Les "clusters de différenciation", des outils pour identifier les cellules immunitaires

A- Identification phénotypique

En immunologie, il est très souvent utile de distinguer les différents types de leucocytes au sein d’un échantillon.

La distinction des leucocytes selon leurs caractéristiques morphologiques et/ou fonctionnelles n’est pas toujours facile à mettre en oeuvre. En revanche, les leucocytes expriment à leur surface un grand nombre de molécules qui peuvent être utilisées comme marqueurs pour l’identification des cellules : c’est une identification immunophénotypique.

Cette identification est basée sur la détection de ces marqueurs membranaires à l’aide d’anticorps monoclonaux suivie de l’analyse par cytométrie en flux. Ces marqueurs sont désignés depuis 1982 selon la nomenclature cluster of differentiation (classe de différenciation) CD suivie d’un numéro. La cellule est alors désignée par la combinaison des CD exprimés (+) mais aussi des CD absents (-).  NB : le rôle de certains CD n’est pas connu.

Pour l’identification immunophénotypique, on privilégie l’utilisation de CD spécifiques d’un type morphologique et fonctionnel de leucocytes. Ainsi, les 2 types d’identification (immunophénotypique et fonctionnelle) se recouvrent le plus souvent.

B- Les populations lymphocytaires T et B

C’est le cas des lymphocytes T qui expriment tous le marqueur CD3 (qui s’associe au TCR pour former le complexe TCR) et des lymphocytes B dont le marqueur propre est CD19. On dit alors que CD3 est un marqueur pan-lymphocytaire T c’est à dire exprimé par tous les lymphocytes T.

Au sein des lymphocytes T on peut distinguer 2 sous-populations :

• les lymphocytes T CD4⁺ qui expriment le marqueur CD4 ;

• les lymphocytes T CD8⁺ qui expriment le marqueur CD8.

Selon des critères fonctionnels on distingue un grand nombre de sous-populations dont :

• les lymphocytes T helper (Th) encore appelés T auxiliaires ;

• les lymphocytes T régulateurs (Treg) ;

• les lymphocytes cytotoxiques (Tc).

Dans la majorité des cas les Th et Treg sont des lymphocytes T CD4⁺ : ils contrôlent la réponse immunitaire adaptative.

Les Tc sont le plus souvent des lymphocytes T CD8⁺ et leur cytotoxicité permet d’éliminer les cellules infectées ou cancéreuses.

L’absence de certains marqueurs permet aussi de discriminer des sous-populations de lymphocytes. Ainsi on distingue deux sous-populations de lymphocytes B : majoritairement ils n’expriment pas le marqueur CD5 (lymphocytes B CD5^-) mais il existe des lymphocytes B CD5⁺ localisés dans le péritoine et les plèvres.

C- Exemples d'applications

Enfin, la combinaison des marqueurs présents et absents permet également d’identifier l’état de maturation des cellules. On constate cependant que certains marqueurs sont exprimés par des types différents de cellules. Ils ne permettent donc pas à eux seuls de distinguer ces différents types cellulaires. Le plus souvent, c’est la combinaison de plusieurs marqueurs qui permet alors un immunophénotypage pertinent.

En raison même de son principe, l’identification phénotypique ne recouvre donc pas totalement l’identification morphologique ou fonctionnelle. Même si elle doit être complétée par une analyse fonctionnelle des sous-populations identifiées, l’identification phénotypique constitue une méthode extrêmement fine et puissante d’analyse cellulaire et elle est désormais utilisée en routine au laboratoire. Par exemple, le dénombrement des différents types cellulaires identifiés par leur immunophénotypage est utilisé pour caractériser les pathologies immunitaires.