immunité

(latin immunitas, -atis, de immunis, exempt)

Ensemble des mécanismes de défense d'un organisme contre les éléments étrangers à l'organisme, en particulier les agents infectieux (virus, bactéries ou parasites).

BIOLOGIE

L'immunité est la capacité qu'ont les organismes vivants de se défendre contre les agents étrangers (virus, parasites, bactéries...). Les premières défenses sont les barrières naturelles qui séparent l’organisme de son environnement : la peau, les muqueuses chez les animaux, l’écorce, la paroi des cellules chez les végétaux. Passés ces obstacles, les agents étrangers déclenchent des défenses immunitaires, dont la complexité est variable dans le monde vivant.

Chez les plantes, la pénétration d’un corps étranger peut provoquer la sécrétion de substances toxiques pour l’agresseur, notamment des substances anti-bactériennes. Ce type de défense est connu sous le nom d’élicitation.

Les invertébrés disposent de divers moyens de défense contre les agents infectieux : il s’agit principalement de la phagocytose (des cellules spécialisées, les phagocytes, capturent et « digèrent » les corps intrus), mais des peptides à propriétés antibactériennes ont également été mis en évidence. Le système immunitaire des invertébrés réagit de façon identique quel que soit l’agresseur ; de plus, contrairement à celui des vertébrés, il est incapable de « se souvenir » des agents infectieux qu’il a rencontrés pour une réponse ultérieure plus efficace : on parle d’immunité innée.

L’immunité acquise, capable d’une mémoire, apparaît chez les vertébrés, en plus des défenses de l’immunité innée ; elle représente un moyen de défense extrêmement spécifique. Elle fait intervenir d’une part des anticorps (immunité à médiation humorale), d’autre part deux catégories de globules blancs (immunité à médiation cellulaire) : les lymphocytes T tueurs (ou cytotoxiques), capables de détruire les cellules étrangères, et les lymphocytes T auxiliaires, qui stimulent la réponse immunitaire.

IMMUNOLOGIE

Le système immunitaire de l’homme est une « machinerie » complexe capables de réponses performantes à l’infection. L’immunité est assurée en premier lieu par des barrières naturelles physico-chimiques (la peau, le mucus des muqueuses, les enzymes et les sucs digestifs…), puis par l’ensemble des molécules (protéines du complément, anticorps), cellules (macrophages, lymphocytes, tissus et organes (tissus et organes lymphoïdes) du système immunitaire.

Si les agents pathogènes franchissent les barrières naturelles de l’organisme, ils rencontrent les éléments de défense du système immunitaire, qui déclenchent une réponse immunitaire. Celle-ci est de deux types : la réponse non spécifique, identique quel que soit l’agent agresseur, et la réponse spécifique, dirigée précisément contre chaque agent agresseur. Cette réponse spécifique, ou acquise, est beaucoup plus efficace que la réponse non spécifique, ou innée (ou encore naturelle). De plus, lors d’une seconde infection par un même agent, elle se met en place beaucoup plus rapidement que la première fois, grâce à l’existence de cellules-mémoires. C’est ce phénomène qui est à la base de la vaccination.

La réponse non spécifique

Mécanismes principaux

Les cellules phagocytaires

Ce sont tous les mécanismes de défense qui se mettent en place de façon immédiate, de la même façon chez tous les individus et quel que soit l’agent infectieux. Au niveau du lieu de la pénétration des micro-organismes, des cellules sanguines, les polynucléaires, les monocytes et les macrophages (des globules blancs), vont s’employer à les détruire en les « ingérant » : c’est la phagocytose. L’afflux de ces cellules phagocytaires est permis par une augmentation du diamètre des vaisseaux sanguins (vasodilatation) et l’élargissement de leurs pores. En plus de leur rôle dans la lutte anti-infectieuse, les macrophages permettent un nettoyage interne de l'organisme en éliminant les débris cellulaires. Ils interviennent aussi dans l’immunité acquise : en effet, si les bactéries sont recouvertes d'anticorps, la phagocytose est plus efficace.

Le système du complément

Le système du complément est une cascade de protéines qui s’activent les unes les autres. Il facilite la phagocytose ou conduit à la destruction des bactéries, soit de façon directe (voie dite alterne) soit de façon indirecte, en s’associant à des anticorps (voie dite classique).

Certains composants du complément augmentent la perméabilité des vaisseaux sanguins, permettant aux globules blancs d'atteindre la zone infectée ; d'autres les attirent vers ce site, d'autres encore s'assemblent et percent un trou dans la paroi des bactéries pour les tuer.

Les lymphocytes tueurs naturels

Les lymphocytes tueurs naturels, ou NK (de l’anglais Natural Killer), sont une catégorie de globules blancs capables de détruire les cellules cancéreuses de façon indistincte (quel que soit leur type).

Signes associés

L’inflammation et l’œdème

La vasodilation qui à la sortie des globules blancs hors des vaisseaux provoque au niveau du site de l’infection une rougeur et une sensation de chaleur : c’est ce que l’on appelle l’inflammation. Elle est accompagnée d’une accumulation de liquide entre les cellules : c’est l’œdème.

La fièvre

Lors d’une infection, une excitation nerveuse déclenche une réaction générale qui a pour centre l’hypothalamus et qui se traduit par une élévation de la température interne. C’est la fièvre. Celle-ci permet à elle seule, dans certains cas, de tuer l’agent étranger (par exemple, 90 % des virus polyomyélitiques sont détruits à 38,5 °C). La stimulation de l’hypothalamus provoque aussi la sécrétion d’hormones anti-inflammatoires (corticoïdes).

La réponse spécifique

La reconnaissance des agents étrangers : le soi et le non-soi

Toute réponse immunitaire suppose que le système immunitaire est capable de faire la différence entre ses propres composants, le soi, et les composants étrangers, le non soi. Cette discrimination est possible grâce à des « marqueurs » de nature moléculaire portés à la surface des cellules, spécifiques à chaque individu et déterminés génétiquement.

De la même façon que le succès des transfusions sanguines dépend de l'adéquation entre le groupe sanguin du donneur et celui du receveur, le succès des greffes dépend de la compatibilité entre leurs groupes tissulaires.

La notion de « soi »

Le complexe majeur d’histocompatibilité

Le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH), ou système HLA, est un ensemble unique de molécules (antigènes), situées sur la surface des cellules de l'organisme, qui sont de véritables marqueurs de notre identité individuelle. Les «marqueurs du soi» sont si importants qu'à défaut d'une identité totale entre donneur et receveur un traitement immunosuppresseur est impératif pour le succès d'une greffe.

Le complexe majeur d'histocompatibilité est transmis génétiquement, comme l'est la couleur des yeux, par les chromosomes du père et de la mère ; ainsi, les enfants portent à la fois les antigènes du père et ceux de la mère.

Le CMH, situé sur le chromosome 6 chez l'humain, est constitué de centaines de gènes, qui sont répartis dans un ordre précis. On distingue trois classes de gènes (notées I, II et III) codant pour des protéines dont la structure et les fonctions sont distinctes : les molécules de classe I et II sont portés à la surface des cellules et correspondent aux antigènes majeurs d'histocompatibilité ; celles de classe III circulent dans le sérum et correspondent à certains composants du complément.

Le rôle des molécules du CMH

Les molécules de classe I et II du CMH sont impliquées dans la reconnaissance des antigènes. Les premières participent aussi aux réactions antivirales exercées par les lymphocytes T tueurs (ou cytotoxiques) ; les secondes prennent part au processus de présentation de l'antigène aux lymphocytes T auxiliaires, et par conséquent au démarrage de la réponse immunitaire acquise.

La reconnaissance du non-soi

Un antigène parmi des millions d’autres

Les lymphocytes B et T, responsables de l’immunité spécifique, reconnaissent les antigènes grâce à des protéines portées par leur membrane : ce sont des immunoglobulines sur la surface des lymphocytes B et des récepteurs pour l'antigène sur celle des lymphocytes T. La reconnaissance est spécifique, car l'antigène fixé se trouve parmi des millions d'autres.

Lorsqu'un antigène présent sur la membrane d'une bactérie ou d'un virus pénètre dans l'organisme, il est capté par des cellules spécialisées, comme les monocytes et les macrophages, qui ont pour rôle de le présenter au système immunitaire (ces cellules sont dites présentatrices de l’antigène). Cet antigène est ensuite fixé sur des molécules de membrane spécialisées : les molécules du CMH. Un lymphocyte T, possédant un récepteur membranaire qui reconnaît l'association antigène-molécule du CMH, s'accole alors à la cellule présentatrice. Ce lymphocyte produit alors de l'interféron g (IFNg) ainsi que toute une série de lymphokines, ou interleukines (IL), qui amplifient les réactions de défense du système immunitaire. L’interleukine 1 agit par exemple sur les cellules du système nerveux.

Des possibilités de reconnaissance virtuellement infinies

Chaque lymphocyte reconnaît un antigène et porte donc à sa surface un récepteur qui lui est propre. Le système immunitaire reconnaissant plusieurs centaines de millions d'antigènes différents, on pourrait penser qu'il existe autant de gènes codant pour ces récepteurs. Or ces centaines de millions de récepteurs ne sont codés que par quelques centaines de gènes. Cela est rendu possible par une réorganisation du matériel génétique dans les lymphocytes T et B. Propre au système immunitaire, elle crée une extraordinaire diversité. Chaque récepteur d'antigène ou chaque immunoglobuline est ainsi le produit de l'association de plusieurs gènes (4 à 6). Un calcul rapide permet d'établir que l'association de 4 à 6 gènes, à partir d'un ensemble de plusieurs centaines, crée plusieurs centaines de millions de possibilités. Cette réorganisation génique particulière, effectuée au cours des premières étapes du développement de l'embryon, définit un lymphocyte B ou T et lui permet d'interagir par la suite avec l'antigène pour lequel il possède un récepteur spécifique.

La production d'anticorps

Les anticorps sont les acteurs de l’immunité à médiation humorale ; ils sont fabriqués par les lymphocytes B. Ceux-ci ont besoin, eux aussi, de signaux provenant de lymphocytes T auxiliaires pour se multiplier et développer la machinerie cellulaire aboutissant à la production d'anticorps.

La première étape d'activation d'un lymphocyte B commence après l'interaction de l'antigène avec un récepteur spécifique à la membrane du lymphocyte. La seconde étape aboutit à la multiplication des lymphocytes B spécifiques de l'antigène; cela se produit grâce à plusieurs lymphokines agissant successivement, notamment les interleukines 4 et 5. La différenciation finale des lymphocytes B en cellules productrices d'anticorps est sous le contrôle des interleukines 5 et 6. La multiplication des plasmocytes producteurs d'anticorps est rendue possible in vitro par la présence d'interleukine 6. Ces étapes illustrent un aspect majeur de l'action des cytokines, l'effet en cascade : les différentes cytokines interviennent l'une après l'autre au cours de la différenciation cellulaire.

Le rôle des lymphocytes

Outre les lymphocytes B, qui produisent les anticorps, deux grands types de lymphocytes interviennent dans la réponse immunitaire acquise : ils sont responsables de l’immunité dite à médiation cellulaire.

Les lymphocytes auxiliaires, les T-CD4 ou T4 (parce qu’ils portent un marqueur appelé CD4) stimulent le développement de la réponse immunitaire acquise (d’autres lymphocytes, les T suppresseurs, organiseront son son arrêt lorsque l’infection aura été maîtrisée).

Les lymphocytes tueurs, ou cytotoxiques, appelés aussi T-CD8 ou T8 (ils portent un marqueur CD8), qui détruisent les cellules infectées par des virus.