Immunologie
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Immunité humorale Lymphocytes B ; immunoglobulines (structure, diversité, fonction) ; complément ; lymphocytes NK ; exploration en pratique clinique ; concept de déficit inné de l’immunité humorale Pr Jean-Louis PASQUALI, Dr Anne-Sophie KORGANOW Immunologie clinique, hôpitaux universitaires, Hôpital civil, 1, place de l’Hôpital, BP 426, 67091 Strasbourg
Points Forts à comprendre • La première phase de différenciation des lymphocytes B est indépendante de tout contact avec un antigène. Elle a lieu dans la moelle osseuse. Cette phase se caractérise essentiellement par les processus génétiques de réarrangement des gènes qui codent les immunoglobulines. • À l’issue de cette phase médullaire, les lymphocytes B matures peuvent circuler et subir une seconde phase de maturation au niveau périphérique après la rencontre avec l’antigène et sous l’influence de lymphocytes T. C’est au cours de cette phase que peuvent survenir la commutation de chaîne lourde et le changement d’affinité des anticorps. • Les complexes antigène-anticorps formés constituent le stimulant essentiel de l’activation de la voie classique du complément sérique permettant ainsi aux différents composants d’interagir et de promouvoir la phagocytose, la lyse bactérienne et l’inflammation locale.
Lymphocytes B Les lymphocytes B sont les cellules du système immunitaire qui produisent les immunoglobulines. Ils dérivent de cellules souches communes à l’ensemble de la lignée lymphocytaire et ont pour origine la moelle osseuse. C’est dans l’environnement cellulaire de la moelle osseuse que les premières étapes de la différenciation lymphocytaire B prennent place, avant que ces cellules ne migrent par voie sanguine vers les organes lymphoïdes périphériques où ils peuvent rencontrer les antigènes.
Différenciation lymphocytaire B La différenciation lymphocytaire B débute dans la moelle osseuse indépendamment de tout contact avec un antigène. Elle se caractérise par une série d’événements irréversibles concernant essentiellement les gènes qui codent les immu-
noglobulines et permet, en 4 étapes distinguables, de générer des lymphocytes B immatures porteurs d’une immunoglobuline de membrane, ou récepteur B pour l’antigène. Les différentes étapes, initiales et plus tardives, du développement des cellules souches impliquent l’environnement cellulaire de la moelle osseuse.
1. Interactions cellulaires Les interactions cellulaires des cellules précurseurs des lymphocytes B avec des cellules stromales non lymphoïdes font intervenir des contacts cellulaires par le biais de molécules d’adhésion telle VLA-4 qui interagit avec son ligand VCAM-1 exprimé constitutivement par les cellules stromales médullaires.
2. Cellules stromales La synthèse par des cellules stromales de faibles quantités d’interleukine 7 est absolument indispensable à la prolifération et à la différenciation B lymphocytaire.
3. Maturation des lymphocytes B Il est possible de distinguer 4 étapes dans la maturation intramédullaire des lymphocytes B à l’aide de marqueurs génétiques ou de surface cellulaire : • les cellules B progénitrices deviennent des cellules proB précoces quand elles activent les enzymes (recombinases) indispensables aux processus génétiques qui permettront la synthèse des immunoglobulines (Ig). À ce stade, ces cellules expriment déjà des marqueurs de membrane caractéristiques de la lignée B, tels CD19 et CD40 ; • les cellules pro B tardives dérivent des pro B précoces quand apparaît, au niveau des gènes qui codent la région variable de chaîne lourde µ d’IgM, le premier réarrangement ; • les cellules pré B se caractérisent par l’apparition à la membrane d’une chaîne lourde µ associée à une pseudochaîne légère invariante ; • les lymphocytes B immatures expriment à présent une IgM de membrane complète après avoir réarrangé les gènes de la chaîne légère κ tout d’abord, puis, en cas d’inefficacité, la chaîne légère λ (voir : pour approfondir / 1). Ces lymphocytes B immatures peuvent devenir matures quand ils coexpriment l’IgD de membrane. C’est essentiellement LA REVUE DU PRATICIEN (Paris) 1998, 48
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avant l’expression de l’IgD de membrane que s’opère la sélection des lymphocytes B permettant d’éliminer physiquement (délétion clonale) ou fonctionnellement (anergie) les cellules qui auront produit des récepteurs de membrane capables de réagir avec des auto-antigènes (phénomène de tolérance). En l’absence d’autoréactivité, les lymphocytes B deviennent matures et peuvent migrer de la moelle osseuse vers la périphérie par voie sanguine.
Rencontre avec l’antigène La deuxième phase périphérique de la différenciation lymphocytaire B est dépendante de la rencontre avec l’antigène. Cette phase prend place dans les organes lymphoïdes secondaires que sont la rate, les ganglions, ainsi que les espaces lymphoïdes des muqueuses comme les plaques de Peyer intestinales. Dans ces organes lymphoïdes, les lymphocytes B matures se regroupent sous forme de follicules où ils sont en contact étroit avec des cellules professionnelles de la présentation antigénique, les cellules folliculaires dendritiques. Dans cet environnement, les lymphocytes B porteurs de récepteur B spécifiques de l’antigène vont proliférer sous l’effet de signaux d’origine T lymphocytaire et se différencier en plasmocytes. Parmi les signaux T lymphocytaires importants figurent d’une part, l’expression par les lymphocytes T du ligand de CD40 et d’autre part, la synthèse de cytokines (interleukine 4, interleukine 5 et interleukine 6). Les lymphocytes B ainsi activés au contact de l’antigène, des cellules dendritiques et des lymphocytes T, migrent dans le centre germinatif où ils peuvent commuter leur chaîne lourde devenant des plasmocytes sécrétant soit une IgA, soit une IgG, soit une IgE (voir : pour approfondir / 2). C’est également au niveau de ces centres germinatifs que des mutations somatiques viennent affecter les régions variables des anticorps produits permettant à certains d’augmenter leur affinité pour l’antigène.
Immunoglobulines : structure, diversité, fonctions L’ensemble des anticorps produits par les lymphocytes B constitue les immunoglobulines. Chaque anticorps a 2 fonctions distinctes médiées par 2 régions différentes : la fonction de reconnaissance des antigènes est médiée par les régions variables, alors que la fonction effectrice est médiée par les régions constantes.
Structure des immunoglobulines Les immunoglobulines sont formées par 2 séries de chaînes protéiques : les chaînes lourdes (H) dont la nomenclature définit la classe et la sous-classe de l’immunoglobuline. À l’utilisation de la chaîne lourde µ correspond la classe des IgM, à δ correspond l’IgD, à α correspond l’IgA, à ε correspond l’IgE et à γ1, γ2, γ3 ou γ4 correspond la classe des IgG qui comprend les sous-classes 1, 2, 3 ou 4. À chaque classe ou sous-classe d’immunoglobulines, ou isotype, correspond une fonction particulière dans la réponse immunitaire ; les chaînes légères (L) qui peuvent être de 2 types : 338
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κ ou λ. Chaque molécule d’IgG est composée de 2 chaînes lourdes γ associées à 2 chaînes légères (soit κ ou λ). De même, chaque molécule d’IgD, ou d’IgE ou d’IgA monomérique associe 2 chaînes lourdes respectivement δ, ε ou α, à 2 chaînes légères (soit κ, soit λ). Certaines immunoglobulines sont polymériques grâce à une chaîne J qui lie entre elles les extrémités C terminales des chaînes lourdes : il s’agit des IgM composées de 10 chaînes lourdes µ, chacune associée à une chaîne légère κ ou λ, et des IgA composées de 4, 6 ou 8 chaînes lourdes α. Chaque chaîne lourde ou légère d’immunoglobuline est constituée de 2 régions : une région constante (C) COOH terminale, et une région variable (V) NH2 terminale. La structure d’une IgG a été définie par crystallographie : la molécule en forme de Y classique comprend 3 portions globulaires de dimension voisine liées par une zone polypeptidique flexible appelée région charnière. L’appariement des chaînes lourdes et légères se fait de telle sorte que les régions variables VH et VL soient associées, de même que les régions constantes. Des digestions protéiques de l’IgG ont permis de définir les fonctions portées par les différentes parties de la molécule : ainsi, la papaïne peut cliver l’IgG en 3 fragments alors que la pepsine libère essentiellement 2 fragments selon que la coupure siège d’un côté ou de l’autre du pont disulfure de la région charnière qui lie les 2 chaînes lourdes γ. Les fragments d’immunoglobulines libérés par ces digestions ont pu être purifiés montrant ainsi que les régions constantes des chaînes lourdes constituant en partie le fragment Fc (pour fragment crystallisable) sont responsables de certaines fonctions effectrices, alors que les régions dites Fab (fragment antigen binding) et Fab 2 qui comportent les régions variables des chaînes lourdes et légères portent la fonction de reconnaissance de l’antigène.
Diversité des immunoglobulines Il existe différents niveaux d’hétérogénéité parmi les immunoglobulines. Certains concernent les régions constantes, d’autres les régions variables. En ce qui concerne les régions constantes, les classes des immunoglobulines et les sous-classes constituent un premier niveau d’hétérogénéité. Les régions constantes des chaînes lourdes des immunoglobulines sont codées par des gènes situés sur le chromosome 14. Bien entendu, les différences de séquence nucléotidique des gènes codant µ, α1, α2, δ, ε, γ1, γ2, γ3 et γ4 sont responsables des différences protéiques entre les classes et sous-classes qui existent chez tout individu. Les allotypes des immunoglobulines correspondent à des variations ponctuelles de ces gènes de région constante qui permettent de définir des groupes d’individus porteurs ou non de ces variantes allotypiques. Les structures des régions variables sont plus complexes : elles doivent pouvoir générer suffisamment de diversité pour pouvoir se lier à la multitude d’antigènes potentiels. Les mécanismes génétiques qui permettent de créer cette diversité des anticorps sont à présent bien compris. La région variable de la chaîne lourde, quel que soit le gène de région constante utilisé, est constitué à partir de 3 gènes
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Deux précisions méritent d’être apportées : l’ensemble des régions variables n’entre pas en contact avec l’antigène ; 3 régions sur la région variable de la chaîne lourde et 3 régions de la région variable de la chaîne légère établissent ces contacts, ce sont les régions déterminant la complémentarité (CDR) ; les régions variables des anticorps portent des déterminants antigéniques appelés déterminants idiotypiques. Au cours d’une réponse immunitaire contre un antigène (Ag) exogène, les lymphocytes B dont l’IgM de membrane reconnaît l’antigène, vont proliférer et différencier sous l’effet de différents signaux mentionnés plus haut, ils vont subir la commutation de classe qui transforme un lymphocyte B sécréteur d’une IgM en lymphocyte B sécréteur d’une IgG, les régions variables restant identiques, caractéristiques du clone B lymphocytaire producteur. C’est aussi pendant cette phase de commutation de chaîne lourde que des mutations somatiques des régions variables peuvent venir augmenter l’affinité de l’anticorps contre l’antigène.
Fab.
chaîne légère
NH2
régions variables
ne
Fc
aï
p pa
ponts dissulfurés ( ) chaîne lourde
région charnière régions courtantes COOH
e in ps pe
distincts : un gène VH, un gène D (pour diversité) et un gène JH (pour jonction). Lorsqu’un lymphocyte B progresse dans sa maturation médullaire, il va subir un réarrangement dit somatique de ces gènes de région variable de telle sorte qu’au hasard, il va assembler tout d’abord un des gènes D du chromosome 14 (il en existe une trentaine disponible) et un des gènes JH (il en existe 6 disponibles). Dans un second temps, cet assemblage DJH sera lui-même assemblé à un des gènes VH disponibles (il en existe 51), créant ainsi un ensemble de gènes réarrangés VHDJH codant environ 110 acides aminés qui vont constituer la région variable de la chaîne lourde. Au niveau de la chaîne légère κ dont les gènes sont situés sur le chromosome 2, ainsi que pour la chaîne légère λ dont les gènes sont situés sur le chromosome 22, 2 gènes distincts contribuent à générer la région variable : un gène Vκ parmi les 40 gènes disponibles est assemblé à un gène Jκ parmi les 5 disponibles. Pour λ, un gène Vλ parmi la trentaine disponible est assemblé à un gène Jλ parmi les 4 disponibles dans le génome humain. Ce réarrangement des gènes de régions variables d’immunoglobulines s’opérant au hasard, il est susceptible de créer, par lui-même, un nombre très important de régions variables différentes. Une fois terminé sur la chaîne lourde et sur la chaîne légère, ce réarrangement est définitif et caractéristique du clone lymphocytaire B qui l’a produit. Ce phénomène survenant à la fois sur les chaînes lourdes et légères, cela ajoute à la diversité possible : un même réarrangement sur une chaîne lourde pourrait s’associer à un réarrangement différent sur la chaîne légère et constituer un anticorps reconnaissant un autre antigène. Par ailleurs, 2 autres mécanismes ajoutent à la diversité des anticorps produits par les lymphocytes B : d’une part l’imprécision des mécanismes de jonction des gènes de régions variables pouvant ainsi modifier la séquence protéique de la région variable concernée, d’autre part la survenue possible, lors de la stimulation antigénique de mutations somatiques qui affectent les gènes réarrangés des régions variables (voir : pour approfondir / 2).
Fab'2
Structure typique d'une IgG (voisine de la structure d'une IgD et d'une IgE)
chaîne lourde
chaîne légère
chaîne légère chaîne lourde chaîne J
chaîne J
Structure typique d'une IgM pentamérique
1
Structure typique d'une IgA dimérique
Structure des immunoglobulines.
Fonction des immunoglobulines Les régions variables des anticorps ont pour fonction de se lier aux antigènes de manière à faciliter leur élimination. Dans la majorité des cas, les antigènes sont des protéines. Les anticorps reconnaissent la conformation naturelle de la protéine étrangère et, en particulier, des déterminants (ou épitopes) situés à la surface de l’antigène. Dans la mesure où les protéines sont repliées dans leur forme naturelle, les anticorps reconnaissent le plus souvent des groupes d’acides aminés distants les uns des autres sur la séquence linéaire de l’antigène : les épitopes sont dits conformationnels. La liaison des anticorps, avant tout par les régions déterminant la complémentarité (CDR) des chaînes lourdes et légères, avec l’épitope fait intervenir 4 types de forces : des forces électrostatiques ; des ponts hydrogènes ; des forces de Van der Waals ; des forces hydrophobiques. La fonction des régions constantes est dépendante de l’isotype de l’immunoglobuline, de même que la diffusion dans l’organisme. Ainsi, le premier anticorps produit au cours d’une réponse immunitaire est l’IgM dont la forme pentamérique autorise peu de diffusion extravasculaire et permet la fixation des protéines du complément et son activation. Les anticorps des autres isotypes ont un poids moléculaire plus faible et peuvent diffuser dans l’espace extravasculaire. Les IgA, dont la localisation est essentiellement muqueuse LA REVUE DU PRATICIEN (Paris) 1998, 48
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après transport transépithélial, ont une fonction essentielle de neutralisation des pathogènes extérieurs, mais activent très faiblement le complément. Les IgG1, 2, 3 et 4 peuvent être transportées à travers le placenta pour gagner la circulation fœtale, mais seules les IgG1 et 3 ont la capacité de se lier aux récepteurs FcγRIII des cellules tueuses naturelles et de permettre à ces cellules de lyser les cellules-cibles. La région Fc des IgE peut se lier à un récepteur spécifique des IgE à la surface des cellules mastocytaires. Enfin, les IgD ne sont pas ou peu sécrétées, ayant un rôle essentiel de récepteur B membranaire pour l’antigène.
Système du complément Le système du complément est constitué d’un grand nombre de protéines plasmatiques dont une partie est capable de se fixer aux régions constantes des anticorps, en particulier IgM, et d’activer les autres fractions. Certaines protéines du complément sont également capables de se lier directement aux parois bactériennes, enfin d’autres fractions jouent un rôle de chémoattractants pour les cellules phagocytaires. Les protéines du complément sont synthétisées dans le foie et par les monocytes macrophages, pour l’essentiel. Il existe 3 voies différentes d’activation du complément : la voie classique est activée par la fixation d’un anticorps sur un antigène, la voie des lectines qui passe par une protéine sérique de liaison au mannose des bactéries et virus, la voie alterne qui peut être activée dès qu’une fraction du complément se fixe sur un agent exogène. Les événements précoces de ces 3 voies d’activation impliquent une série de clivages protéolytiques qui résultent dans l’apparition d’une activité enzymatique, la C3 convertase, qui va cliver la fraction C3 du complément. Le premier composant de la voie classique est le C1 qui est un complexe de 3 protéines C1q, C1r et C1s. Deux molécules de C1r et C1s sont liées à une molécule de C1q. Quand une IgM se fixe sur des antigènes, de même, mais à un moindre degré, quand des IgG1 ou IgG3 se fixent en s’agrégeant sur un antigène répétitif, les régions constantes exposent le site de liaison du C1q. Cette fixation du C1q active le C1r qui, à son tour, active le C1s en générant une sérine protéase active. Cette dernière clive le C4 et le C2, formant ainsi 2 fragments de taille conséquente C4b et C2b qui, ensemble, constituent la C3 convertase de la voie classique. L’activité principale de ce composé enzymatique essentiel est de cliver à son tour un grand nombre de molécules C3, formant, d’une part des molécules C3b qui se lient à la surface de l’agent pathogène initiateur, et d’autre part des fragments C3a induisant une réaction inflammatoire locale. Le dépôt de fragments C3b à la surface d’agents pathogènes est l’élément déterminant de l’activation de la voie alterne d’activation du complément qui doit être considérée comme une voie d’amplification des effets de la voie classique. En effet, les fragments C3b déposés fixent le facteur B de la voie alterne qui peut alors être clivé par le facteur D plasmatique en 2 fragments Ba et Bb. Ainsi se forment de nombreux complexes C3b, Bb qui agissent comme 340
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une C3 convertase et clivent de nombreuses molécules C3 en fragments C3a et C3b. La fonction la plus importante des fractions du complément est de faciliter la capture et la destruction des éléments pathogènes (par exemple une bactérie) par les cellules phagocytaires. Cela se fait de façon spécifique par la liaison des fragments du complément à des récepteurs situés à la surface des cellules phagocytaires. Le mieux caractérisé de ces récepteurs est CR1 qui se lie à C3b à la surface des macrophages et des polynucléaires. Il existe d’autres récepteurs pour les fractions du complément dont la localisation cellulaire est variée : le CR2 qui fixe le C3d est présent sur les cellules B (c’est aussi le récepteur du virus d’Epstein-Barr, expliquant le tropisme B cellulaire de ce virus), le CR3 et le CR4 qui fixent l’inhibiteur du C3b à la surface des monocytes macrophages et des polynucléaires neutrophiles. À côté de ce mécanisme important d’activation des cellules phagocytaires, les fractions du complément ou leurs récepteurs interviennent dans 3 autres mécanismes de défense : la clairance des complexes immuns ; les fragments C4b et C3b se fixent de façon covalente aux complexes immuns qui viennent se fixer aux récepteurs CR1 des érythrocytes. Ceux-ci transportent ces complexes au niveau du foie et de la rate où ils peuvent être phagocytés ; les petits fragments de clivage C3a, C4a et C5a sont appelés anaphylatoxines et sont de puissants médiateurs de l’inflammation locale pouvant induire une augmentation de la perméabilité vasculaire ; l’activation du complément aboutissant au clivage du C5 entraîne l’assemblage du complexe d’attaque membranaire : ce complexe formé d’une molécule C5b, du C6 et du C7 est susceptible de s’insérer dans la bicouche lipidique d’une cellule. Interviennent alors les molécules C8 et C9 capables de créer un pore dans la membrane cellulaire à la manière dont les perforines des lymphocytes T cytotoxiques peuvent agir. Le système d’activation du complément pourrait être délétère pour les cellules de l’hôte. Un certain nombre de protéines de contrôle a été décrit à la surface des cellules : ainsi l’activation du C1 est contrôlée par une protéine plasmatique, le C1 inhibiteur dont le déficit génétique est responsable de l’œdème angioneurotique héréditaire. De même, l’activité des composés terminaux d’attaque membranaire est contrôlée par 2 molécules CD59 et le DAF (decay accelerating factor) dont le déficit peut être responsable de l’hémoglobinurie paroxystique nocturne.
Cellules natural killer Les cellules natural killer (NK) sont de grands lymphocytes granuleux qui ont une origine vraisemblablement commune à la lignée des lymphocytes T. Ces cellules peuvent être considérées comme des effectrices précoces en réponse à des infections virales et jouent vraisemblablement un rôle antitumoral. Ces cellules ont en commun d’exprimer le récepteur FcγRIII ou CD16. La présence de ces récepteurs permet de guider les cellules NK vers la cible reconnue par les IgG fixées, dirigeant ainsi la cytotoxicité. L’activation des cellules NK par liaison des fragments Fc
Immunologie des IgG à CD16 peut induire la production d’IL8, d’interféron γ et de TNFα. Il existe un deuxième mécanisme de lyse médié par les cellules NK qui ne fait pas intervenir le récepteur CD16. On ne connaît pas aujourd’hui de façon détaillée ce mécanisme de reconnaissance directe des cellules-cibles par les cellules NK. En revanche, ne peuvent être lysées que les cellules-cibles qui expriment peu ou pas de molécules du complexe majeur d’histocompatibilité, ou de cellules-cibles peu différenciées. Quel que soit le mécanisme de reconnaissance de la cellule-cible, la cellule NK relargue ses granules cytoplasmiques libérant perforine et granzyme qui vont lyser la cellule-cible.
Les cellules NK portent les marqueurs CD16, CD56 et CD57. Elles sont très faiblement représentées dans le sang périphérique, sauf en cas de leucémie à cellules NK.
Concept de déficit inné de l’immunité humorale Il existe des déficits primitifs intrinsèques aux lymphocytes B et des déficits qui paraissent secondaires à une anomalie lymphocytaire T dont on a vu l’importance dans l’activation B. La meilleure connaissance de la physiologie lymphocytaire B a permis de mieux comprendre les anomalies moléculaires à l’origine des déficits B intrinsèques.
Exploration en pratique clinique
1. Agammaglobulinémie liée à l’X de Bruton
L’exploration en pratique clinique des immunoglobulines, du complément et des cellules NK relève de la recherche des déficits immunitaires ou de pathologies néoplasiques.
En l’absence de synthèse d’immunoglobuline, la différenciation B est bloquée au stade pré-B lymphocytaire. Les anomalies moléculaires portent sur une protéine-tyrosine kinase spécifique des B et nécessaire au cours de la différenciation médullaire.
Immunoglobulines Le dosage pondéral des immunoglobulines permet de détecter un déficit d’une classe ou sous-classe, de suivre de façon précise le taux d’une production monoclonale par une prolifération d’un clone lymphocytaire B. La nature de la sécrétion d’une prolifération monoclonale est le mieux appréciée par l’immunoélectrophorèse, l’immunofixation et l’immunotransfert qui précisent le type de chaîne légère κ ou γ et l’isotype de la chaîne lourde.
Complément et ses fractions L’étude du complément en pratique relève soit de tests fonctionnels, soit de dosages pondéraux des protéines. Les tests fonctionnels mesurent l’activité hémolytique de la voie classique ou CH50. Les dosages évaluent le plus souvent le taux du C3, du C4, du C1q et du facteur B. L’intérêt essentiel de ces tests est de rechercher un déficit qui peut être en rapport soit avec un défaut génétique, soit avec une consommation excessive (catabolisme) liée le plus souvent à une pathologie à complexes immuns.
2. Déficits en IgA Il s’agit des déficits les plus fréquents dans la population générale (1 cas sur 700), le plus souvent asymptomatiques. Ils peuvent s’associer à des infections muqueuses répétées.
3. Déficits en sous-classe d’IgG Ceux-ci peuvent être isolés ou s’associer à un déficit en IgA ou à une ataxie-télangiectasie.
4. Déficits en IgG et IgA avec hyper IgM Ils provoquent des infections répétées à germes pyogènes. L’anomalie moléculaire consiste en une anomalie ponctuelle du ligand de CD40 (intrinsèquement, les B seraient donc normaux).
5. Hypogammaglobulinémies Les hypogammaglobulinémies d’expression variable, ainsi que les déficits immunitaires combinés portent en général sur les lymphocytes B et T. ■
Cellules Les lymphocytes B ne représentent qu’un faible contingent des lymphocytes comptabilisés dans une numération formule sanguine (10 à 15 % des lymphocytes totaux). Ils peuvent être comptés par un certain nombre de marqueurs membranaires, en général par cytométrie de flux en utilisant des anticorps monoclonaux marqués à un fluorochrome. Les marqueurs B les plus souvent utilisés sont : l’immunoglobuline de membrane, CD19, CD20. Enfin il existe une certaine hétérogénéité des lymphocytes B de l’adulte ainsi qu’en témoigne une faible proportion de lymphocytes B qui expriment à la membrane un marqueur (CD5) essentiellement lymphocytaire T. L’intérêt majeur de la numération des lymphocytes B réside dans la compréhension des déficits de l’immunité humorale, mais aussi dans le diagnostic et le suivi de leucémies lymphoïdes comme la leucémie lymphoïde chronique (constituée de lymphocytes BCD5).
Points Forts à retenir • L’immunité humorale se caractérise par la production d’anticorps appartenant au groupe protéique des immunoglobulines. Celles-ci sont hétérogènes puisqu’elles sont composées de 5 classes (IgM, IgG, IgA, IgE et IgD) dont le poids moléculaire, la structure, la diffusion dans l’organisme ainsi que la fonction effectrice diffèrent. • Constitués de chaînes lourdes et légères, les anticorps sont produits par les lymphocytes B après un processus de maturation à présent mieux connu.
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POUR APPROFONDIR 1 / Exclusion allélique Le réarrangement des gènes d’immunoglobulines est finement régulé de sorte que chaque lymphocyte B ne puisse produire un anticorps que d’une seule spécificité. Ainsi, bien qu’il existe dans chaque lymphocyte B 2 chromosomes codant les chaînes lourdes, 2 chromosomes pour les chaînes légères κ et 2 pour les chaînes λ, les gènes d’un seul des 2 chromosomes codant la chaîne lourde seront exprimés, de même que ceux d’un seul chromosome codant la chaîne légère. Ce phénomène, dénommé exclusion allélique, assure la monospécificité de l’anticorps produit, et le caractère unique de la cellule B originale qui a fait les réarrangements génétiques successifs. Les lymphocytes B très immatures médullaires réarrangent tout d’abord sur un premier chromosome 14 les gènes de région variable de chaîne lourde pour créer une chaîne µ entière : si cette protéine est fonctionnelle, capable de replier normalement et de se lier à une pseudo-chaîne légère invariante, la chaîne µ est transportée à la membrane et le 2e chromosome 14 ne réarrangera pas ses gènes de régions variables (exclusion allélique). Si tel n’est pas le cas (chaîne lourde µ non fonctionnelle), alors le réarrangement s’opère sur le 2e chromosome 14. De même pour les chaînes légères où les gènes de κ sont les premiers à se réarranger, les gènes de λ n’étant utilisés que si les essais κ se sont avérés les 2 fois inefficaces.
signaux d’origine lymphocytaire T. Cette prolifération s’accompagne d’une différenciation qui permet la sécrétion d’IgM pentamériques : ce sont ces IgM qui sont les premières détectées lors d’une réponse immunitaire primaire contre les agents infectieux. La persistance du contact antigénique au niveau ganglionnaire induit 2 phénomènes : – la commutation de chaîne lourde qui consiste à transformer le lymphocyte B sécréteur d’IgM en un lymphocyte B sécréteur d’une IgG, d’une IgA ou d’une IgE selon les signaux lymphocytaires reçus (cytokines) qui orientent la commutation vers telle ou telle chaîne lourde. Par exemple, l’interleukine 4 provoque préférentiellement la commutation vers la synthèse d’IgG1 et d’IgE. Mais l’ensemble de la région variable de chaque chaîne lourde µ est « transféré » sur la région constante de la nouvelle chaîne lourde (γ, α, ou ε) ; – pendant cette phase, les gènes des régions variables de chaîne lourde et de chaîne légère vont subir des mutations somatiques par un mécanisme moléculaire encore non compris. Certaines de ces mutations vont modifier la séquence protéique des régions variables de telle sorte que l’anticorps produit (par exemple, à présent une IgG) a une meilleure affinité pour l’antigène. Ce gain d’affinité lié au processus de mutation somatique de l’anticorps va entraîner un avantage pour le lymphocyte en question qui proliférera plus vite et produira davantage d’anticorps après différenciation plasmocytaire.
2 / Commutation et mutations somatiques Un lymphocyte B qui sort de la moelle osseuse est mature et exprime des récepteurs pour l’antigène de classe IgM et IgD dont les régions variables sont identiques. En effet, la structure de ces régions variables est le résultat du réarrangement des différents gènes des chaînes lourdes et légères, réarrangement aléatoire caractéristique de chaque lymphocyte B. Lors de la rencontre avec l’antigène, par exemple lors de la traversée d’un ganglion périphérique, ce lymphocyte B va proliférer sous le contrôle de
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POUR EN SAVOIR PLUS Revillard J.-P. Immunologie. De Boeck Université ed. 1994 : 4754 ; 77-83 Bach J.-F. Traité d’immunologie. Paris Médecine-Sciences Flammarion. 1993 : 77-121 ; 471-80.