immunitaire, système (Biologie et Anatomie).

immunitaire, système (Biologie et Anatomie). 1 PRÉSENTATION immunitaire, système, ensemble des cellules, des tissus et des organes chargés de la défense de l'organisme contre tout élément étranger ou anormal (bactéries, virus, cellules cancéreuses, etc.) et réalisant l'immunité biologique. L'ensemble des molécules susceptibles d'entraîner la formation d'un anticorps et de déclencher une réponse immunitaire porte le nom générique d'antigènes. On distingue les antigènes du soi (ceux qui sont normalement présents dans l'organisme et que le système immunitaire ignore) et les antigènes du non-soi (dont la présence est anormale dans l'organisme : qu'il s'agisse soit d'éléments étrangers, soit d'éléments de l'organisme devenus anormaux). L'efficacité du système immunitaire est essentiellement fondée sur sa capacité à distinguer le soi du non-soi. De fait, lorsqu'il fonctionne de façon normale, la réponse immunitaire est dirigée contre les seuls antigènes du non-soi. Extrêmement complexe, fonctionnant en réseau dont les différents acteurs interagissent et communiquent entre eux, le système immunitaire permet de réagir de façon appropriée à l'infinité d'antigènes différents et potentiellement pathogènes qui pénètrent dans l'organisme, et parfois l'envahissent. Les mécanismes physiologiques complexes mis en oeuvre dans le système immunitaire ne sont pas encore complètement élucidés, mais sont chaque jour mieux compris. 2 STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT Le système immunitaire comprend trois types d'unités fonctionnelles : des cellules, des substances peptidiques libres (en solution) et des organes. 2.1 Cellules Les cellules du système immunitaire sont réparties en deux contingents : une partie est disséminée et mêlée aux autres cellules dans les différents organes ; une autre partie forme des amas ou même de véritables organes « immunitaires « (organes lymphoïdes). Il existe trois grandes catégories de cellules immunitaires, qui sont toutes des leucocytes (globules blancs) : les granulocytes neutrophiles, les monocytes / macrophages et les lymphocytes. Seule une minorité d'entre elles se trouve en circulation dans le sang, qui leur sert essentiellement de moyen de transport pour se rendre d'un point à l'autre de l'organisme avant de pénétrer dans un organe. 2.1.1 Neutrophiles Les granulocytes neutrophiles sont les cellules nucléées (avec un noyau cellulaire, par opposition aux globules rouges qui en sont dépourvus) les plus nombreuses du sang. Quand ils sont localisés dans les tissus, ils ont pour rôle la destruction des cellules porteuses d'antigènes du non-soi -- dans les faits, leur action concerne essentiellement les bactéries. Cette destruction se fait par phagocytose : les cellules étrangères sont « ingérées « par les granulocytes (en réalité englobées dans leur cytoplasme, puis détruites par des enzymes présentes dans les granulocytes. L'action des granulocytes n'est pas spécifique : n'importe quel granulocyte peut s'attaquer à n'importe quelle cellule porteuse d'un antigène identifié comme appartenant au non-soi. De plus, sur le lieu d'une infection (où ils sont attirés et « activés « par des molécules liées à l'état inflammatoire, telle l'interleukine-8), les neutrophiles relâchent des protéines mêlées à de l'ADN : ces fibres forment un « filet « qui fonctionne comme un piège à bactéries -- ce filet a reçu le nom de NETs, pour Neutrophil Extracellular Traps, « pièges extracellulaires du neutrophile «. Prises dans le NETs, les bactéries et leurs toxines sont détruites par certaines de ses protéines possédant des propriétés antibactériennes. 2.1.2 Monocytes / macrophages Les monocytes sont des cellules circulantes (présentes dans la circulation sanguine), représentant un faible pourcentage des cellules sanguines. Quand ils pénètrent dans un tissu, ils subissent des modifications morphologiques et fonctionnelles qui les transforment en macrophages capables de réaliser la phagocytose [les monocytes sont ainsi les précurseurs inactifs des macrophages]. Les macrophages (du grec makros, « grand « [car ce sont des cellules de grande taille], et phagein, « manger «) ont une fonction de « nettoyage « des tissus : ils détruisent les bactéries se trouvant sur le lieu de l'infection, les globules rouges en fin de vie, etc. Comme celle des neutrophiles, leur action n'est pas spécifique. Ils jouent cependant un rôle d'activation de la réponse immunitaire spécifique par le biais du phénomène dit de présentation de l'antigène. Ainsi, une fois qu'ils ont phagocyté une bactérie, certains des antigènes de cette dernière ne sont pas détruits. Au contraire, ils sont transportés jusqu'à la surface du macrophage ; là, ils sont insérés dans la membrane de façon à « dépasser « dans le milieu extracellulaire. La reconnaissance, par les lymphocytes T (qui sont les « chefs d'orchestre « de la réponse immunitaire), de ces antigènes présentéscontribue à renforcer la réponse immunitaire dirigée contre cette bactérie. 2.1.3 Lymphocytes Les lymphocytes sont les seules cellules à avoir une spécificité d'action (ce qui les rend plus efficaces que les cellules non spécifiques que sont les neutrophiles et les macrophages) : chacune d'entre elles ne reconnaît qu'un seul antigène (le nombre de lymphocytes différents dans l'organisme est potentiellement infini, permettant la reconnaissance de n'importe quel antigène du non-soi -- dont la variété est également infinie). Il en existe deux types principaux : les lymphocytes B et les lymphocytes T. Les lymphocytes B sont les cellules à l'origine de la production d'anticorps (ils sont responsables de l'immunité dite humorale -- étymologiquement l'immunité des humeurs, ici, en l'occurrence, l'immunité assurée par des molécules en solution dans le sang). Lorsqu'un lymphocyte rentre en contact avec l'antigène duquel il est spécifique, il est activé. Il se multiplie alors activement (prolifération), produisant de nombreux lymphocytes B spécifiques de cet antigène, dont la plupart vont se transformer (différenciation) en plasmocytes, cellules sécrétrice d'anticorps. Ce phénomène permet la production et la libération dans la circulation sanguine de grandes quantités d'anticorps précisément dirigés contre l'agent agresseur. Les lymphocytes T représentent environ 70 p. 100 de tous les lymphocytes. Ils sont responsables de l'immunité dite cellulaire (assurée par des cellules et non des molécules). Il en existe deux grands types : o les lymphocytes T cytotoxiques ou lymphocytes T-CD8 attaquent et détruisent directement les cellules étrangères ou anormales, sans passer par l'intermédiaire d'anticorps ; o les lymphocytes T auxiliaires ou lymphocytes T-CD4 amplifient la réponse immunitaire en régulant l'activité des autres cellules du système immunitaire (y compris les lymphocytes B et les macrophages). L'un des mécanismes d'action des lymphocytes est la sécrétion d'une grande variété de molécules appelées cytokines, qui jouent le rôle de messagers chimiques entre les différents acteurs cellulaires du système immunitaire. Les lymphocytes T et B ont la capacité de se « souvenir « d'une exposition antérieure à un antigène spécifique. En effet, au cours d'une première réponse immunitaire à un antigène donné, un certain nombre de lymphocytes T et B n'interviennent pas directement et « sortent « du circuit pour devenir des cellules mémoire. Ces cellules sont caractérisées par une très longue durée de vie (parfois plusieurs dizaines d'années). Si une nouvelle exposition au même antigène a lieu, l'activation de ces cellules mémoire permet une réponse immunitaire d'une part de mise en place beaucoup plus rapide, d'autre part de meilleure efficacité. C'est sur ce principe qu'est fondée la vaccination. 2.2 Substances solubles Le système immunitaire comprend trois types de protéines en solution dans le sérum (la partie liquide du sang) ou dans les liquides extracellulaires des tissus. Ce sont les immunoglobulines (ou anticorps), les cytokines et les protéines du système du complément. Il existe potentiellement une infinité d'immunoglobulines exerçant des fonctions d'anticorps : chacune se combine spécifiquement avec un antigène afin de permettre son élimination de l'organisme. Cette extrême diversité est une caractéristique du système immunitaire. Les cytokines sont des composantes solubles responsables de la régulation de la réponse immunitaire. Certaines cytokines amplifient ou accroissent une réponse immunitaire en cours, en général en provoquant la prolifération de cellules. D'autres peuvent supprimer une réponse en cours ; en effet, comme beaucoup d'autres systèmes de l'organisme, le système immunitaire est soumis à des mécanismes de régulation qui lui confèrent une activité d'intensité appropriée quand cela est nécessaire, et le mettent au repos dans l'intervalle. Le système du complément est un ensemble d'environ vingt protéines présentes dans le sang, d'où elles peuvent diffuser vers les tissus. Elles agissent d'une manière non spécifique, bien que souvent de concert avec les immunoglobulines afin de permettre le développement d'une réponse immunitaire adéquate. Lorsqu'un anticorps se lie à son antigène, les protéines du complément se lient au complexe ainsi formé, facilitant la phagocytose par les phagocytes (cellules capables de réaliser la phagocytose, à savoir les neutrophiles et les macrophages). Les protéines du complément peuvent également se lier seules à certaines bactéries ou cellules pour aboutir à leur destruction (cytolyse). 2.3 Organes Les organes et les tissus dont le rôle est spécifiquement immunitaire sont qualifiés de lymphoïdes. Ils comprennent la moelle osseuse, le thymus, la rate, les ganglions lymphatiques et différentes structures annexées aux muqueuses (petits amas de cellules dans l'épaisseur de la paroi de l'intestin, amygdales, etc.). Ils contiennent différentes variétés de cellules, dont certaines sont propres à un organe donné, tout en ayant la caractéristique commune de former et d'héberger les lymphocytes. La moelle osseuse et le thymus sont des organes lymphoïdes centraux, car ils sont responsables de la formation initiale des lymphocytes, pendant la vie embryonnaire et foetale. Il existe au départ, dans la moelle osseuse, des cellules souches, indifférenciées, dépourvues de caractères morphologiques et fonctionnels précis. Certaines d'entre elles migrent dans le thymus pour se transformer en lymphocytes T (T = thymodépendants). D'autres restent dans la moelle pour devenir des lymphocytes B (B = bursodépendants, l'organe responsable de leur production chez les oiseaux étant la bourse de Fabricius). Les autres organes lymphoïdes sont dits périphériques. Une fois qu'un lymphocyte a terminé sa maturation dans la moelle ou le thymus, il se rend par voie sanguine dans l'un de ces organes, par exemple dans un ganglion du système lymphatique. Là, il reste à l'état quiescent (au repos) tant qu'il ne rencontre pas l'antigène qui lui correspond. Mais, s'il entre en contact avec « son « antigène (éventuellement par l'intermédiaire d'une cellule présentatrice de l'antigène tel un macrophage), il est activé : il entre en fonction et se divise activement, de façon à créer une lignée de lymphocytes spécifiques de l'antigène. En général, après avoir été activé par le contact avec l'antigène dont il est spécifique, un lymphocyte B reste à l'endroit où il se trouve, en agissant à distance grâce aux anticorps qu'il sécrète et libère dans le sang. À l'inverse, les lymphocytes T font l'objet d'une recirculation permanente (allers-retours entre les organes lymphoïdes périphériques, les vaisseaux lymphatiques et le circuit sanguin). C'est ce mécanisme de recirculation qui permet à la lignée T, à partir d'un contact local avec un antigène, de diffuser la réponse à l'ensemble de l'organisme. 3 RÉPONSE IMMUNITAIRE Les différentes composantes du système immunitaire interagissent pour produire une réponse immunitaire efficace. Certaines étapes de ce processus sont bien comprises, mais d'autres sont encore imparfaitement élucidées. 3.1 Immunité naturelle ou non spécifique Si un antigène provenant de l'extérieur, porté par une bactérie par exemple, traverse la première ligne de défense de l'organisme (la peau ou une muqueuse), il déclenche d'abord les phénomènes de l'immunité non spécifique, qui s'exerce de la même façon quel que soit l'antigène. L'immunité non spécifique est assurée d'une part par les cellules qui pratiquent la phagocytose (les granulocytes neutrophiles et les macrophages), d'autre part par les protéines du complément. Il peut par ailleurs exister un certain degré de stimulation non spécifique -- donc inhabituelle --, des lymphocytes B, aboutissant à la sécrétion d'anticorps polyvalents. 3.2 Immunité acquise ou spécifique Parfois, cette première réponse n'est pas suffisante pour maîtriser le micro-organisme agresseur. Les macrophages interagissent alors, par le mécanisme de présentation de l'antigène à leur surface, avec les lymphocytes T-CD4, afin d'activer l'immunité spécifique, plus efficace. Ce phénomène peut prendre place au point d'invasion, mais le macrophage peut également emprunter la circulation sanguine et lymphatique pour gagner un ganglion lymphatique (où sont stockés de très nombreux lymphocytes). L'immunité spécifique ainsi activée, orchestrée par les lymphocytes T-CD4 (ou T auxiliaires), se fonde principalement, d'une part sur la production d'anticorps, d'autre part sur la destruction des bactéries ou des cellules infectées par des virus par les lymphocytes T-CD8 (ou T cytotoxiques). Parallèlement, certains lymphocytes s'isolent des autres et se remettent dans un état de repos qui peut persister des années, voire toute la vie. Ils forment des cellules dites mémoire, spécifiques de l'envahisseur. Habituellement, le système immunitaire prend le dessus sur les bactéries, les virus, les champignons microscopiques et les parasites, et la maladie est contrôlée. Des mécanismes d'autorégulation entrent alors en jeu afin de stopper la réponse immunitaire. Les cytokines jouent un rôle très important dans ce processus. 4 PATHOLOGIES Le système immunitaire peut être atteint soit sur le plan quantitatif, par insuffisance de fonctionnement (déficit immunitaire) ou au contraire par excès (hypersensibilité), soit sur le plan qualitatif (maladie auto-immune). Par ailleurs, du fait de ses propriétés naturelles, il rend difficile certains traitements médicaux et, plus particulièrement, provoque le rejet de greffe. Enfin, il existe des rapports complexes entre le système immunitaire et le cancer. 4.1 Déficits immunitaires Les déficits ou déficiences immunitaires, qui ont pour conséquence principale une susceptibilité aux infections à répétition, peuvent être de deux types : primitifs (liés à une ou à des anomalies congénitales et héréditaires du système immunitaire) ou secondaires (à la suite d'une infection virale acquise au cours de la vie). 4.1.1 Déficits congénitaux Les déficits immunitaires congénitaux vont de légères anomalies à de graves déficiences incompatibles avec la vie. Une atteinte congénitale des lymphocytes B et l'absence d'anticorps affectent environ 1 personne sur 500. Elles sont en général sources d'infections récurrentes, principalement bactériennes. Ce type d'affection est traité par des injections régulières d'anticorps polyvalents appelés gammaglobulines. Les atteintes congénitales des lymphocytes T et de l'immunité cellulaire sont moins fréquentes. Elles sont principalement cause d'infections virales ou fongiques et sont moins sensibles aux traitements. Les déficiences immunitaires congénitales les plus graves, engageant le pronostic vital, combinent une déficience des lymphocytes B et T. Elles imposent un traitement radical telle une greffe de moelle osseuse. 4.1.2 Déficits acquis Les déficits acquis peuvent être induits par des médicaments (tels ceux utilisés dans le traitement des cancers), par la malnutrition ou d'autres maladies ou, enfin, par une infection virale (l'exemple le plus extrême étant représenté par le sida, dont l'évolution aboutit à un effondrement total du système immunitaire). Bénins ou sévères, ils peuvent concerner les lymphocytes B ou les lymphocytes T. Le meilleur traitement est la suppression de la cause, quand elle est possible. Par ailleurs, le traitement consécutif aux greffes de tissus ou d'organes comprend l'induction volontaire d'un déficit immunitaire à l'aide de médicaments dits immunosuppresseurs, dans le but d'empêcher le rejet de la greffe. 4.2 Hypersensibilité et allergie L'allergie, ou hypersensibilité, correspond à une réponse immunitaire excessive en réponse au contact avec un antigène qui ne provoque aucune réaction chez les personnes non allergiques, appelé allergène. On distingue deux grands types d'hypersensibilité : o l'hypersensibilité immédiate, dépendante des anticorps, survient avec un délai de trente secondes à trente minutes après le contact avec l'allergène ; o l'hypersensibilité retardée, reposant sur les lymphocytes T, ne se déclenche qu'après quelques jours. 4.3 Maladies auto-immunes Les maladies auto-immunes résultent du fait que le système immunitaire ne fait plus la distinction entre le soi et le non-soi. Il considère ses cellules propres comme des corps étrangers et cherche à les éliminer. 4.4 Rejet de greffe Le système immunitaire représente la difficulté majeure dans la réalisation de greffes de tissu et de transplantations d'organes. En effet, il identifie les cellules du donneur comme étant étrangères et tente de les détruire. Le premier moyen de limiter le rejet de greffe est de trouver un donneur dont les antigènes des cellules sont très proches génétiquement de celles du receveur, c'est-à-dire essentiellement un donneur apparenté (voir groupes d'histocompatibilité). La seconde méthode pour que le greffon soit toléré par le système immunitaire est la prescription de médicaments immunosuppresseurs comme la cyclosporine. Les immunosuppresseurs ont toutefois l'inconvénient majeur de diminuer la résistance de l'organisme aux infections. Par conséquent, le patient sous traitement est constamment menacé par des agents pathogènes. 4.5 Système immunitaire et cancer Les relations entre système immunitaire et cancer ont fait l'objet de nombreuses recherches. En effet, les patients victimes d'un cancer présentent un taux d'infections accru, et des anomalies immunitaires ont pu être détectées chez eux au cours d'études en laboratoire : le cancer, s'il est suffisamment étendu, perturbe le fonctionnement du système immunitaire. Inversement, l'incidence des cancers est plus élevée chez les patients porteurs d'un déficit immunitaire congénital ou d'un déficit acquis, à la suite, par exemple, d'un traitement immunosuppresseur : le système immunitaire ne détruit plus les cellules cancéreuses. 5 IMMUNOTHÉRAPIE Il est possible de stimuler le système immunitaire quand il est atteint d'un déficit pathologique, ou de pallier l'insuffisance de son action quand il est impuissant contre une maladie, telle qu'une infection sévère ou un cancer. À l'inverse, on peut inhiber un système immunitaire atteint d'un excès d'activité (allergie), ou déréglé (maladie autoimmune), ou menaçant le résultat d'un traitement (rejet de greffe). 5.1 Immunostimulation Les moyens de stimulation immunitaire sont nombreux et correspondent à l'immunothérapie proprement dite, au sens le plus employé du terme. Les méthodes les plus classiques sont la sérothérapie (injection d'anticorps) et la vaccination, dans le cadre de la lutte contre les maladies infectieuses. La première est dite passive, car les anticorps injectés agissent directement, sans intervention du système immunitaire du sujet. La seconde méthode est active : l'antigène injecté stimule le système immunitaire du sujet, qui produit lui-même ultérieurement l'effet thérapeutique quand il rencontre l'antigène naturel. Le plus souvent, ces deux types de méthodes sont spécifiques : leur efficacité est limitée à un antigène donné. Parmi les autres techniques disponibles, on peut citer la vaccinothérapie : un vaccin comme le BCG (servant habituellement à la vaccination préventive contre la tuberculose) est utilisé, pour son effet stimulant non spécifique du système immunitaire, dans le traitement curatif du cancer. L'antigénothérapie repose sur le même principe de stimulation non spécifique par des antigènes bactériens ; elle est de pratique courante dans les infections rhinopharyngées et bronchiques récidivantes, mais son efficacité est relative. Les chercheurs essaient d'employer des cytokines semblables aux cytokines naturelles, mais produites par génie génétique ; l'interleukine 2 (ou IL 2), par exemple, donne des résultats encourageants dans certains cancers peu sensibles aux autres traitements. 5.2 Immunosuppression Les principaux médicaments utilisés comme immunosuppresseurs dans un but thérapeutique sont les corticoïdes, la cyclosporine, l'azathioprine et les anticorps monoclonaux anti-lymphocytes. Les indications de ces produits sont essentiellement les allergies sévères, les maladies auto-immunes, la prévention du rejet de greffe. L'effet indésirable commun, en cas d'usage prolongé et à fortes doses, est le risque de survenue d'infections et de cancers, du fait même de la déficience immunitaire que l'on cherche à provoquer. L'échange plasmatique, ou plasmaphérèse, consiste à prélever le sang du malade, à séparer le plasma (contenant des anticorps délétères) et les cellules, et à restituer par perfusion uniquement les cellules (essentiellement les globules rouges), sans le plasma. Cette technique est utile au cours de certaines maladies auto-immunes sévères et inaccessibles aux autres traitements. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.