jeudi 6 mars 10. cytokines et régulation des réponses immunitaires 11. immunité anti-infectieuse...
TRANSCRIPT
Jeudi 6 mars
• 10. Cytokines et régulation des réponses immunitaires
• 11. Immunité anti-infectieuse et vaccins• (12. Tolérance et rupture de tolérance)
• 13. Les hypersensibilités
Infections virales
Infections virales
• Particules virales libres• Interaction avec un récepteur cellulaire• Infection cellulaire• Eventuelle phase de latence• Expression de protéines virales par la
cellule infectée• Synthèse de nouveaux virions et infection
de nouvelles cellules
Intervention précoce : neutralisation des particules
virales libres par des anticorps neutralisants
Anticorps neutralisants
• La neutralisation virale est la perte du pouvoir infectieux du virion après liaison avec un anticorps neutralisant. Elle est le résultat de l’interaction entre le virus, l’anticorps et la cellule-hôte
Moyens par lesquels des anticorps peuvent être neutralisants
• Blocage de l’accès de la protéine virale d’attachement au récepteur cellulaire (encombrement ou modification conformationnelle allostérique)
• Inhibition de la fusion de l’enveloppe virale avec la membrane cellulaire
• Inhibition de la décapsidation• Perte du RNA génomique par modification
conformationnelle du virus après liaison à l’anticorps (fièvre aphteuse)
• …
Tous les anticorps ne sont pas égaux dans leur capacité neutralisante
• Généralement, meilleure est l’affinité de l’anticorps pour son épitope viral, plus grand sera le pouvoir neutralisant
• L’hypermutation somatique et la maturation d’affinité augmentent donc le pouvoir neutralisant des anticorps
• Les IgM sont rarement neutralisantes
Le pouvoir neutralisant d’un anticorps est difficile à étudier!
• Pas toujours de bonnes corrélation entre les observations in vitro et in vivo
• Des anticorps neutralisants in vitro n’assurent parfois aucune protection in vivo
• Et vice versa…
Comment un anticorps qui n’est pas neutralisant peut-il avoir un effet
antiviral?
• Activation du complément (IgM)– Complète, jusqu’au MAC (virus enveloppés)– Incomplète et accrochage de fragments de
compléments (p. ex. C3b) sur le complexe immun avec acquisition d’un effet neutralisant (encombrement plus important)
• Opsonisation
Lymphocytes T cytotoxiques
• Rôle essentiel pour éliminer les cellules infectées par le virus
• Reconnaissance de peptides viraux présentés par des molécules MHC I
• Aide des T CD4 de type Th1 requise
Immunité naturelle
• Interférons et – Sécrétion induite dans plusieurs types cellulaires par le RNA
viral double brin– Inhibe la synthèse de protéines en favorisant la dégradation
des mRNA (L-RNAse) et en inactivant un facteur d’initiation de la translation (PKR)
• Voie alterne du complément– Pour virus enveloppés
• Cellules Natural Killer– Notamment via la perte des molécules MHC I par les cellules
infectées par certains virus
Comment tous ces acteurs (anticorps, lymphocytes T
cytotoxiques, immunité naturelle) se mettent-ils en place?
• Ça dépend du caractère primaire, secondaire ou chronique de l’infection!
Lors d’une infection primaire
• Pas le temps pour produire des anticorps neutralisants
• Première ligne de défense (généralement insuffisante)– IgM et complément– Immunité naturelle
• Seconde ligne de défense– Lymphocytes T cytotoxiques
Cinétique de la réponse cytotoxique antivirale
• En cas de primoinfection, les réponses cytotoxiques deviennent détectables après 3-4 jours mais ne culminent qu’après 10 jours
Lors d’une exposition secondaire ou chez un individu immunisé
• Les anticorps neutralisants peuvent empêcher toute infection
• Si nécessaire, seconde ligne de défense beaucoup plus rapidement mise en place– Réponse mémoire des lymphocytes T CD8
cytotoxiques
Lors d’une infection chronique (virus latents type Herpès, HIV,
HPV)
• Rôle essentiel des lymphocytes T CD8+ dans l’établissement d’une « cohabitation pacifique » avec le virus.
Mécanismes d’échappement des virus
• Antagonisme des effets des interférons- et -– Virus de l’hépatite C : protéine qui inhibe la
PKR
• Antagonisme de la présentation des peptides viraux par le CMH– Herpès simplex : inhibition des transporteurs de
peptides (protéines TAP)
Transport des peptides vers le réticulum endoplasmique
Transporters associated with
antigen processing
Antagonisme de la présentation des peptides viraux par le CMH
• Inhibition des transporteurs de peptides (protéines TAP) (Herpès simplex)
• inhibition de l’expression des molécules CMH de classe I (CMV et nombreux autres)
• Inhibition de l’expression des molécules CMH de classe II (CMV, rougeole, VIH)
La parade à la perte d’expression des molécules CMH I par les
cellules infectées :
Les cellules natural killer (NK)
Les récepteurs KIR (Killer Inhibitory Receptors)
Mécanismes d’échappement des virus
• Variation antigénique (influenza, rhinovirus, VIH)
Un exemple : le virus influenza
Influenza
• Le récepteur viral : la glycoprotéine HA (hémagglutinine) qui se lie à des molécules d’acide sialique des glycoprotéines et glycolipides des cellules de l’hôte
• Lors d’une réponse secondaire : rôle protecteur (neutralisant) d’anticorps dirigés contre HA
Mais variations antigéniques majeures d’influenza!
• Deux types de variations– Antigenic drift (dérive antigénique)
• Accumulation progressive de mutations ponctuelles avec modification lente des déterminants de l’HA
– Les anticorps neutralisants gardent une certaine compétence
– Antigenic shift (changement antigénique)• Modification totale et subite des déterminants
– Perte de compétence totale et subite des ac neutralisants
Drift et shift
Mécanismes d’échappement des virus
• Cycles de répétition latent de certains virus (p. ex. EBV)– Les protéines dont les peptides sont reconnus
par les CTL ne sont plus exprimées– La cellule infectée n’est donc plus repérée par
le système immunitaire
Infections bactériennes
• Bien distinguer les bactéries purement extracellulaires (les plus fréquentes) des bactéries qui peuvent « se cacher » à l’intérieur des cellules
Infections par des bactéries extracellulaires
• Rôle fondamental des anticorps et des phagocytes (polynucléaires neutrophiles et macrophages)
• Pas de rôle direct des lymphocytes T mais participent à la réponse inflammatoire locale (avec les macrophages notamment)
Anticorps
• « Exclusion immune » à la « porte d’entrée »– Les anticorps agglutinent ou immobilisent les
bactéries au niveau épithélial : élimination plus facile par les cils et le mucus
– Blocage des adhésines bactériennes (p. ex certaines souches d’E Coli entérotoxigènes; vibrio cholerae,…)
– Rôle majeur des IgA
Anticorps
• Activation de la voie classique et lyse par le MAC– Surtout pour bactéries Gram-
• Opsonisation– Surtout pour bactéries Gram+ (Staphylocoque,
streptocoque, pneumocoque)– Propriété directe des IgG– Propriété indirecte des IgM via C3b
Complément
• Soit voie classique soit voie alterne
• Soit lyse de la bactérie par le MAC (Gram-) soit opsonisation via le C3b
• Production d’anaphylatoxines– Dégranulation des basophiles– recrutement de lymphocytes T, de
macrophages, de polynucléaires
Importance de la neutralisation de certaines toxines bactériennes par les
anticorps
• Toxine tétanique
• Toxine diphérique
Anticorps et bactéries extracellulaires
p.ex. diphtérie, tétanos
Anticorps et bactéries extracellulaires
Essentiellement bactéries Gram-
Anticorps et bactéries extracellulaires
L’opsonisation est ESSENTIELLE pour la phagocytose des bactéries qui possèdent des capsules polysaccharidiques(Pneumocoque, hemophilus
influenzae, méningocoque)
Bactéries intracellulaires
• Exemple : mycobactéries (tuberculose), salmonella, listeria, brucella
• Peu d’efficacité des anticorps• Importance de l’immunité à médiation
cellulaire• Les systèmes microbicides du macrophage
ne sont capables de tuer les bactéries que s’il y a eu exposition à l’interféron-
Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium tuberculosis
• Les souris IFN- KO meurent après inoculation de BCG (bacille tuberculeux atténué)
Une forte réponse de type Th1 est indispensable pour contrôler une
tuberculose
Helminthiases
• Infection chronique par certains helminthes (microfilaire, bilharziose à S. Mansoni,…) : développement d’une réponse de type Th2 avec mobilisation des IgE et des éosinophiles (qui jouent le rôle de cellules K et exercent un phénomène d’ADCC contre le parasite)
Accroissement important des IgE et des éosinophiles dans les infestations chroniques par des vers
Immunité contre les ectoparasites
• Mal connue
• Rôle central du polynucléaire basophile?
Vaccination
• Vaccination = immunisation active
• Ne pas confondre immunisation active et immunisation passive (transfert d’anticorps d’un individu à un autre)
Vaccins
• Assurer le développement d’une mémoire immunitaire durable
• Mémoire– Plus grande fréquence de cellules répondeuses– Réponse intrinsèquement plus efficace
• B : sécrétion d’anticorps de forte affinité• T : différenciation plus rapide en lymphocytes T
cytotoxiques (mémoire Th1+mémoire CD8 cytotoxique)
Plusieurs types de vaccins
• Microorganisme entier– Tué– Vivant atténué
• Macromolécule (protéine ou polysaccharide)– Purifiée– Synthétique
Les vaccins vivants atténués sont généralement plus efficaces que
les vaccins tués (surtout pour stimuler une réponse de type
Th1)
…mais ils peuvent être dangereux (récupération d’un
phénotype virulent, immunodépression de l’hôte)
Les vaccins particulaires
• Généralement mieux tolérés que les vaccins constitués par des microorganismes entiers (vivants ou tués)
• Une macromolécule donnée, antigénique pour les lymphocytes B ne fournira pas nécessairement de bons peptides antigéniques pour les lymphocytes T– Pas d’aide adéquate de la réponse humorale
– Pas de réponse à médiation cellulaire
Vaccins polysaccharidiques
• Certains polysaccharides ont une telle affinité pour le BCR qu’ils peuvent activer le lymphocyte B en l’absence d’aide des lymphocytes T : on parle d’antigènes thymo-indépendants– Indépendance totale : T-indépendants de type I– Besoin d’une certaine aide non spécifique : T-
indépendants de type II
Réponse humorale contre antigènes thymo-indépendants
• Immunopoïèse absente ou de mauvaise qualité
• IgM mais peu d’autres sous-classes
• Pas de maturation d’affinité
• Pas de mémoire
Lors d’une infection
• L’antigène polysaccharidique est en étroite connexion avec des protéines de l’agent infectieux, des lymphocytes T CD4+ seront donc stimulés simultanément et à proximité des lymphocytes B activés par le polysaccharide
• Cette activation simultanée des CD4 permet une certaine immunopoïèse
Vaccin purement polysaccharidique
• Pas d’aide des lymphocytes T CD4
• IgM mais pas d’autres sous-classes
• Pas de mémoire– Intérêt à conjuguer le polysaccharide avec une
protéine pour recruter une aide indirecte des lymphocytes T CD4
Les vaccins polysaccharidiques : application pratique du rôle des
lymphocytes T CD4 dans l’immunopoïèse
Vaccins recombinants
• Plus sûr que la purification• Moins d’effets secondaires• Plus facile à produire• Pas plus efficaces que les vaccins
particulaires purifiés• Réponses Th1 difficiles à induire• Parfois problèmes d’épitopes
conformationnels pour réponses humorales
Vaccins multivalents
Comment favoriser le développement d’une bonne
réponse à médiation cellulaire?
Favoriser la présentation de l’antigène par les cellules
dendritiques (ou des macrophages activés) et créer
localement un climat cytokinique de type Th1
Effet de certains adjuvants
• Adjuvant : préparation qui administrée en même temps qu’un antigène, accroît la réponse immunitaire à ce dernier
Adjuvants
• Deux types de propriétés– Physicochimiques : augmentent la dispersion de
l’antigène et retardent sa dégradation• Sels minéraux (hydroxyde d’alumine), substances
tensio-actives (huileuses)
– Immunostimulantes• Produits de parois microbiennes qui vont stimuler
les récepteurs de l’immunité naturelle sur les cellules présentatrices d’antigènes
Adjuvant de Freund
– Incomplet (IFA) : agent émulsionnant– Complet (CFA) : agent émulsionnant +glycolipides
extraits de Mycobacterium tuberculosis
Pour faire une bonne réponse à médiation cellulaire avec
lymphocytes T cytotoxiques
• Il faut des lymphocytes T CD4 de type Th1
• Mais il faut aussi initier la réponse des lymphocytes T cytotoxiques en leur présentant leur antigène sur des molécules CMH I
La présentation des antigènes vaccinaux par des molécules
CMH I est très difficile avec des vaccins tués ou particulaires
Trois solutions possibles
• Vecteurs viraux recombinants
• Liposomes, ISCOMS
• Vaccins DNA
• Induire le cross-priming?
Vecteurs viraux recombinants
Liposomes, ISCOMs
Liposomes, Iscoms
Une perspective très prometteuse: les vaccins DNA
• Induction très efficace des réponses Th1 et Th2
• Réponse plus durable
• Pas de problèmes conformationnels
• Administration plus facile