Coline Plé IPL. Les Immunoglobulines de type E (IgE) Classes d Immunoglobulines. Structure de l IgE (1) Structure de l IgE : Fragments Fab et Fc (2)

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1 Les Immunoglobulines de type E (IgE) Classes d Immunoglobulines 1. Structure 2. Synthèse 3. Récepteurs 4. Fonctions Division des Immunoglobulines en 5 classes en fonction de leurs propriétés structurales et fonctionnelles IgD IgM IgG (IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4) IgA (IgA1 et IgA2) IgE Structure de l IgE (1) Structure de l IgE : Fragments Fab et Fc (2) Action de la papaine Action de la pepsine CH2 CH3 CH4 CH2 CH3 CH4 CH2 CH3 CH4 Monomérique et symétrique 2 chaînes lourdes ε composées de 5 domaines - 1 domaine N-terminal variable () - 4 domaines constants (CH) 2 chaînes légères κ ou λ composées de 2 domaines - 1 domaine variable (VL) - 1 domaine constant (CL) Région charnière (entre les domaines et CH2) = flexibilité Fragment liant l Ag = Fab Fragment cristallisable = Fc F(ab ) 2 + Peptides Fc

2 Structure de l IgE: Fab (3) Structure de l IgE : Fc (4) CH4 CH3 CH2 CDR Fc CL VL VL Fab CDR CH2 CH3 CH4 et VL possèdent 3 zones hypervariables ou «régions déterminant la complémentarité» (CDR) CDR séparées par des régions plus conservées: «framework» () Fixation des domaines CH3 et CH4 aux Récepteurs Fc Fragment primordial car il assure l activité biologique de l Immunoglobuline Juxtaposition CDR/ = Paratope = site de reconnaissance de l antigène Synthèse de l IgE Synthèse de l Ig: La chaîne lourde (1) Gène des chaînes lourdes: chromosome 14 Synthèse et sécrétion des Ig par les lymphocytes B IgE (IgG et IgA) issues de la commutation isotypique Synthèse des IgM et IgD 1.Synthèse des chaînes lourdes PréB (HLA-DR + /CD19 + ) 2.Synthèse des chaînes légères 3.Association aléatoire des chaînes lourdes et des chaînes légères B immature (HLA-DR + /CD19 + /CD20 + /IgM + ) 4.Sélection négative des cellules autoréactives et «BCR editing» B naïf (HLA-DR + /CD19 + /CD20 + /CD22 + /IgM + /IgD + ) Combinaison des fragments VDJ au hasard 300x10x6 = 1, combinaisons possibles!!! V = Variabilité (~ 300 segments) D= Diversité (~ 10 segments) J = Jonction (~ 6 segments) rss: séquence signal de recombinaison = Heptamère et nonamère séparés par des séquences intercalaires de 12 ou 23 nucléotides

3 Synthèse de l Ig: La chaîne lourde (2) Synthèse de l Ig: La chaîne lourde (3) D H TA AT GA CT J H ADN germinal V D J Cμ Cδ C3C1Cα1C2C4 Cε Cα D H J H TA GA AT CT D H J H TA GA AT CT D H J H TATATGTAA GCATCCAGCT D H J H TATATGTAGGTCGA ATATACATCCAGCT 1. Clivage de l ADN à l extrémité de l heptamère (Action de recombinases RAG- 1/RAG-2) = Perte de matériel génétique (excision du cercle d ADN) 2. Formation d une épingle à cheveux 3. Coupure de l épingle au hasard (Action de DNA-PK, Artemis, RAG ) 4. Ajout de nucléotides au hasard par la TdT, Appariement des 2 brins au hasard et délétion des nucléotides mal appariés 5. Ajout des bases complémentaires = Réparation de l ADN (Action de ligases, polymérases, NHEJ ) 1. Réarrangement DJ 2. Réarrangement VD ADN réarrangé Transcription 3. ARN pré-messager A Maturation (Epissage) 4. ARN messager Cμ Cδ A ET A Traduction 5. Protéine native 6. Protéine Mature Clivage du peptide signal Synthèse de l Ig: La chaîne légère Synthèse de l Ig membranaire Gène des chaînes légères: chromosome 2 (κ) et chromosome 22 (λ) Absence de segments D Uniquement réarrangement VJ Synthèse identique à celle de la chaîne lourde V J Cκ V J Cλ 1. Réarrangement VJ ADN réarrangé Cκ 2. ARN prémessager Cκ Transcription Cλ Cλ Association aléatoire entre chaîne lourde et chaîne légère Expression membranaire d IgM et d IgD sur le lymphocyte B naïf Grande diversité d Ig - Diversité combinatoire = choix au hasard des recombinaisons VDJ ou VJ - Diversité jonctionnelle = ajout (peptide N) ou perte de nucléotides lors des recombinaisons VDJ ou VJ - Diversité d association = association aléatoire entre chaînes lourdes et légères 3. ARN messager Cκ Cλ Maturation (Epissage) Traduction/ Maturation 4. Protéine mature

4 Expression de l IgE Environnement cytokinique primordial pour l orientation de la réponse humorale Chez le sujet atopique, production d IL-4 par le lymphocyte T après rencontre avec l allergène = Profil Th2 Commutation isotypique (ou switch) vers l IgE initiée par: - Contact intercellulaire entre le CD40 membranaire du lymphocyte B et son ligand inductible (CD40L) présent sur le lymphocyte T et sur le mastocyte - IL-4 et IL-13 (à moindre mesure) Expression de l IgE Mécanisme de la commutation isotypique (Centre germinatif des organes lymphoîdes secondaires) C Cμ Cδ C3 C1 Cα1 C2 C4 Cε Cα2 C C C C C C C C U U U U U AID (Activation-induced cytidine deaminase) U U U U UNG (Uracyl DNA Glycosylase) APE (apuric/apyrimidic endonuclease) Expression de l IgE Sécrétion de l IgE Cμ Cδ C3 C1 Cα1 C2 C4 Cε Cα2 Sites de polyadénylation C3 C1 Cα1 Voie NHEJ (Non-Homologous End Joining) Autres enzymes Transcription / Maturation CHs M1 M2 ADN Cδ Cμ C2 C4 Cε Cα2 ADN Traduction / Maturation Transcription/Maturation Cε ARNm Traduction/Maturation IgE sécrétées PLASMOCYTES IgE membranaires B MEMOIRES Protéine mature = IgE

5 Récepteur de haute affinité: FcεRI Récepteur de Faible affinité: FcεRII Tétramère αβ 2 Mastocyte et Basophile α Domaines extracellulaires α1 et α2 Fixation de l IgE Trimère α 2 CPA, Eosinophiles, Monocytes α Lectine de type C Fixation de l IgE -Affinité du trimère presque équivalente au FceRI -Faible affinité lorsque tête seule β Sensible à la protéolyse ADAM10 Fragments CD23 solubles - Forme trimérique - Forme monomérique ITAM Transduction du signal Séquence intracellulaire Existence de 2 variants 2 FceRII: CD23a et CD23b Récepteurs de Faible affinité FcεRII Régulation de la synthèse d IgE (1) CD23a Expression sur les cellules B activées avant leur différenciation en plasmocytes CD23b - Expression induite par l IL-4 - Cellules B, Cellules épithéliales, Monocytes, Macrophages, Lymphocytes T, Cellules de Langerhans et Eosinophiles Existence d un 2 ème ligand pour le CD23: Le CD21 - Expression sur les Cellules B, les cellules dendritiques folliculaires, les basophiles et les lymphocytes T activés - Fixation carbohydrate-dépendante ( IgE) - Double fixation CD21 et IgE par le CD23: Rôle dans la régulation de la synthèse des IgE

6 Régulation de la synthèse d IgE (2) Autres Récepteurs de faible affinité Galectine 3 Capacitéàfixer àla fois l IgEet FcεRI Activation des mastocytes et des basophiles FcRII FcRIII (CD16) Fonctions de l IgE Médiateurs de l allergie: Rôle majeur dans l hypersensibilité immédiate Interaction avec les FcεRI sur les mastocytes et les basophiles Relargage d Histamine Neutralisation des parasites (Helminthes)