé.
Les isoformes CD44 qui résultent d'épissages différents de l'ARNm, ont des Mr variés allant de 80 à 300 kDa. Le génome du CD44 est constitué par 10 exons standards (s) et 10 exons variables (v). La molécule standard CD44s est constituée, pour la partie cellulaire, par les produits des exons de 1 à 75, pour la partie transmembranaire par le produit de l'exon 8s et pour la partie intracytoplasmique par les produits des exons 9 à 10s. Les CD44 comprennent en plus au niveau de leur portion extracellulaire les produits des exons v par exemple 10 v ou 9 et 10 v (figure VI-37b).
Ces différents CD44 jouent un rôle important pour la migration de types cellulaires particuliers dans un site tissulaire particulier.
Les lymphocytes B et T recirculants présentent un taux élevé de CD44 qui explique leur passage privilégié au niveau des veines post-capillaires, notamment des ganglions.
Sous l'influence de l'IFNg et/ou le TNFa, les lymphocytes expriment des CD44s dont les portions s se lient avec leurs ligands de la surface des cellules endothéliales des tissus enflammés. Ces lymphocytes vont alors pénétrer dans ces tissus et les infiltrer.
Le CD44 existe à taux élevé au niveau des précurseurs T médullaires et des prothymocytes (CD3-CD4-CD8) au sein du thymus, mais non au niveau des DP. Le CD44 participe à la localisation thymique de ces précurseurs. Les thymocytes SP prêts à être exportés réexpriment fortement le CD44.
Les CD44 interviennent aussi dans l'adhésion de la lignée B au niveau des hyaluronates du stroma médullaire et dans la différenciation des B au niveau de la moelle osseuse. Les métastases tumorales et leur localisation dépendent de l'expression des CD44 sur les cellules tumorales.
Enfin, le CD44s est un récepteur de costimulation pour le CD2 ou le CD3 des lymphocytes T.
La sélectine L des lymphocytes naïfs et d'une faible partie des T mémoires reconnaît des motifs glucidiques des ganglions périphériques ce qui permet la localisation de ces cellules dans ces ganglions. L'intégrine a4b7 détermine la domiciliation des lymphocytes dans le MALT et la lamina propria de l'intestin, les ganglions intestinaux et les glandes épithéliales exocrines. Cette intégrine se lie au MadCAM (Mucosal Addressine Cell Adhesion Molecule 1) des veinules post-capillaires ou des veinules plates de la lamina propria. C'est le CLA (Cutaneous Lymphocyte-associated Ag) des lymphocytes T mémoires qui en se liant à sélectine E est responsable de la domiciliation de ces cellules dans la peau enflammée. Ce CLA est un glucide de la PSGL1 (P-Selectin Glycoprotein Ligand1) associé à cette protéine par une fucosyltransférase VII. En résumé, les cellules CLA+, a4b7+ et récepteurs des cytokine CCR4+ sont aptes à se localiser dans la peau et les cellules a4b1+, CCR5+ ont la faculté de gagner les muqueuses intestinales.
L'interaction entre les lymphocytes T et les cellules endothéliales se fait par étapes successives au cours desquelles interviennent des molécules d'adhésion diverses (figure VI-37c). Des molécules et des phénomènes voisins sont impliqués lors des interactions entre neutrophiles et cellules endothéliales (figure VI-37d).
La localisation des leucocytes dans un tissu se fait selon les étapes suivantes (figure VI-37d). Dans un premier temps, la cellule sanguine ralentit sa circulation en s'attachant à l'endothélium vasculaire sur lequel elle roule (rolling). Dans un second temps, la cellule arrête son roulement, puis dans un 3ème et 4ème temps elle adhère fortement à la cellule endothéliale, puis migre au travers de l'endothélium.
Le roulement dépend de molécules d'adhésion qui lient faiblement les leucocytes aux cellules endothéliales. Les couples, surtout de molécules d'adhésion/ligand, interviennent dans ce phénomène initial :
* Sélectine L/ligand
* Sélectine E/ligand
* Sélectine P/ligand
* a4ß1/VCAM1
* a4ß7/MadCAM1 ou VCAM1
L'arrêt du roulement nécessite une activation préalable des leucocytes et la mise en oeuvre d'une adhésion plus forte entre leucocytes et cellules endothéliales. L'activation de la cellule circulante dépend de chemokines immobilisées dans le glycocalyx des cellules endothéliales qui participent à la liaison en se fixant du côté leucocytaire sur les récepteurs correspondants et du côté endothélial sur des glycosaminoglycanes tels que CD44 et syndécan. Ces chimiokines surtout activent l'expression des intégrines à fort pouvoir de liaison des leucocytes à l'endothélium. Ce sont ces intégrines qui immobilisent la cellule.
Cette forte adhésion fait appel aux couples LFA1 (ou Mac1)/ICAM et intégrine a4/VCAM1. Enfin, dans la migration transendothéliale interviennent sans doute les intégrines a3 et le CD31 (PECAM1) ; ce dernier est localisé au niveau de la jonction intercellulaire des cellules endothéliales. Les lymphocytes activés et mémoires expriment fortement l'intégrine a4b7 ce qui permet leur forte fixation initiale sur la MadCAM1 (Mucosal Addressine Cell Adhesion Molecule 1) des cellules endothéliales des veinules de la lamina propria et leur pénétration dans le tissu sans rolling préalable.

VII-3. Analogies entre les phénomènes d'adhésions des cellules immunitaires et d'autres phénomènes d'adhésion cellulaire

Une analogie très importante existe dans le mécanisme de reconnaissance de plusieurs de ces récepteurs et de leurs ligands. Il s'agit de l'intervention de séquences d'AA : Arg-gly-Asp-X (R,G,D,X) ou apparentées nommées adhésiotopes. Il y a ainsi liaison entre :
* RFDS (F = phénylalanine, S = sérine) du HLA classe II (domaine ß1) et RADS (A= alanine) de CD4 (surface du domaine N terminal).
* RGDS du HLA classe I et RFDS de CD8.
Les intégrines reconnaissent aussi le motif RGD du ligand correspondant (tableau VI-XI).