Captation, Apprêtement et Présentation de l antigène Laurence Guglielmi laurence.guglielmi@univ-montp1.fr 1
Cellules Présentatrices d Antigène (CPA) Cellules dendritiques Monocytes / Macrophages Lymphocytes B. Lymphocyte T CD8 CD8 cellule présentatrice d'ag Les cellules dendritiques sont les seules CPA capables de stimuler les HLA classe I CD4 HLA classe II peptide lymphocytes T naïfs. TCR Les DC, lymphocytes B et macrophages activent les cellules T mémoires. Lymphocyte T CD4
Cellules dendritiques (CD) Origine : Les CD dérivent de progéniteurs hématopoïétiques Localisation anatomique : - présentes dans tout l organisme, en particulier dans la peau (cellules de Langerhans) et les muqueuses, - recrutées en cas d inflammation. Précurseur CD1a GM-CSF TNF CD1a Langerhans CD34 GM-CSF TNF CD14 M-CSF Monocyte GM-CSF TNF GM-CSF IL-4 DC immature CD1 HLA class II B7 ICAM-1 CD32 TNF IL-1 LPS DC mature CD1 HLA class II B7 ICAM-1 CD14 CD14 Macrophage
Maturation des Cellules dendritiques (CD) Signaux de danger : PAMP Cytokines (TNF, IL-1 ) Stress DC immature capture de l antigène dans les tissus DC mature stimulation des cellules T CMH II faible Faible expression des molécules de costimulations (B7 - ou faible ) Forte capacité d endocytose migration vers les organes lymphoïdes secondaires CMH II forte Forte expression des molécules de costimulations (B7 élevé ) Faible capacité d endocytose Forte production d IL-12
Capture et Internalisation de l Antigène macropinocytose (processus permettant la capture, indépendamment de la liaison avec des récepteurs membranaires, de grandes quantités de fluides extra-cellulaires pouvant contenir des fragments de mico-organismes), phagocytose (cf cours immunité innée) endocytose par les récepteurs membranaires. R Fc Récepteur des fragments Fc des Ig Fc-g-R I (CD64) IgG Fc-g-R II (CD32) IgG Fc-g-R III (CD16) IgG Fc-e-R I IgE Fc-e-R II (CD23) IgE CR Récepteur pour le complément PRR CR1 (CD35) CR2 (CD21) CR3 (CD11b/18) CR4 (CD11c/18) C3b, C4b C3bi, C3d, EBV C3bi, LPS C3bi Récepteurs pour le mannose Récepteurs éboueurs
Activation des cellules dendritiques DANGER (PAMP, DAMP) Cytokines (IL-1, IL6, IL12, ) PRR Cellule dendritique NF-kB Phagosome CD80/CD86 CD28 CMH TCR T lymphocyte T naïf Récepteur phagocytaire Microorganismes pathogènes
Capture et Internalisation de l Antigène par les lymphocytes B Endocytose du complexe Ig-Ag : l Ag est dégradé en peptides dans des vésicules acidifiées qui par la suite fusionnent avec des endosomes contenant des molécules HLA de classe II. La cellule B devient alors une CPA. IgM antigène Ig Igb Noyau CMH classe II peptide antigénique
Complexe Majeur d Histocompatibilité (CMH) Système HLA (Human Leukocyte Antigen) chez l homme (prix Nobel 1980 J. Dausset) LOCUS HLA : Localisé sur le bras court du chromosome 6. 6p21.3 DPA DQA DRA DPB DQB DRB B C A 3 ème région : code pour des protéines du système du complement, le TNF, les lymphotoxines DP DQ DR B C A Région CMH de classe II : 3 paires de gènes "classiques" Région CMH de classe I : 3 gènes "classiques"
Complexe Majeur d Histocompatibilité (CMH) Caractéristiques génétiques : Polymorphisme génétique multiallélique : - chaque gène HLA présente un grand nombre d allèles (plusieurs centaines pour la plupart d entre eux), - chaque individu est hétérozygote pour la plupart des gènes HLA. Codominance et transmission en "bloc" : expression des gènes portés par chacun des chromosomes 6
Complexe Majeur d Histocompatibilité (CMH) CMH de classe I CMH de classe II Sillon de présentation Chaîne b2 microglobuline Chaîne Chaîne b molécules HLA classe I : exprimées par toutes les cellules nucléées de l organisme molécules HLA classe II : exprimées uniquement par les CPA et les lymphocytes T activés
IMGT, the international ImmunoGeneTics system, http://www.imgt.org, M.P. Lefranc
Apprêtement et Présentation de peptides antigéniques par le CMH La présentation antigénique nécessite plusieurs étapes : - apprêtement (ou processing) de l antigène (i.e. fragmentation en peptides), - enchâssement d un peptide dans une molécule du CMH, - expression du complexe peptide/cmh à la membrane. Rq : Aucune molécules HLA ne peut s exprimer à la surface d une cellule si son site de liaison peptidique est vide.
Présentation par les molécules du CMH de classe I peptides issus de la dégradation d antigènes d origine intracellulaire : - condition physiologie : peptides issus de protéines du soi - condition pathologique : peptides signifiant une infection virale, la présence de bactéries intracellulaire, une transformation tumorale peptides de 9 acides aminés CMH classe I Protéine ENDOGENE TAP Réticulum endoplaslmique PROTEASOME
Présentation par les molécules du CMH de classe II peptides issus de la dégradation d antigènes d origine extracellulaire peptides de 12 à 25 acides aminés CMH classe II Protéine exogène EXOGENE endosome Réticulum endoplaslmique lysosome chaîne li (protéine invariante) Possibilité de présentation croisée de peptides issus d antigènes d origine extracellulaire par les molécules CMH de classe I
Liaison des peptides par les molécules du CMH TCR TCR 1 à 5 résidus d ancrage aux molécules HLA de classe I Résidus d ancrage aux molécules HLA de classe II Rq : une même molécule HLA peut s associer à plusieurs milliers de peptides différents
Présentation de peptides antigéniques associés aux molécules HLA La reconnaissance d un peptide antigénique par les lymphocytes T est «restreinte au CMH». HLA-Cl.II Cellule dendritique HLA-Cl.I Les molécules CD4 et CD8 interagissent avec une région faiblement polymorphe du CMH et stabilisent l interaction TCR / peptide / CMH : CD4 lie les molécules CMH de classe II, CD8 lie les molécules CMH de classe I. CD4 TCR cellule T CD4 CD8 TCR cellule T CD8
Superantigènes CPA HLA-Cl.II - Superantigènes bactériens (entérotoxines staphylococciques, toxines du TSS,...) Superantigène b - Superantigènes viraux (protéine de b nucléocapside du virus de la rage, ) TCR cellule T CD4 Activent 2 à 15% des cellules T dans les tissus, indépendamment de leur spécificité pour le peptide antigénique. Déclenchent : - la prolifération et l activation polyclonale des cellules T, - la sécrétion de quantités importantes cytokines et médiateurs inflammatoires (IL-2, TNF-, IFN-g )