Le système immunitaire est constitué par un ensemble d’organes, cellules, et molécules responsables de l’immunité dont les fonctions sont de préserver l’intégrité de l’organisme lors d’agressions externes (ex : infection) ou internes (ex : tumeur).

On distingue l’immunité adaptative et l’immunité innée .

Les cellules de l’immunité adaptative ( lymphocytes ) sont capables de discriminer différentes catégories d’antigènes (molécules reconnaissables par un lymphocyte via leur interaction avec les récepteurs spécifiques BCR ou TCR :

Les cellules de l’immunité innée ( monocytes/macrophages, cellules dendritiques, poly-morphonucléaires, lymphocytes de type inné ) exercent principalement des fonctions de phagocytose, de présentation antigénique et de synthèse de médiateurs de l’inflammation. Elles reconnaissent des motifs moléculaires (« PAMP : pathogen associated molecular pattern »).

Figure 1.1. Le système immunitaire

Figure 1.2. Qu'est-ce que le système immunitaire?

On distingue deux catégories d’organes lymphoïdes

Le lieu d’activation des lymphocytes et donc de l’induction de la réponse immunitaire adaptative, dépend de la voie d’entrée de l’antigène dans l’organisme. Par exemple les antigènes tissulaires sont présentés aux lymphocytes au niveau des ganglions lymphatiques drainants ce tissu.

Figure 1.3. Les organes lymphoïdes.

La réponse immunitaire se déroule en deux phases successives. Les travaux démontrant l’importance de l’activation d’une réponse immunitaire innée pour induire et orienter la réponse adaptative ont été récompensés par le Prix Nobel de Médecine et Physiologie en 2011 .

Chacune des deux phases innée et adaptative met en jeu des populations cellulaires distinctes et des modalité de reconnaissances des antigènes elles aussi distinctes. Les lymphocytes reconnaissent des antigènes pour lesquels ils possèdent un récepteur spécifique (TCR : récepteur des lymphocytes T et BCR : récepteur des lymphocytes B). L’ensemble des récepteurs BCR et TCR présents chez un individu constitue son répertoire lymphocytaire . Les cellules de l’immunité innée reconnaissent des motifs pathogéniques ou des signaux de danger par l’intermédiaire de récepteurs PRR (« Pattern recogition receptor »).

Les cellules dendritiques présentes dans tous les tissus de l’organisme vont acheminer les antigènes vers les organes lymphoïdes secondaires site d’activation des lymphocytes T et B. Après reconnaissance spécifique de l’antigène, présenté par les cellules dendritiques pour les lymphocytes T, ou sous forme native pour les lymphocytes B, les lymphocytes se multiplient de façon clonale , et se différencient en cellules effectrices . Ces dernières éliminent les cellules infectées et les pathogènes, puis meurent par apoptose. Une sous population cellulaire va cependant perdurer et constituera le pool des lymphocytes mémoires , qui seront activés très rapidement et de manière plus efficace tant qualitativement que quantitativement lors d’une deuxième rencontre avec l’antigène dont ils sont spécifiques.

Figure 1.4. Le déroulement de la réponse immunitaire

Figure 1.5. Le déroulement de la réponse immunitaire

Hématopoïèse, du grec hémato (de sang) et poïèse (création). Génération des cellules sanguines et donc des cellules de l’immunité à partir de cellules souches hématopoïétiques . La moelle osseuse rouge est l'organe de l'hématopoïèse. Chez un individu sain et adulte 1012-1013 nouvelles cellules sanguines sont produites chaque jour.

Les cellules souches hématopoïétiques ont une capacité d’auto renouvellement infini, et sont pluripotentes , ce qui signifie qu’elles peuvent se différencier en tous les types cellulaires.

Au cours de l’hématopoïèse, les cellules souches hématopoïétiques se différencient en progéniteurs lymphoïdes , desquels dérivent les lymphocytes, ou en progéniteurs myéloïdes , qui vont donner les polymorphonucléaires, les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques.

Figure 1.7. L’hématopoïèse

Figure 1.8. L'hématopoièse

Les granulocytes aussi appelés polymorphonucléaires (PMN) ont été classifiés en fonction de la nature de leurs granules cytoplasmiques et de la coloration de celles-ci par des colorants acides et/ou basiques. Ce sont des cellules circulantes.

Les neutrophiles représentent 60 % des leucocytes circulants, ils sont recrutés très rapidement dans les tissus en cas d’infection ou d’inflammation. Ce sont des phagocytes.

Les éosinophiles représentent 1 à 3% des leucocytes circulants, leur cytoplasme renferme des granules contenant des enzymes lytiques et des substances toxiques envers les parasites. Les éosinophiles sécrètent aussi des médiateurs de l’inflammation comme l’histamine.

Enfin, les basophiles dont les granules sont colorées par des colorants basiques représentent moins de 1 % des leucocytes sanguins. Leurs granules renferment de l’histamine. Ils jouent un rôle important dans la réponse anti-parasitaire et au cours de la réponse allergique.

Figure 1.9. Les granulocytes

Figure 1.10. Les granulocytes : polymorphonucléaires

Une cellule présentatrice d’antigène est une cellule capable d’activer un lymphocyte T auxiliaire CD4⁺ . Il existe trois types de cellules présentatrices d’antigène : les cellules dendritiques (les seules capables d’activer les lymphocytes T naïfs), les macrophages , et les lymphocytes B . L’activation des lymphocytes a lieu dans les organes lymphoïdes secondaires. Contrairement aux lymphocytes B qui reconnaissent les antigènes sous leur forme native, les lymphocytes T reconnaissent les antigènes lorsqu’ils sont apprêtés puis présentés sur des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) à la surface des cellules présentatrices d’antigène.

Trois signaux sont nécessaires pour activer un lymphocyte :

Figure 1.11. Les cellules présentatrices d’antigène et les lymphocytes

Figure 1.12. Les cellules présentatrices d'antigènes et l'activation des lymphocytes

Figure 1.14. Les quatre étapes de la réaction

La réponse inflammatoire s’articule en plusieurs phases

Figure 1.15. Le déroulement de la réponse inflamatoire

L’inflammation n’est pas toujours synonyme d’infection et peut être déclenchée par d’autres signaux regroupés sous le terme de « signaux de danger » (DAMP : Danger Associated Molecular Pattern) délivrés par des cellules endommagées (soi altéré, ex : cellules cancéreuses) ou des irritants chimiques (ex : polluants) ou même des perturbations physiques (ex : forces mécaniques).

Nous ne traiterons dans cette vidéo que des «signaux pathogéniques » ou PAMP (Pathogen Associated Molecular Pattern) qui sont des motifs conservés , exprimés par les micro-organismes pathogènes (non soi, ex : lipolpolysaccharides à la surface des bactéries Gram négatives).

Ces motifs sont reconnus par les cellules du système immunitaire résidant dans les tissus (mastocytes, macrophages et cellules dendritiques tissulaires) et exprimant des récepteurs de type PRR (Pattern recognition receptor). Ils déclenchent l’activation (maturation) de ces cellules qui sécrètent alors des médiateurs de l’inflammation (histamine, cytokines pro-inflammatoires, chimiokines, dérivés lipidiques par exemple), eux-mêmes responsables de l’activation des cellules endothéliales et de l’initiation de la phase vasculaire de la réponse inflammatoire.

Les cellules immunes résidentes des tissus jouent donc le rôle de cellules "sentinelles" puisqu'elles réagissent rapidement suite à la détection d'un danger.

Figure 1.16. Le déclenchement de la réponse inflammatoire

Figure 1.17. La notion de motif pathogénique et le prix nobel de mèdecine

La reconnaissance de motifs pathogéniques PAMP ou de motifs de danger DAMP via les récepteurs de type PRRs induit l’activation des cellules, qui vont alors sécréter les médiateurs de l’inflammation :

Les médicaments anti-inflammatoires interviennent en inhibant certains médiateurs de l’inflammation.

Figure 1.18. Les médiateurs de l'inflammation

Figure 1.19. Les acteurs moléculaires et cellulaires de l'inflamation

Une réponse inflammatoire efficace nécessite le recrutement important et rapide de leucocytes circulants.

La migration de ces cellules de la circulation sanguine vers le tissu lésé est dirigée par le gradient de chimiokines libérées par les cellules activées via leurs PRR sur le site de l’inflammation.

Elle est permise par le ralentissement du débit sanguin , et les effets des médiateurs de l’inflammation sur les cellules endothéliales.

Figure 1.20. Le recrutement des cellules circulantes