Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire comment les lymphocytes T coordonnent une réponse aux cellules de l'organisme anormales ou infectées par un virus, à décrire le rôle des lymphocytes T régulateurs dans la réponse immunitaire et à comparer l'immunité à médiation cellulaire avec d'autres types de réponses immunitaires.
L’immunité acquise, également appelée immunité adaptive ou spécifique, est la manière dont notre système immunitaire s’adapte pour mettre en place une réponse spécifique, conçue pour détruire et éliminer un pathogène spécifique. Le système immunitaire acquis traite les infections qui ne sont pas bloquées ou complètement éliminées par le système immunitaire inné. Notre système immunitaire acquis se divise souvent en deux parties, l’immunité humorale et l’immunité cellulaire. Un graphique de la réponse immunitaire primaire entière est illustré dans la figure 1.
Mots clés: Immunité acquise (Immunité adaptive ou spécifique)
L’immunité acquise décrit la réponse immunitaire spécifique à un antigène. L’immunité acquise est l’immunité qui se développe au fil du temps à la suite d’une exposition à différents agents pathogènes.
La réponse immunitaire humorale est une immunité induite par les lymphocytes B et les anticorps, car elle repose sur l'action des lymphocytes B qui fabriquent des anticorps spécifiques à l'antigène étranger.
La réponse immunitaire à médiation cellulaire est une immunité induite par des lymphocytes T car elle repose sur l'action des lymphocytes T cytotoxiques qui peuvent trouver et détruire les cellules anormales ou infectées dans l'organisme.
L'immunité humorale et l'immunité cellulaire diffèrent également par l'immunité humorale qui est efficace uniquement contre les agents pathogènes extracellulaires (par exemple, les virus présents dans le sang, les bactéries ou les toxines produites par les bactéries). En revanche, l’immunité à médiation cellulaire est efficace contre les agents pathogènes intracellulaires, par exemple une cellule hôte infectée par un virus.
Mots clés: Immunité à médiation cellulaire
L’immunité à médiation cellulaire est une réponse immunitaire acquise qui implique des lymphocytes T cytotoxiques ciblant des cellules infectées, des cellules cancéreuses ou des cellules étrangères.
Exemple 1: Comparer l’immunité cellulaire avec l’immunité humorale
Quelle est la différence entre une immunité cellulaire et une immunité humorale (médiée par des anticorps) ?
- Toutes les cellules immunitaires impliquées dans l’immunité humorale sont des lymphocytes B, tandis que celles dans l’immunité cellulaire sont toutes des lymphocytes T.
- L’immunité cellulaire est rapide, tandis que l’immunité humorale est une réponse plus tardive mais prolongée.
- Contrairement à l’immunité cellulaire, l’immunité humorale est une réponse spécifique à un antigène.
- Contrairement à l’immunité cellulaire, la sélection clonale se produit dans l’immunité humorale.
- L’immunité humorale répond aux agents pathogènes extracellulaires, tandis que l’immunité cellulaire répond aux agents pathogènes intracellulaires.
Réponse
L’immunité acquise est aussi appelée immunité adaptive ou spécifique. Le système immunitaire acquis prend en charge les infections qui ne sont pas évitées ou complètement éliminées par le système immunitaire inné. Notre système immunitaire acquis se divise souvent en deux parties, l’immunité humorale et l’immunité cellulaire.
La réponse immunitaire humorale est une immunité induite par les lymphocytes B et les anticorps, car elle repose sur l'action des lymphocytes B qui fabriquent des anticorps spécifiques à l'antigène étranger. L’immunité humorale n’est efficace que contre les agents pathogènes extracellulaires (virus du sang, bactéries ou toxines produites par des bactéries, par exemple).
La réponse immunitaire à médiation cellulaire est une immunité induite par des lymphocytes T car elle repose sur l'action des lymphocytes T cytotoxiques qui peuvent détecter et détruire les cellules du corps infectées. L’immunité à médiation cellulaire est efficace contre les agents pathogènes intracellulaires, notamment une cellule hôte infectée par un virus.
À l’aide de ces informations, nous pouvons conclure que la différence entre l’immunité cellulaire et l’immunité humorale (médiée par des anticorps) est que l’immunité humorale répond aux agents pathogènes extracellulaires, tandis que l’immunité cellulaire répond aux agents pathogènes intracellulaires.
Les réponses immunitaires à médiation cellulaire et humorale se produisent simultanément et interagissent de façon étroite. Même si elles sont souvent décrites séparément, l’immunité humorale et l’immunité cellulaire agissent ensemble dans notre système immunitaire acquis pour lutter contre l’infection.
Les lymphocytes T cytotoxiques sont des cellules T effectrices qui ont la capacité de reconnaître les antigènes présents à la surface d’une cellule hôte et de tuer cette cellule. Ils peuvent également reconnaître d’autres cellules anormales, telles que les cellules cancéreuses qui se divisent rapidement, et les détruire également. Cette fonction est importante car le système immunitaire humoral n’a pas la capacité de détruire seul les cellules infectées par un virus.
Un virus est un agent pathogène constitué de matériel génétique, ADN ou ARN, à l'intérieur d'une enveloppe protéique appelée capside. Le virus peut pénétrer dans la cellule en fusionnant sa capside avec la membrane cellulaire de la cellule hôte et en libérant son matériel génétique dans le cytoplasme. Une fois à l'intérieur, le matériel génétique prend le contrôle des fonctions de la cellule, et l’amène à produire davantage de virus.
Presque toutes les cellules corporelles possèdent une protéine appelée CMH. CMH signifie « complexe majeur d’histocompatibilité » et présente des antigènes à la surface de la cellule. Une fois à l'intérieur de la cellule, les protéines virales sont transformées pour former des molécules antigéniques. Celles-ci peuvent ensuite se combiner avec le CMH pour former le complexe antigène-CMH. Le CMH lié à l'antigène se déplace à l'extérieur de la membrane cellulaire où il devient un complexe antigène-CMH, comme le montre la figure 2.
Mots clés: CMH (Complexe majeur d’histocompatibilité)
Le CMH est une protéine qui a pour fonction de fixer les antigènes et de les présenter à la surface des cellules pour qu'ils soient reconnus par les cellules immunitaires.
Le complexe antigène-CMH est reconnu par les récepteurs à la surface des lymphocytes T cytotoxiques naïfs, également appelés lymphocytes T CD8+, en raison de la présence de la protéine de surface CD8 sur leur membrane cellulaire. CD signifie « cluster de différenciation » et différents types de cellules possèdent différentes combinaisons de ces protéines qui remplissent différentes fonctions et qui distinguent également certaines cellules les unes des autres.
Mots clés: Lymphocyte T cytotoxique
Un lymphocyte T cytotoxique est un type de cellule immunitaire capable de tuer certaines cellules, y compris les cellules étrangères, les cellules cancéreuses et les cellules infectées par un virus. Les lymphocytes T cytotoxiques expriment la protéine de surface cellulaire CD8.
La protéine CD8 non seulement distingue les lymphocytes T cytotoxiques des autres types de cellules, mais travaille également avec le récepteur des cellules T (TCR pour « T cell receptor » en anglais) pour aider à reconnaître et à se lier au complexe antigène-CMH, comme le montre la figure 3. C’est la première étape dans l’activation d’un lymphocyte T cytotoxique naïf.
Le récepteur des lymphocytes T, ou TCR, est similaire au récepteur des lymphocytes B dans le sens où différents lymphocytes T possèdent des récepteurs différents, générés de manière aléatoire par un type particulier de recombinaison génétique.
Seule une cellule T cytotoxique avec un certain type de TCR reconnaîtra et se fixera à un complexe antigène-CMH particulier sur une cellule infectée.
Seuls certains lymphocytes T et pas d'autres seront activés par un antigène particulier, à l'image de l'activation des lymphocytes B. Nous appelons ce processus la sélection clonale, qui est illustré dans la figure 4.
Mots clés: Récepteur des cellules T (TCR)
Le récepteur des cellules T est une protéine située à la surface des cellules T qui se lie avec un antigène spécifique complémentaire.
Mots clés: Sélection clonale
La sélection clonale est le processus par lequel les lymphocytes T et B dotés de récepteurs qui se lient à des antigènes spécifiques sont sélectionnés pour se multiplier et proliférer.
L’immunité à médiation cellulaire nécessite également l’activation de lymphocytes T auxiliaires. On les appelle parfois lymphocytes T CD4+ ou même lymphocytes T4 car ils possèdent la protéine de surface cellulaire CD4. La protéine de surface cellulaire CD4 aide également les lymphocytes T auxiliaires à lier leur TCR avec un complexe antigène-CMH complémentaire.
Les lymphocytes T auxiliaires ne sont généralement pas activés de la même manière que les lymphocytes T cytotoxiques. Au lieu de reconnaître le complexe antigène-CMH à la surface d’une cellule hôte infectée, elles sont généralement activées par des cellules appelées cellules présentatrices d’antigène.
Mots clés: Lymphocyte T auxiliaire
Un lymphocytes T auxiliaire est un type de cellule T qui reconnaît les antigènes étrangers et sécrète des cytokines qui activent les lymphocytes T et B cytotoxiques. Les lymphocytes T auxiliaires expriment la protéine de surface cellulaire CD4.
Lorsqu’un agent pathogène envahit l’organisme humain, il est englouti par des cellules phagocytaires qui « mangent » l’agent pathogène lors de la réponse immunitaire innée. Beaucoup de ces cellules sont des cellules présentatrices d’antigène, ou CPA. Sans s’infecter elles-mêmes, les CPA retirent le pathogène et lient l’antigène traité aux protéines du CMH.
Les CPA déplacent ensuite ce complexe traité antigène-CMH de l’intérieur de la cellule vers la surface de la membrane cellulaire. C’est ainsi que les cellules présentatrices d’antigène « présentent » l’antigène à d’autres cellules du système immunitaire. Un schéma d’une cellule présentatrice d’antigène interagissant avec une cellule T auxiliaire est représenté dans la figure 5.
Mots clés: Cellule présentatrice d’antigène (CPA)
Une cellule présentatrice d’antigène est un type de cellule immunitaire qui facilite une réponse immunitaire en montrant des antigènes traités sur sa surface à d’autres cellules du système immunitaire.
Les CPA peuvent ensuite voyager à travers l’organisme dans le système lymphatique vers les ganglions lymphatiques où ils entreront en contact avec de nombreux autres lymphocytes B et T. L’un des CPA les plus importants du système immunitaire est le macrophage.
La protéine de surface cellulaire CD4 sur la membrane des lymphocytes T auxiliaires reconnaît le complexe antigène-CMH à la surface du macrophage. Cela aide le TCR à se lier avec l’antigène sur le complexe antigène-CMH, faisant partie du processus complexe qui active une cellule T auxiliaire.
Une fois activés, les lymphocytes T auxiliaires portent bien leur nom. Ils commencent à libérer différentes cytokines qui ont diverses fonctions. Certaines agissent comme des facteurs chimiotactiques pour recruter des macrophages et d’autres CPA. Ils produisent aussi des interleukines. Inter- signifie « entre » et -leucine désigne les globules blancs. Les interleukines sont des cytokines qui aident les globules blancs à communiquer entre eux.
Les interleukines libérées par les lymphocytes T auxiliaires activent les lymphocytes B. Cela initie la réponse immunitaire humorale. Un schéma illustrant le rôle des lymphocytes T auxiliaires dans l’immunité humorale et l’immunité cellulaire est montré dans la figure 6.
Les interleukines libérées par les lymphocytes T auxiliaires activent également les lymphocytes T cytotoxiques. Les lymphocytes T cytotoxiques ont besoin de deux signaux pour s’activer, comme le montre la figure 7. Le premier signal provient de la liaison de leur TCR avec un complexe compatible antigène-CMH d’une cellule infectée. Le deuxième signal provient des interleukines libérées par les lymphocytes T auxiliaires activées.
Mot clé: Interleukine
Une interleukine est un type de cytokine qui régule les réponses immunitaires.
Exemple 2: Rappeler le type de cellules impliquées dans les réponses immunitaires à médiation cellulaire et humorale
Complétez la phrase suivante : les sont impliqués à la fois dans les réponses à médiation cellulaire et humorale (anticorps).
- lymphocytes T cytotoxiques
- plasmocytes
- lymphocytes T auxiliaires
- neutrophiles
- tueurs naturels (NK)
Réponse
Les réponses immunitaires à médiation cellulaire et humorale sont deux mécanismes du système immunitaire acquis. Le système immunitaire acquis s’adapte et génère une réponse immunitaire ciblant un agent pathogène spécifique. Les réponses immunitaires à médiation cellulaire et humorale sont souvent décrites séparément, mais elles interagissent étroitement et se produisent simultanément.
La réponse immunitaire humorale est efficace contre les antigènes extracellulaires et est facilitée par les anticorps produits par les lymphocytes B qui se sont différenciés en plasmocytes. La réponse immunitaire à médiation cellulaire est efficace contre les antigènes intracellulaires et est facilitée par les lymphocytes T cytotoxiques.
Lorsqu’un agent pathogène pénètre dans l’organisme, il doit d’abord s’y trouver en nombre suffisant pour activer la réponse immunitaire acquise. Le système immunitaire acquis met également du temps à initier une réponse. Pendant ce temps, c’est le système immunitaire inné qui combat le pathogène. Le système immunitaire inné diffère du système immunitaire acquis par les différentes techniques utilisées pour combattre chaque pathogène. Le système immunitaire inné repose sur la réponse inflammatoire. Il fait intervenir également des cellules phagocytaires, comme les macrophages, les neutrophiles et les cellules tueuses naturelles (ou « natural killer cells » en anglais).
Les lymphocytes T auxiliaires peuvent être activés par les macrophages. Puis ils activent à leur tour les lymphocytes B et les lymphocytes T cytotoxiques qui sont les principales cellules effectrices de la réponse immunitaire acquise.
Nous pouvons donc conclure que les lymphocytes T auxiliaires sont impliqués dans les réponses humorale et cellulaire.
Les lymphocytes T activés commencent à se multiplier. Les lymphocytes T auxiliaires prolifèrent par mitose et continuent à produire des cytokines qui activent les lymphocytes T cytotoxiques ainsi que les lymphocytes B. Les lymphocytes T cytotoxiques activés prolifèrent également et sont capables de détruire les cellules hôtes infectées avec lesquelles ils entrent en contact. La prolifération des lymphocytes T activés est appelée l’expansion clonale, qui est illustrée dans la figure 8.
Les cellules effectrices désignent des cellules qui sont actives dans la réalisation d’une réponse à un stimulus. Les lymphocytes T cytotoxiques activés sont considérés comme des cellules effectrices dans le système immunitaire car elles sont capables de détruire des cellules infectées et anormales.
Le TCR reconnaît les antigènes présentés sur les cellules infectées dans le complexe antigène-CMH et se lie à celui-ci à l’aide du CD8. Le lymphocyte T est alors capable de tuer la cellule infectée en sécrétant une protéine appelée perforine. La perforine perfore ou crée des « pores » dans la membrane cellulaire de la cellule infectée, ce qui lyse la cellule, la rompt puis la tue, comme le montre la figure 9. Les lymphocytes T cytotoxiques matures activés peuvent également déclencher une mort cellulaire programmée, l’apoptose, dans des cellules infectées ou anormales.
Notre système immunitaire a la capacité de reconnaître des cellules hôtes anormales qui se divisent rapidement et qui peuvent devenir cancéreuses. Il est également capable de distinguer les cellules d’un organe transplanté des cellules de l’hôte, ce qui peut l’inciter à attaquer, endommager et rejeter les organes transplantés. L’action des lymphocytes T cytotoxiques CD8+ est responsable de ces deux fonctions du système immunitaire.
Exemple 3: Rappeler le rôle des lymphocytes T cytotoxiques
Lequel des éléments suivants n’est pas une cible d’une cellule T cytotoxique (tueuse) ?
- une cellule corporelle cancéreuse
- une cellule d’un rein transplanté
- une cellule épithéliale infectée par la COVID-19
- une toxine libérée par une bactérie
Réponse
Les lymphocytes T cytotoxiques sont les principales cellules effectrices de la réponse immunitaire à médiation cellulaire. La réponse immunitaire à médiation cellulaire fait partie du système immunitaire acquis. Les lymphocytes T cytotoxiques sont activés par des lymphocytes T auxiliaires. Leur activation nécessite également une exposition au complexe antigène-CMH à la surface d’une cellule hôte infectée.
Lorsqu’une cellule est infectée par un agent pathogène, tel qu’un virus de la COVID-19, des protéines appelées CMH se lient aux antigènes de cet agent pathogène, puis les présentent à l’extérieur de la membrane cellulaire. Cela permet aux autres cellules non seulement de reconnaître que quelque chose ne va pas dans la cellule, mais aussi de générer une réponse adaptée à l'agent pathogène spécifique qui constitue une menace.
Les lymphocytes T cytotoxiques activés sont capables de se multiplier et d'accroître leur population grâce au processus d'expansion clonale. Ces lymphocytes T cytotoxiques matures attaquent et détruisent toutes les cellules hôtes infectées en sécrétant une protéine appelée perforine qui crée des pores dans la membrane de la cellule infectée, ce qui la détruit. Les lymphocytes T cytotoxiques ont également la capacité de déclencher l’apoptose, ou la mort programmée, dans des cellules cibles infectées.
Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent non seulement les cellules infectées par des virus, mais reconnaissent également d’autres cellules anormales, telles que les cellules se divisant trop rapidement et pouvant devenir cancéreuses, qui sont détruitent de la même manière. Les lymphocytes T cytotoxiques peuvent également être activés en reconnaissant les cellules d’un organe greffé, et l’attaqueront en causant des dommages et un rejet possible de l’organe par l’hôte.
Ainsi, l’agent qui ne serait pas une cible pour une cellule T cytotoxique est une toxine libérée par une bactérie.
Cette réaction entre des cellules présentatrices d’antigènes, des lymphocytes T auxiliaires et des lymphocytes T cytotoxiques explique comment l’immunité à médiation cellulaire combat une infection. Lorsque l’infection est éliminée, un autre type de cellule T désactive le système immunitaire et le ramène à l’état de repos.
Les lymphocytes T régulateurs sont les cellules responsables de l’arrêt du système immunitaire après qu’une infection a été soignée ou éliminée. Comme le montre la figure 10, les lymphocytes T régulateurs désactivent ou tuent les lymphocytes T auxiliaires activés, les lymphocytes T cytotoxiques, les lymphocytes B et d’autres encore. Pour ce faire, les lymphocytes T régulateurs entrent en contact direct avec ces cellules ou sécrètent des lymphokines inhibitrices, qui sont un type de cytokine produite par les lymphocytes. Le système immunitaire a un effet puissant sur le corps et peut être dangereux s'il n'est pas contrôlé.
Mots clés: Lymphocytes T régulateurs (Lymphocytes T suppresseurs)
Un lymphocyte T régulateur est une cellule immunitaire qui peut inhiber l’activité des cellules immunitaires.
Exemple 4: Rappeler le rôle d’un lymphocyte T régulateur
Complétez la phrase suivante : les participent à l’arrêt de la réponse immunitaire après une infection.
- lymphocytes T régulateurs (suppresseurs)
- tueurs naturels (NK)
- lymphocytes T auxiliaires
- plasmocytes
- lymphocytes T cytotoxiques
Réponse
Notre système immunitaire est dangereux s'il n'est pas contrôlé. Une réponse immunitaire incontrôlée peut entraîner des blessures, une maladie auto-immune ou même la mort. L’une des fonctions les plus importantes du système immunitaire est sa capacité à s’activer lorsqu’une menace se présente, puis à revenir à un état de repos ou de dormance lorsque l’agent pathogène est éliminé. Les cellules tueuses naturelles sont impliquées dans la réponse immunitaire innée et sont capables de reconnaître et de détruire des cellules infectées ou anormales sans avoir besoin de développer de spécificité antigénique. Les lymphocytes T auxiliaires activent d'autres cellules immunitaires comme les lymphocytes B qui se différencient en plasmocytes et les lymphocytes T cytotoxiques qui détruisent les cellules infectées par un agent pathogène spécifique. Un plasmocyte est un type de cellule B différenciée qui sécrète des anticorps dans les fluides corporels pour aider à combattre l’infection. Lorsque l'infection est éliminée, ces cellules ne sont plus nécessaires et elles sont donc désactivées ou détruites par des cellules appelées lymphocytes T suppresseurs ou T régulateurs. Ces cellules sont essentielles au contrôle du système immunitaire.
Grâce à cette information, nous pouvons conclure que les lymphocytes T régulateurs participent à l’arrêt de la réponse immunitaire après une infection.
Des cellules spéciales appelées lymphocytes mémoire persistent dans le système immunitaire après que les lymphocytes T régulateurs ont fait leur travail. Ces cellules vivent longtemps et restent dans un état dormant dans les organes du système immunitaire, en attendant d’être activées si notre organisme rencontre à nouveau le même agent pathogène.
Les lymphocytes à mémoire comprennent les lymphocytes B avec des anticorps spécifiques à un antigène particulier, les lymphocytes T cytotoxiques à mémoire et les lymphocytes T auxiliaires. Ces cellules servent à activer rapidement les lymphocytes B et les lymphocytes T cytotoxiques, ce qui déclenche rapidement les réponses immunitaires acquises humorale et cellulaire. Le fait d’avoir une immunité acquise avec une mémoire nous empêche de retomber malades d’une même infection. C'est également la raison pour laquelle les immunisations, également appelées vaccinations, sont efficaces pour prévenir les maladies. Un graphique de l’action des lymphocytes T dans une réponse immunitaire est donné dans la figure 11.
L’immunité cellulaire et l’immunité humorale sont des composants étroitement liés du système immunitaire acquis. L’immunité humorale repose sur les anticorps produits par les lymphocytes B. L’immunité à médiation cellulaire repose sur l’action des lymphocytes T cytotoxiques. Ces deux réponses immunitaires sont nécessaires, et elles agissent simultanément pour permettre à notre organisme de lutter efficacement contre les infections. L’immunité humorale et l’immunité cellulaire génèrent toutes deux une mémoire immunitaire permettant à notre organisme de reconnaître une même infection et de monter une réponse beaucoup plus rapide.
Résumons ce que nous avons appris sur l’immunité à médiation cellulaire.
Points clés
- Le système immunitaire acquis comprend l’immunité humorale et l’immunité cellulaire.
- La réponse immunitaire à médiation cellulaire dépend des lymphocytes T, car elle repose sur l’action de lymphocytes T auxiliaires et cytotoxiques.
- Un lymphocyte T cytotoxique est un type de cellule immunitaire capable de tuer certaines cellules, y compris les cellules étrangères, les cellules cancéreuses et les cellules infectées par un virus.
- Les lymphocytes T auxiliaires participent à ce processus en activant les lymphocytes T cytotoxiques.
- Un lymphocyte T suppresseur est une cellule immunitaire qui peut inhiber l’activité des lymphocytes B et d’autres lymphocytes T pour cesser une réponse immunitaire.
- La réponse immunitaire cellulaire est efficace contre les agents pathogènes intracellulaires, tandis que la réponse immunitaire humorale est plus efficace contre les agents pathogènes extracellulaires.