TSSIBS - Immunoglobulines - Structure, isotypes et fonctions effectrices. Immunoglobulines: généralités, isotypes, fonctions

Transcription

1 26 octobre 2015 POUILLY Nakya L2 CR : Nyl CHEMLI TSSIBS Pr. Joana VITTE 26 pages Immunoglobulines: généralités, isotypes, fonctions Plan A. Structure I. Généralités II. Région constante C des immunoglobulines III. Variations de structure des immunoglobulines B. Synthèse I. Synthèse et commutation isotypique II. De la cellule souche à la production d'immunoglobuline III. Monoclonalité de la synthèse, polyclonalité de la réponse C. Fonctions I. Fonctions portées par le fragment variable II. Fonctions portées par le fragment constant III. Fonctions des différents isotypes d'immunoglobulines D. Exploration E. Mécanismes de la diversité des immunoglobulines I. Généralités II. Génération de la diversité des immunoglobulines : réarrangement des gènes VH (dans la moelle osseuse) III. Commutation de classe (= commutation isotypique=switch des immunoglobuline) IV.Ontogénie des isotypes d'ig : à quel moment commence la production d'ig? V.Réponse humorale primaire et secondaire (principe de la vaccination) IV. Hyper-mutation somatique= maturation d'affinité F. IgM, IgG, Ig A (IgE traitées avec l'allergie) G. Récepteurs pour le fragment constant RFc Bibliographie proposée pour s'aider : Immunologie fondamentale et immunopathologie téléchargeable gratuitement sur / version papier 33 1/26

2 A.Structure générale d'une immunoglobuline I.Généralités Immunoglobuline est le nom scientifique pour désigner les anticorps. Au niveau structural, une immunoglobuline est composée de 2 chaînes lourdes et 2 chaînes légères qui s'assemblent pour former une molécule qui aura la forme d'un Y, avec une tige composée d'une partie constante et les bras du Y qui correspondent, a leur extrémité la plus éloignée, aux régions variables de l'immunoglobuline qui vont reconnaître l'antigène. Donc si on résume sur une molécule d'environ 7Å c'est a dire 0,7 nanomètres, on a le fragment variable qui correspond aux branches du Y, on a une zone charnière puis on a le fragment constant (FC) qui est composé de 2 à 3 domaines constants de chaînes lourdes. Ces différents domaines correspondent chacun à un domaine immunoglobuline, c'est un domaine globulaire constitué d'environ une centaine d'acide aminés relativement compact et qui entrent dans la composition de nombreuses molécules de l'immunité donc quand on parle de domaine immunoglobulines on ne parle pas forcément d'un morceau d'anticorps, c'est simplement un type de domaine globulaire de 100 acides aminés et qui est tout à fait adapté pour former des enchaînements de 1, 2, 5... domaines immunoglobuline. (par exemple si vous voulez avoir des molécules de membrane (des récepteurs) qui vont aller loin au dessus de la membrane vous allez empiler domaines immunoglobuline qui vont vous donner d'une part la hauteur pour que le récepteur soit visible pour son ligand et d'autre part une flexibilité puisque ces domaines sont reliés par des domaines jonctionels) Quand on observe un anticorps il est important de raisonner en deux parties fonctionnelles : -La partie variable qui est la mieux connue, c'est la partie spécifique des antigènes, c'est elle qui les reconnaît. -La partie constante qui a une fonction effectrice, en effet pour qu'un anticorps soit utile il ne lui suffit pas de reconnaître l'antigène, il faut aussi qu'il soit capable de communiquer avec le reste du système immunitaire. Il faut préciser qu'il y a un angle entre les branches du Y qui est variable donc qui permet de reconnaître des sites plus ou moins éloignés selon l'antigène. Il y également une zone charnière qui est flexible (et qui fait la variabilité de l'angle) et des ponts disulfures qui peuvent être coupés ou non (on y revient plus tard dans le cours). Quand on parle d'isotype ou de classe d'immunoglobuline on parle de différence sur la partie constante (IgG, IgA, IgE..). Il peut donc très bien y avoir des IgG et IgA qui ont les mêmes spécificités, c'est à dire qu'ils reconnaissent exactement le même antigène et qu'il ne diffèrent que par la partie constante. Il y aura donc des fonctions effectrices différentes. 2/26

3 II.Région constante C des immunoglobulines Il faut retenir qu'il y a 5 types de chaînes lourdes (H) : γ, μ, α, ε, ou δ.ils diffèrent par leur séquence d'aa..ils déterminent les 5 isotypes (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD) (respectivement dans l'ordre précédent) Les IgG se subdivisent en 4 sous classes (IgG 1 à 4). De même pour les IgA en 2 sous classes (IgA 1 à 2). Pour les chaînes légères (L) il n'y a que 2 types : λ et κ Une molécule d'ig donnée possède soit des κ, soit des λ, jamais les deux simultanément. Dans le sérum humain le rapport quantitatif normal κ /λ est de 2. Il y a donc 2 fois plus d'ig qui contiennent des chaines κ par rapport à celles qui ont des λ. Les chaînes lourdes H d'une même molécule d'ig sont identiques. Les chaînes légères L d'une même molécule d'ig sont identiques. On parle donc d homo-dimère HL. III.Variations de structure des immunoglobulines Différentes caractéristiques des immunoglobulines peuvent varier : certaines s'assemblent en monomères (le plus courant), dimères (cas parfois des IgA sécrétées) ou pentamères (cas des IgM qui ont ainsi 10 sites de fixation à l extérieur ce qui compense leur faible affinité => elles ne sont pas très fortes mais elles sont nombreuses) il peut y avoir une variation du nombre de domaine Ig au niveau du fragment constant (+/- long) (exemple : les IgD et E sur le schéma) 3/26

4 variations de la zone charnière variation de l'angle de la partie variable ces 2 derniers (zone charnière et angle) sont liés car l'angle d'ouverture de la partie variable est donné par le zone charnière (exemple : angle différent entre IgG1 et IgA1) variation des sites de glycosylation (petits point sur le schéma) (ces sucres pourront modifier les propriétés physiques mais aussi chimiques des Ig) 4/26

5 Schémas : Toutes les Ig présentent la même structure en Y ( Partie variable + Partie constante). Cependant on peut voir que : IgE à 3 domaines constants tandis que l'igg1 et l'iga1 n'en ont que deux IgG1 a des sites de fixation pour le complément IgA1 a la particularité de présenter un segment supplémentaire qui va lui permettre soit de se dynamiser soit de traverser les épithélium pour être sécrétée dans la lumière (les IgA sont rarement dans le sang et plus présentes dans les muqueuses). On voit aussi que la zone de jonction semble petite et rigide pour les IgG1 et les IgE tandis que pour les IgA1 on observe une zone de jonction beaucoup plus grande donc qui permet une flexibilité des branches beaucoup plus importante (ce qui est logique puisqu'étant présents dans les muqueuses ces anticorps sont plus susceptibles de rencontrer des bactéries et virus plus variés) De par toute ces variation, les immunoglobulines présentent une très grande diversité. La spécificité de reconnaissance des Ig n'est pas de 100% ce qui permet aux Ig de reconnaître les antigènes selon un éventail plus large que si elles étaient spécifiques Par ailleurs il est important de noter que quand on a les chaînes H et les chaînes L, l'assemblage se fait avec les chaînes H plutôt à l intérieur et les chaînes L plutôt à l'extérieur. De plus les Ig possèdent des sites de coupure qui sont sensibles à la papaïne et à la pepsine, ces sites de coupures se situent dans la zone charnière (Hinge en anglais). Si la coupure se fait à la papaïne la coupure se fait à la charnière et les ponts disulfures seront ainsi intouchés en aval donc on aura un double fragment FC et deux monomères de fragment variable (fragment monovalent FAV). 5/26

6 Si la coupure se fait à la pepsine la coupure sera en aval de la zone charnière, juste à la limite des zones du fragment constant et donc les sites disulfures seront entiers mais du coté de la parie variable. Il y aura donc deux fragments FC un peu tronqués et surtout monomériques et un fragment variable dimérique. (Ce fragment dimérique est en fait 2 chaînes HL maintenues ensemble par les ponts disulfures c'est ce qu'on appel F(ab')2, on appellera un fragment HL monomérique Fab). Ce sont donc des fragments différents, ils ont des propriétés différentes. (ces fragments peuvent être utilisés à visée thérapeutique) Les Ig vues jusqu'à présent sont solubles dans les liquides biologiques (sérum, sécrétion ) mais on les trouve aussi sous forme transmembranaires à la surface des lymphocytes B. Ces anticorps retrouvés à la surface du lymphocyte B forment les récepteurs du lymphocyte B pour les antigènes. Ceux-ci présentent donc une toute petite partie transmembranaire supplémentaire par rapport aux Ig solubles leur permettant de s'ancrer dans la membrane des cellules. Ces Ig (transmembranaires, au niveau du Lymphocyte B) sont associées à 2 petites molécules ; Igα et Igβ qui s'appellent aussi CD79a et b, ces molécules participent à la transduction du signal dans ce complexe BCR. L'ensemble immunoglobuline transmembranaire et des 2 molécules constitue le BCR des lymphocytes B. Attention aux confusions : Lorsque l'on parle de Igα ça n'a rien a voir avec l'isotype IgA, d'où l appellation CD79a afin d'éviter les ambiguïtés. De la même façon mig désigne les immunoglobuline transmembranaires et non pas les IgM. Le terme mig peut donc désigner n'importe quel type d'isotype. Ne pas confondre quand on parle d'immunoglobuline portées par la membrane plasmique : Il faut distinguer l'immunoglobuline transmembranaire qui appartient structurellement au lymphocyte B (à gauche) et l 'immunoglobuline reconnaissant spécifiquement l'antigène qui se fixe à un récepteur de cellules de l'immunité comme le mastocyte ou le polynucléaire basophile (à droite). Cette dernière n'est donc pas transmembranaire mais juste captée au niveau de son fragment constant qui est en action. Elles ont des fonctions différentes. (cf le schéma page suivante) 6/26

7 B. Synthèse des immunoglobulines I.Synthèse et commutation isotypique Au départ se trouve un petit lymphocyte B qui a son BCR à la surface, son BCR étant constitué d'une Ig transmembranaire d'isotype M ou D. Quand le lymphocyte a été activé il va y avoir une maturation de ce dernier qui va devenir un plasmocyte et qui va produire des anticorps. Au départ se sont des IgM qui vont être sécrétées. Au fur et à mesure que le plasmocyte exerce son activité de sécrétion il va subir une maturation et une commutation isotypique. La commutation isotypique désigne le changement de l'isotype de l'ig du M vers G et ensuite vers d'autres isotypes. On a donc le même plasmocyte qui, au lieu de produire des IgM, va produire des IgG et comme c'est la même cellule et qu'elle a une spécificité donnée, la partie variable va rester la même, c'est simplement la partie constante qui va se modifier. L intérêt est que vous avez une réponse vis à vis de l'antigène (qui est le même que vous avez reconnu en début de chaîne) et vis a vis duquel vous allez pouvoir exercer des effets différents au fur et à mesure du changement qu'on peut voir dans le sang. 7/26

8 II.De la cellule souche à la production d'immunoglobuline On part de la cellule souche hématopoïétique, on va avoir une cellule pro-b ensuite une cellule Pré-B, une cellule B immature qui présente des IgM immatures à sa surface, puis au moment où le lymphocyte B mature commence à circuler, il va avoir des IgM et IgD en surface et il risque de commencer à rencontrer un antigène. C'est à partir de ce moment qu'il va commencer à s'activer et à donner des plasmocytes et des lymphocytes B mémoires pour chacune des classes d'ig. Toutes les classes ou isotypes d'ig possèdent des plasmocytes qui produisent les anticorps nécessaires à la réponse immunitaire en cours et des cellules mémoire qui vont reconnaître le même antigène quand il reviendra plus tard et qui seront ainsi capable de relancer une réponse immunitaire adaptée si nécessaire. 8/26

9 Dans la Moelle Osseuse, on retrouve la cellule souche hématopoïétique qu'on reconnaît par son expression de CD34+ (donc CD34+ = Cellule hématopoïétique immature précurseur). Quand on regarde la ligne B on a les Pré-B, les Pro-B, le lymphocyte B immature, le lymphocyte B mature qui va sortir et circuler dans le sang et qui va passer dans les ganglions lymphatiques où il va subir des interactions très brèves avec les cellules présentatrices d'antigènes. Si cette interaction ne correspond pas à une interaction spécifique entre le BCR du lymphocyte et les antigènes que présente les cellules ganglionnaires, il passe son chemin et refait un tour dans la circulation. Il fait une sorte de patrouille et le jour un antigène va lui correspondre il va rester et il y aura activation, différenciation, maturation et production des Ig. Les lymphocytes vont principalement aller dans les tissus lymphoïdes associés aux muqueuses (MALT). Au cours de la même réponse immunitaire on observe également la production des lymphocytes mémoire qui vont patrouiller un peu à la manière des lymphocytes naïfs et qui vont avoir comme capacité de s'activer eux aussi sauf que leur activation sera plus facile. III. Monoclonalité de la synthèse, polyclonalité de la réponse Les lymphocytes B fonctionnent par clones, ce qui assure le maintien de leur spécificité à l'antigène tout le long de sa vie. Schéma ci-dessous : Au départ on a un antigène qui possède 2 épitopes (déterminants antigéniques) 1a et 1b. Pour chacun d'eux il y a plusieurs réponses (toutes spécifiques) du 1a par plusieurs clones de lymphocytes B qui produisent des Ac les reconnaissant. (épitopes : petite séquence entre 8 et 15 acides aminés reconnue par les anticorps) Ces anticorps sont spécifiques vis à vis du 1a et du 1b, mais différents. Au cours de la réponse, chaque lymphocyte B produit des immunoglobulines avec une spécificité donnée lors de la rencontre avec l'antigène. Dans le cas du schéma, on a 3 anticorps qui reconnaissent les 2 épitopes de l'antigène, ce qui fait 6 spécificités. Du coup ces spécificités peuvent être classées en 2 parties : celle qui reconnaissent 1a celle qui reconnaissent 1b Ceci permet une grande variété de réponse immunoglobuline : c'est l'hétérogénéité ou polyclonalité de la réponse ; alors qu'à la base on part d'une cellule lymphocyte monoclonale qui ne reconnaît qu'un épitope : c'est l'homogénéité ou la Monoclonalité du répertoire des clones B. 9/26

10 C.Fonctions effectrices des immunoglobulines I.Fonctions portées par le fragment variable Le fragment variable sait : - Reconnaître les toxines bactériennes, en les attrapant il va les neutraliser donc il assure la protection face aux toxines - Inhiber l'adhésion des bactéries aux surfaces cellulaires (il se colle dessus et empêche ainsi la bactérie d interagir avec les récepteurs de la cellule) Bloquer l'infection des virus, directement ou en désorganisant/détruisant le virus II.Fonctions portées par le fragment constant Il y en a deux : -Le transport à travers les barrières naturelles (que se soit le placenta ou les muqueuses) -La destruction des agents pathogènes La destruction se fait par une coordination entre les fragments constants et variables : Par opsonisation des agents particulaires, permettant une phagocytose facilitée pour les macrophages Par cytotoxicité dépendante des anticorps (ADCC) Par cytotoxicité dépendante du complément (qui conduit à la formation du complexe d'attaque membranaire) 10/26

11 L'opsonisation est le processus par lequel les bactéries (ou autres particules) vont être recouvertes d'anticorps, de compléments et d'autres protéines solubles de l'immunité. L intérêt de l'opsonisation est que lorsqu'un microbe arrive avec par exemple 50 épitopes à sa surface parmi lesquels seul 3 correspondent à des secteurs de l'immunité innée (les autres sont totalement inconnus) ce microbe aura le temps d'agir et d'induire des maladies bien avant que les cellules immunitaires n'agissent correctement alors que si on le recouvre avec des Ig, des compléments et des protéines du soi qui se collent même simplement, la capacité de reconnaissance de cette nouvelle particule sera ainsi augmentée puisque les cellules immunitaire vont reconnaître le Ig par leur fragment FC pour lesquelles elles ont des récepteurs (c'est le même principe pour les protéines et compléments). Donc la phagocytose sera facilitée. 11/26

12 1ère colonne du schéma : Si une toxine bactérienne se trouve dans les liquides biologiques elle va être reconnue par des récepteurs cellulaires et va ainsi agir sur les cellules qui lui sont sensible, alors que si on a (comme on le voit sur la 2 image) des anticorps capables de neutraliser ces toxines simplement en les liant et par conséquent en les empêchant d interagir avec les récepteurs, les toxines seront ainsi éliminées soit par le foie soit par les reins. Il peut aussi y avoir la formation de complexes qui seront ingérés par des macrophages et qui vont ainsi les détruire et en faire des peptides présent à la surface du macrophage pour induire la réponse immunitaire innée. 2e colonne : Si vous avez des bactéries elles seront capables d'avoir un effet pathogène assez facilement si vous n'avez pas les anticorps qui la reconnaisse, en revanche si vous avez des anticorps nécessaires et des protéines (petits ronds sur le schéma) la bactérie deviendra beaucoup plus visible par les cellules de l'organisme, elle sera reconnu via le récepteur FC des Ig et détruite par le macrophage (éventuellement présentée sous forme d'épitope à la surface) 3e colonne : Activation dépendant du complément Lorsque qu'une bactérie se déplace dans le plasma elle va activer le complément qui lui même, avec les Ig, va se lier au récepteur du complément et à la surface d'une cellule. On va ainsi avoir l'arrivée des fractions terminales du complément (C5 à C8). Ceci va entraîner la mort de la bactérie grâce au complexe d'attaque membranaire. Enfin le macrophage se charge de phagocyter les restes de la bactérie. (Complément : cascade protéique qui a pour but de former un complexe d'attaque membranaire qui s'insère dans les membranes de cellules cible (ici bactérie) entraînant la création d'un pore donc la mort de la cible.) 12/26

13 La cytotoxicité cellulaire : Une cellule présente à sa surface des épitopes qui vont être reconnu par des anticorps. Donc les anticorps se fixent et puis les cellules NK qui patrouillent dans le sang interagissent avec les Ig. Quand ces cellules NK reconnaissent un anticorps par le récepteur RFCγ, elles s arrêtent, forment une interaction stable, orientent leur granules en regard de cette interaction et finissent par dégranuler de manière circonscrite, tuant ainsi la cible. La cytotoxicité désigne donc des Ig qui reconnaissent des cellules, les cellules NK qui arrivent, qui reconnaissent par leur RFC ces Ig fixées sur la cellules cible, dégranulent et provoque ainsi la mort de la cellule. Les IgA sont présents dans la lumière intestinale, les plasmocytes associés sont sous l'épithélium digestif, ils sécrètent des IgA qui traversent les cellules épithéliales pour rejoindre la lumière. Elles sont donc à la surface du mucus. La fonction des IgA est de reconnaître les bactéries/virus et de les empêcher de pénétrer à l intérieur des tissus. 13/26

14 III.Fonctions des différents isotypes d'immunoglobulines Ce tableau permet de connaître un certain nombre d'information concernant chaque classe d'ig. Dans le sérum les ¾ des Ig présentent sont des IgG (75%) qui sont sous une forme monomérique. Les IgM correspondent à environ 10%, les IgA environ 15%, IgD quasiment rien et IgE encore moins. Il est également précisé pour chaque classe et sous-classe d'ig sa capacité à fixer ou non le complément, donc les IgG en général oui et particulièrement IgG1-2-3 mais pas 4. Les IgM oui et les autres non. La capacité d'opsonisation est en majorité détenue par les IgG. La capacité à traverser le placenta est très importante car il va y avoir une immunité chez l'enfant qui va être dû aux Ig de la mère qui ont traversées le placenta, en l'occurence seules les IgG peuvent le faire (donc il n'y a pas d'ige chez le nouveau né par exemple). Il y a également différentes fonctions spécifiques à chaque classe et différents récepteurs : FcγR pour les IgG avec 3 types (I, II et II) FcμR FcαR FcδR FcεR (I, II) Ce tableau n'est pas à savoir par cœur 14/26

15 D.Exploration des immunoglobulines Pour l'exploration des Ig on va d'abord faire des mesures dans le sérum (dosage pondéral), on va pouvoir ensuite affiner en faisant des électrophorèses de protéines sériques/urinaires et on peut aller encore plus loin en faisant des immunofixations toujours sur les protéines sériques/urinaires. Il existe différents moyens d'exploration des immunoglobulines : le dosage pondéral des immunoglobulines dans le sérum : (DPIG) Il est basé sur des normes de valeur de référence pour chaque classe d'ig (ces normes peuvent varier) : IgG = 8-18 g/l IgA = 1-4,5 g/l IgM = 0,75 2,5 g/l Quand il est nécessaire, le dosage des IgD et IgE ne se détermine pas par le DPIG : IgD = 0,03-0,35 g/l IgE < 0,25 x10-3 g/l (Ces chiffres peuvent être plus approximatif car il varie selon les labos, la prof a donc dit d'apprendre les fourchettes) l'électrophorèse des protéines sériques/urinaires : Les protéines migrent en fonction de leur masse puis sont révélées avec un révélateur de protéine. Sur les graphiques obtenus, on observe différents pics, le premier grand pic très homogène est toujours présent et représente l'albumine qui est la protéine principale du sang (40g/L), puis Alpha1, Alpha2, Beta et Gamma (avec des aspects qui peuvent varier un peu). Les immunoglobulines se situent entre les pics gamma et beta. C'est un examen assez demandé qui permettra de mettre en évidence un hypoaluminémie, un pic en gamma qui représente une augmentation des Ig, un bloc bêta-gamma qu'on observe chez les alcooliques, etc... 15/26

16 L'Immunofixation des protéines sériques/ urinaires : Migration du sérum puis révélation avec des anticorps spécifiques. Ici sur la première bande qui est le marqueur on peut voir que toutes les protéines du sérum sont révélées et puis sur les autres pistes la révélation se fait avec un anti-igg pour l'isotype G, un anti-iga, un anti-igm et puis contre chacune des chaînes légères κ et λ. L'aspect normal est donc celui montré sur l'image ci-dessous, on n'observe aucun renforcement sur les bandes de chaque isotype ni sur les chaînes légères. Anomalie monoclonale : Ca signifie qu'au lieu d'avoir la réponse polyclonale de pleins de Lymphocytes B (comme vu précédemment), une seule cellule fonctionne car au lieu de répondre correctement elle ne répond à rien à part à ses stimulus internes qui sont anormaux et qui conduisent à la production IgG ou M de même spécificité. Il y aura donc un pool énorme d'ig identiques, qu'on appelle Immunoglobulines monoclonales, dans le sérum avec éventuellement passage dans les urines sous forme de chaînes légères libres et on appelle ça la protéine libre de BENCE-JONES. On peut observer les anomalies monoclonales par l'apparition de renforcement au niveau de certaines zones de l'électrophorèse par exemple ici on observe des trait plus foncés au niveau de A, M, L et un pic étroit et homogène au niveau de gamma). 16/26

17 E. Mécanismes de la diversité des immunoglobulines I.Généralités Organisation des gènes d'immunoglobuline : 17/26

18 Quand on regarde ce schéma on voit qu'il y a une chaîne légère Lambda, une chaîne légère Kappa et une chaîne lourde (H) En clair (les cases avec V au dessus) sont représentés les morceaux de gènes qui correspondent à la région variable, ils sont donc présents sur chacune des chaînes. En sombre (les cases avec un C au dessus) sont représentés les domaines constants. Les petits segments clairs (les segments avec J au dessus), ces petits segments J comme jonction sont présent sur les chaines légères et lourdes. Les petits segment sombres (les segments avec D au dessus) sont uniquement présents sur la chaine lourde, ils s'appellent D comme diversité. (voir diapo en couleur sur l'ent pour plus de clarté) II.Génération de la diversité des immunoglobulines : réarrangement des gènes VH (dans la moelle osseuse) Pour assurer la diversité des immunoglobulines il existe un système de recombinaison au niveau des gènes codant pour les Ig. Entre chaque locus vu précédemment, on a des séquences RSS qui sont les séquences signalant la recombinaison, elles sont appelées séquences signal et sont de 12 ou 23 AA, la seule règle est que la recombinaison ne peut se faire qu'entre un segment 23 et un segment 12. On a donc une grande diversité dans la recombinaison. Cette recombinaison est effectuée par les recombinases RAG-1 et RAG-2 (il arrive qu'elles soient déficitaire et conduisent à des déficits immunitaire sévère) qui permettent la ligation des segments. 18/26

19 Elle se déroule en plusieurs étapes : Au départ dans la moelle osseuse on commence par arranger les gènes VH qui correspondent donc au parties variables des chaînes lourdes. choix d'un gène D (présent uniquement sur les gènes des chaînes lourdes) et d'un gène J (jonctionel qui est présent sur les deux) dans les répertoires correspondants ensuite relié par la recombinase. choix d'un gène V dans ce répertoire relié à DJ génération d'un ARN à partir de la séquence VDJ-domaine constant ainsi constituée Tout ceci conduit à la formation d'une Ig (partie variable, domaine D, zone de jonction et partie constante). Si on résume cette diapo : On assistera en premier à la recombinaison des D vers J, V ensuite vers DJ, et après on va couper les introns et on obtiendra un ARNm épissé qu'on va pouvoir traduire et qui se rendra à la membrane des lymphocytes B. On peut donc en théorie produire un nombre infinie de recombinaisons. (Pas de question sur cette partie au concours) Ce qui est important c'est de comprendre le fonctionnement. Lorsque cette diversité est faite on est dans le cas d'un lymphocyte B naïf qui n'a pas encore rencontré son antigène. Donc on a un IgM de membrane et le lymphocyte va circuler dans le sang jusqu'aux ganglions à la recherche de cet antigène. Comment fait il pour passer le l'igm de surface initial à des IgG, IgA,IgE, etc..? Le processus par lequel on change l'isotype s'appelle la commutation isotypique ou commutation de classe III.Commutation de classe (= commutation isotypique = switch des immunoglobuline) Cette commutation s'effectue après la rencontre avec l'antigène et elle se passe dans les centres germinatifs des organes lymphoïdes périphériques. Cette recombinaison intervenant APRES la rencontre avec l'antigène est dite SOMATIQUE. Quand cette commutation isotypique se déroule, cela se passe dans la région de l'ig qui contient les différents fragments constants des différents isotypes et qui, sous la forme non recombinée des gènes sont «à la queuleuleu». Cette commutation isotypique va avoir pour but de lier un segment S situé en amont d'un de ces gènes de fragment constant avec un autre segment S situé en amont d'un autre fragment. Ici on a l'exemple d'une commutation qui conduit d'une IgM directement à une IgE, le S μ est lié au Sε, tout ce qui est au milieu est donc éliminé et on a désormais la production d'ige puisque ce qui va être utilisé c'est le premier fragment qui vient juste après le fragment VDJ qui a déjà été recombiné avant la sortie de la MO. C'est ainsi qu'on aura a production d'ige de manière très rapide. 19/26

20 Diapo récapitulatif des isotypes : (CR : formule à droite est obsolète, ne pas apprendre) Quand on regarde les régions constantes, pour le chaînes Kappa il y a un seul exemplaire du segment constant avec un seul allotype (soit une valine soit une leucine en position 191) Par contre pour le fragment constant des chaînes lambda il y a 4 possibilités. Et puis pour les chaînes lourdes il y a 4 sous-classes pour les IgG, 2 sous-classe pour les IgA, et pour les autres il n'y a qu'une seule sous-classe. Il y a donc beaucoup de possibilités de modification des fragments constants. 20/26

21 IV. Ontogénie des isotypes d'ig : à quel moment commence la production d'ig? Quelques mots sur la production des Anticorps : La production d'ig commence très tôt (comme on peut le voir sur le schéma), quasiment au premier trimestre et les IgM de l'enfant reste à un niveau bas (mais elles sont tout de même présentes). Puis il y a un transfert des IgG maternelles, ce transfert est maximal à la naissance. Ainsi à la naissance l'enfant naît avec un bagage qui lui permet de se protéger des agressions extérieures pendant environ 6 mois, le temps que sa propre production d'ig prenne le relais (IgM, IgG, IgA..) Les IgG sont présentes chez le fœtus pendant la grossesse (ce sont en fait celles de la mère) puis elles sont produites après la naissance. Les IgM ne sont pas produites pendant la grossesse mais seulement après la naissance. Quant aux IgA, leur production débute doucement à la naissance. V.Réponse humorale primaire et secondaire (principe de la vaccination) 21/26

22 Lors du premier contact entre Ig et antigène il y a d'abord un temps de latence d'une dizaine de jours où rien ne se passe (c'est le temps que prend la réponse adaptative pour se mettre en place), puis un peu avant jours il y a l'apparition d'une production d'igm importante (elle atteint son maximum assez rapidement puis décroît). En fonction du taux d'igm il y aura mise en place par commutation isotypique d'une réponse IgG ou IgA. Une fois l'antigène éliminé les IgM diminuent mais les IgG persistent, c'est la mémoire immunologique. En cas de deuxième contact, les cellules mémoires formées lors du premier contact s'activent pour assurer la réponse secondaire qui est amplifiée (notamment au niveau des IgG), il n'y aura plus de temps de latence. IV. Hyper-mutation somatique= maturation d'affinité On va voir ici toute l'intelligence du système immunitaire, non seulement lors d'un deuxième contact avec l'antigène la réponse immunitaire sera quantitativement plus importante mais elle sera également affinée (ceci est spécifique des Lymphocyte B). 22/26

23 Il s'agit de mutations somatiques de la région variable des gènes d'immunoglobulines des lymphocytes B, permettant une modulation de l'affinité pour le déterminant antigénique correspondant. Une sélection des lymphocytes exprimant des immunoglobulines de forte affinité est réalisée. L' enzyme responsable de ce processus est l'aid (Activation-Induced cytidine Deaminase). Cette maturation d'affinité ce déroule au cours de la réponse primaire mais aussi au cours de rappel ultérieurs, elle permet d'obtenir des immunoglobulines d'une affinité la meilleure possible. Exemple du rappel de vaccin : au plus on a de rappels au plus les anticorps sont affins. F. IgM, IgG, IgA (IgE traitées avec l'allergie) IgM 23/26

24 Ces diapos sont à apprendre G. Les récepteurs des immunoglobulines : RFc Ces récepteurs sont spécifiques de l'isotype, il existe donc des RFc alpha, gamme, epsilon... On distingue 2 catégories de récepteurs : Ceux de forte affinité (RFcI) (RFcεI pour les IgE, RFcγI pour les IgG par exemple) Ceux de faible affinité (RFcII ou RFcIII) (les IgG ont aussi bien des RFcII que des RFcII) Les RFc de forte affinité : leur distribution cellulaire est plus restreinte. Ils fixent les immunoglobulines seules (avant la rencontre avec l'antigène) et cette fixation permet la formation du complexe antigène-anticorps directement à la surface de la cellule à activer. Ils ont un effet puissant, c'est à dire que leur activation est immédiates (ex : dégranulation des mastocytes avec les IgE fixées sur les RFcεI) Les RFc de faible affinité : il y a plus de promiscuité dans la distribution cellulaire à l'inverse des RFc de forte affinité. Ils ne fixent les immunoglobulines que sous forme de complexe antigène-anticorps (complexe immun). Ils ont des effets régulateurs, ex : induction de la transcription de certains gènes. Ce schéma représente les différents récepteurs des immunoglobulines, on peut voir ici que ces récepteurs utilisent eux-même des domaines immunoglobuline (certains en ont 3, d'autres 2). Les ITAM sont des motifs activateurs, les ITIM sont des motifs inhibiteurs, se sont des séquences qui servent à la transduction du signal par phosphorylation. 24/26

25 Images d'interactions entre les récepteurs et les immunoglobulines. (cette diapo est en plus, rien à apprendre dessus) 25/26

26 26/26