Le système immunitaire distingue le soi du non soi et élimine de l'organisme les molécules et cellules potentiellement dangereuses du non soi. Le système immunitaire a également la capacité de reconnaître et détruire des cellules anormales qui proviennent des tissus de l'hôte. Toute molécule en mesure d'être reconnue par le système immunitaire est considérée comme un antigène.
La peau, les cornées et les muqueuses des voies respiratoires, gastro-intestinales et génito-urinaires forment une barrière physique qui est la première ligne de défense du corps. Certaines de ces barrières comprennent également des fonctions immunitaires actives:
L'épiderme kératinisé externe: dans la peau, les kératinocytes sécrètent des peptides antimicrobiens (défensines) et les glandes sébacées et sudorales sécrètent des substances inhibant les microbes (p. ex., acide lactique, acides gras). De plus, de nombreuses cellules immunitaires (p. ex., mastocytes, lymphocytes intra-épithéliaux, cellules de Langerhans présentant l'antigène) sont présentes au niveau de la peau.
Cornées: les larmes contiennent des défensines. Les macrophages et les cellules dendritiques résident dans les cornées et d'autres cellules immunitaires, dont les lymphocytes T et les neutrophiles phagocytaires, sont recrutées par le système vasculaire limbique au cours de l'infection.
La muqueuse de l'appareil respiratoire, du tube digestif et de l'appareil génito-urinaire: le mucus contient des substances antimicrobiennes, telles que le lysozyme, la lactoferrine et des anticorps IgA sécrétoires (SIgA).
La rupture des barrières anatomiques peut déclencher 2 types de réponse:
Innée
Acquise
Plusieurs composants moléculaires (p. ex., le complément, les cytokines, les substances réactives de la phase aiguë) participent à l'immunité innée et acquise.
Immunité innée
L'immunité innée (naturelle) ne nécessite pas une exposition au préalable à un antigène (c'est-à-dire, mémoire immunologique) pour être complètement efficace. Ainsi, elle peut répondre immédiatement à un envahisseur. L'immunité innée utilise des récepteurs de reconnaissance de formes (pattern recognition receptors [PRR]) pour détecter les modèles moléculaires associés aux pathogènes (pathogen-associated molecular patterns [PAMP]) étrangers et les modèles moléculaires associés aux lésions de l'hôte (host damage-associated molecular patterns [DAMPs]).
Ses composants comprennent
Cellules phagocytaires (p. ex., neutrophiles, monocytes, macrophages)
Leucocytes polymorphonucléaires (en plus des neutrophiles phagocytaires, dont les éosinophiles et les basophiles)
Cellules lymphoïdes innées (p. ex., cellules tueuses naturelles [NK])
Les cellules phagocytaires (neutrophiles du sang et des tissus, monocytes du sang, macrophages des tissus) ingèrent et détruisent les antigènes invasifs. L'attaque par les cellules phagocytaires peut être facilitée lorsque les antigènes sont revêtus d'anticorps, produits en tant que partie de l'immunité acquise ou quand les protéines du complément opsonisent les antigènes.
Les leucocytes polynucléaires, (neutrophiles, éosinophiles, basophiles, mastocytes) et les mononucléaires (monocytes, macrophages mastocytes) libèrent des médiateurs inflammatoires.
Les cellules NK (natural killer), qui tuent les cellules infectées par les virus et certaines cellules tumorales.
Immunité acquise
L'immunité acquise (adaptative) nécessite une exposition préalable à un antigène pour être pleinement efficace et ainsi prend du temps à se développer après la rencontre initiale d'un nouvel envahisseur. Par la suite, la réponse est rapide. Le système mémorise les expositions passées et antigènes-spécifiques.
Ses composants comprennent
Les lymphocytes B
Les lymphocytes T
L'immunité acquise comprend
L'immunité humorale: dérivant des réponses des lymphocytes B (les lymphocytes B se développent en plasmocytes qui sécrètent des anticorps anti-antigènes solubles spécifiques)
L'immunité à médiation cellulaire: provenant de certaines réponses des lymphocytes T
Les lymphocytes B et T atteignent la maturité dans les tissus lymphoïdes primitifs. Les lymphocytes B mûrissent dans la moelle osseuse et les lymphocytes T maturent dans le thymus. Les lymphocytes B et les lymphocytes T matures travaillent ensuite ensemble pour détruire les envahisseurs. Les cellules présentatrices d'antigènes tissulaires sont nécessaires pour présenter les antigènes à la majeure partie des cellules T.
Réponse immunitaire
Une défense immunitaire efficace exige l'activation, la régulation et la disparition de la réponse immunitaire.
Activation
Les cellules du système immunitaire sont activées lorsqu'un antigène étranger est reconnu par des récepteurs de surface cellulaire. Ces récepteurs de surface cellulaire peuvent être spécifiques des
Modèles moléculaires associés aux pathogènes (pathogen-associated molecular patterns [PAMP]) associées à un certain nombre de pathogènes différents (p. ex., la reconnaissance par des PRR (récepteurs de reconnaissance de formes [pattern recognition receptors]) tels que les récepteurs Toll-like, du mannose et scavenger présents sur les cellules dendritiques et autres)
Structures spécifiquement associées à des agents pathogènes particuliers (reconnaissance par des anticorps transmembranaires exprimés sur les lymphocytes B ou par des récepteurs des lymphocytes T exprimés sur les lymphocytes T)
Les PRRs reconnaissent des motifs moléculaires associés aux PAMPs tels que les lipopolysaccharides des Gram négatifs, les peptidoglycanes des Gram positifs, la flagelline bactérienne, les dinucléotides cytosine-guanosine non méthylés (motifs CpG), et l'ARN viral double brin. Ces récepteurs peuvent également reconnaître les molécules (DAMP) qui sont produites par des cellules humaines stressées ou infectées.
L'activation peut également être observée lorsque les complexes anticorps-antigène, complément-microrganisme se lient à la surface des récepteurs du fragment cristallisable (Fc) région d'IgG (Fc-gamma R) et pour C3b et iC3b.
Une fois reconnus, un antigène, un complexe antigène-anticorps ou un complexe complément-microrganisme sont phagocytés. La plupart des microrganismes sont tués après qu'ils auront été phagocytés, mais d'autres inhibent la capacité de destruction du phagocyte (p. ex., les mycobactéries qui ont été incluses par un macrophage inhibent la capacité de mise à mort de la cellule). Dans de tels cas, les cytokines dérivées des lymphocytes T, en particulier l'interféron-gamma (IFN-gamma), stimulent le phagocyte pour qu'il produise plus d'enzymes lytiques et autres produits microbicides, améliorant ainsi sa capacité à détruire ou séquestrer le microrganisme.
A moins que l'antigène ne soit phagocyté et soit entièrement dégradé (un événement rare), la réponse immunitaire acquise débute est lancée via la reconnaissance de l'antigène par les récepteurs hautement spécifiques à la surface des lymphocytes B et T. Cette réponse débute dans les tissus lymphoïdes secondaires:
La rate pour les antigènes circulants
Les ganglions lymphatiques régionaux pour les antigènes tissulaires
Les tissus lymphoïdes associé aux muqueuses (p. ex., amygdales, végétations, plaques de Peyer) pour l'antigène muqueux
Par exemple, les cellules dendritiques de Langerhans dans la peau phagocytent l'antigène et migrent vers les ganglions lymphatiques locaux. Dans les ganglions lymphatiques, des peptides dérivés de l'antigène sont exprimés sur la surface des cellules dendritiques au sein des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (MHC) de classe II, qui présentent les peptides aux lymphocytes CD4 T helper (Th). Lorsque le lymphocyte Th entre en contact avec le complexe MHC-peptide et reçoit divers signaux de co-stimulation (qui peuvent être inhibés par certains médicaments immunosuppresseurs), il est activé pour exprimer des récepteurs de la cytokine (interleukine) IL-2 et sécrète plusieurs cytokines. Chaque sous-ensemble de lymphocytes Th sécrète différentes associations de substances, et entraînent donc différentes réponses immunitaires.
Certaines des cellules Th se spécialisent en cellules T folliculaires auxiliaires (Tfh), qui migrent dans les zones lymphocytaires B des tissus lymphoïdes secondaires. Au cours d'une réponse immunitaire active, des structures appelées centres germinatifs se développent dans les tissus lymphoïdes secondaires, là où les cellules Tfh aident à l'activation et à la prolifération des lymphocytes B, à la commutation des classes d'anticorps, à la maturation de l'affinité de la réponse anticorps et à la différenciation des lymphocytes B en cellules B mémoires et en précurseurs des plasmocytes sécrétant des anticorps. Également dans les centres germinatifs se trouvent des cellules dendritiques folliculaires (un type de cellule entièrement différent des cellules dendritiques conventionnelles), qui présentent un antigène intact (au sein de complexes antigène-anticorps) aux lymphocytes B.
Les molécules de classe II du MHC présentent typiquement des peptides dérivés d'antigènes extracellulaires (exogènes) (p. ex., provenant de nombreuses bactéries) aux lymphocytes CD4 Th; à l'inverse, les molécules de classe I du MHC présentent des peptides dérivés d'antigènes intracellulaires (endogènes) (p. ex., provenant de virus) aux lymphocytes T CD8 cytotoxiques. Le lymphocyte T cytotoxique activé tue alors la cellule infectée.
Régulation
La réponse immunitaire doit être régulée de façon à éviter les lésions irréversibles pour l'hôte (p. ex., anaphylaxie, tempête cytokinique [cytokine storm], syndrome de libération des cytokines et nécrose tissulaire étendue). Les lymphocytes T régulateurs (dont la plupart expriment le facteur de transcription Foxp3) aident à contrôler la réponse immunitaire via la sécrétion de cytokines immunosuppressives, telles que l'IL-10 et le transforming growth facteur-bêta (TGF-bêta), ou via un mécanisme dépendant des contacts cellulaires.
Ces lymphocytes régulateurs participent à la prévention des réponses auto-immunes et probablement à la disparition des réponses en cours contre l'antigène du non soi.
Résolution
La réponse immunitaire s'arrête lorsque l'antigène est piégé ou éliminé de l'organisme. Sans stimulation par l'antigène, la sécrétion des cytokines cesse et les lymphocytes T cytotoxiques activés entrent en apoptose. L'apoptose marque la cellule et la destine à une phagocytose immédiate, ce qui évite une dissémination du contenu des cellules et le développement de la réaction inflammatoire. Les lymphocytes T et B qui se sont différenciés en cellules mémoire sont épargnés.
Gériatrie: système immunitaire
Avec le vieillissement, le système immunitaire devient moins efficace de la manière suivante:
Le système immunitaire devient moins apte à distinguer le soi du non-soi, rendant plus fréquents le développement d'auto-anticorps et de maladies auto-immunes.
Les macrophages détruisent les bactéries, les cellules cancéreuses et d'autres antigènes plus lentement, pouvant contribuer à l'augmentation de l'incidence du cancer chez les personnes âgées.
Les lymphocytes T répondent moins rapidement aux antigènes.
Il existe moins de lymphocytes qui peuvent répondre à de nouveaux antigènes.
L'organisme vieillissant produit moins de complément en réponse aux infections bactériennes.
Bien que la concentration globale d'anticorps ne diminue pas de manière significative, l'affinité de liaison anticorps-antigène est diminuée, ce qui peut contribuer à l'augmentation de l'incidence des pneumonies, grippes, endocardites infectieuses et du tétanos et à un plus grand risque de mort due à ces troubles chez les personnes âgées. Ces modifications peuvent également expliquer en partie pourquoi les vaccins sont moins efficaces chez les personnes âgées.
