Le système immunitaire est constitué de composants cellulaires et moléculaires qui agissent ensemble pour détruire les antigènes (Ag). (Voir aussi Revue générale du système immunitaire.)
Substances réactives de la phase aiguë
Les réactifs de phase aiguë sont des protéines plasmatiques dont les taux augmentent considérablement (ils sont appelés réactifs positifs de phase aiguë) ou, dans certains cas, diminuent (appelés réactifs négatifs de phase aiguë) en réponse à des taux circulants élevés d'interleukine (IL)-1 et d'IL-6 lesquels se manifestent lorsqu'une infection ou des lésions tissulaires se produisent. Les plus fortement augmentés sont les suivants:
La protéine C-réactive et la lectine se liant au mannose fixent le complément et jouent le rôle d'opsonines. La glycoprotéine acide alpha-1 est une protéine de transport. Le composant amyloïde sérique active le complément. Les taux élevés de protéine C-réactive sont un indicateur non spécifique d'infection ou d'inflammation. Les taux de fibrinogène augmentent également et sont la principale cause d'accélération de la vitesse de sédimentation des érythrocytes dans les inflammations aiguës.
De nombreuses substances réactives de la phase aiguë sont fabriquées dans le foie. Collectivement, elles peuvent permettre de limiter une lésion tissulaire, d'améliorer la résistance de l'hôte à l'infection, et de promouvoir la réparation et la résolution de l'inflammation des tissus.
Anticorps
Les Ac agissent comme le récepteur Ag à la surface des lymphocytes B et, en réponse à l'Ag, sont ensuite sécrétées par les plasmocytes. Les molécules d'Ac reconnaissent les sites de liaison antigénique qui présentent des configurations spécifiques (épitopes ou déterminants antigéniques) présents sur la surface des Ag (p. ex., protéines, polysaccharides, acides nucléiques). L'Ac et l'Ag se lient étroitement en raison de leurs formes et des propriétés de leur surface (p. ex., charge) qui sont relativement complémentaires. Le même Ac peut réagir de manière croisée avec des Ag proches si leurs épitopes sont suffisamment proches de ceux de l'Ag original.
Structure des anticorps
Les Ac, produits par les lymphocytes B en réponse à des Ag, comprennent 4 chaînes polypeptidiques (2 chaînes lourdes identiques et 2 chaînes légères identiques) unies par des ponts disulfures résultant en une configuration en Y (voir figure Récepteur du lymphocyte B). Les chaînes lourdes et légères sont divisées en une région variable (V) et une région constante (C).
Récepteur du lymphocyte B
Les régions V sont localisées à l'extrémité amino-terminale du bras Y; elles sont appelées variables parce que les acides aminés qu'elles contiennent sont différents dans les différents Ac. Au niveau des régions V, les régions hypervariables déterminent la spécificité de l'Ig. Ils fonctionnent également comme des antigènes (déterminants idiotypiques), avec lesquels certains Ac naturels (anti-idiotypes) sont en mesure de se lier; cette liaison permet de réguler des réponses des lymphocytes B.
La région C des chaînes lourdes contient une séquence d'acides aminés relativement constante (isotype) qui est différente pour chaque classe d'Ig. Une cellule B peut modifier l'isotype qu'elle produit et ainsi modifier la classe d'Ig qu'elle produit. Comme l'Ig retient la partie variable de la région V de la chaîne lourde et l'ensemble de la chaîne légère, elle garde sa spécificité antigénique.
L'extrémité aminoterminale (variable) de l'Ac se lie à l'Ag pour former un complexe Ac-Ag. Le fragment de liaison de l'Ag (Fab) consiste en une chaîne légère et une partie d'une chaîne lourde et contient les régions V de la molécule d'Ig (c'est-à-dire, les sites de liaison). Le fragment cristallisable (Fc) contient la plupart de la région C des chaînes lourdes; le fragment Fc est responsable de l'activation du complément et se lie aux récepteurs du Fc présents sur les cellules.
Classes d'anticorps
Les Ac sont classés en 5 classes:
Les classes sont définies par leur type de chaînes lourdes: mu (μ) pour les IgM, gamma (γ) pour les IgG, alpha (α) pour les IgA, epsilon (ε) pour les IgE et delta (δ) des IgD). Il existe également 2 types de chaînes légères: kappa (κ) et lambda (λ). Chacune des 5 classes d'Ig peuvent porter des chaînes légères kappa ou lambda.
L'IgM est le premier Ac formé après exposition à un nouvel Ag. Il comprend 5 molécules en forme de Y (10 chaînes lourdes et 10 chaînes légères), liées par une seule chaîne de liaison (J). L'IgM circule principalement dans l'espace intravasculaire; il forme un complexe avec l'Ag auquel il s'agglutine et peut activer le complément, favorisant ainsi la phagocytose. Les isohémagglutinines sont principalement des IgM. L'IgM monomérique agit comme un récepteur d'Ag de surface sur les lymphocytes B. Les patients atteints de syndrome d'hyper-IgM ont un défaut dans les gènes impliqués dans la commutation de classe d'anticorps (p. ex., des gènes qui codent CD40, CD154 [également connu comme CD40L], ou NEMO [nuclear factor–kappa-B essential modulator]); par conséquent, les taux d'IgA, IgG et IgE sont bas ou nuls, et les taux d'IgM circulants sont souvent élevés.
L'IgG est l'isotype d'Ig le plus répandu dans le sérum qui est présent dans les espaces intra- et extravasculaires. Il enrobe l'Ag afin d'activer le complément et de faciliter la phagocytose par les neutrophiles et les macrophages. L'IgG est l'Ig circulante principalement produite après réexposition à l'Ag (réponse immunitaire secondaire), c'est l'isotype prédominant contenu dans les gammaglobulines du commerce. L'IgG exerce un rôle protecteur vis-à-vis des bactéries, des virus et des toxines; c'est le seul isotype Ig qui traverse le placenta. Par conséquent, cette classe d'anticorps est importante pour protéger les nouveau-nés, mais les anticorps IgG pathogènes (p. ex., anticorps anti-Rh0[D], auto-anticorps stimulants anti-récepteur de la TSH), si elle est présente chez la mère, peuvent potentiellement causer une maladie importante chez le fœtus.
Il existe 4 sous-classes d'IgG: IgG1, IgG2, IgG3 et d'IgG4. Elles sont numérotées en fonction décroissante de leur concentration sérique. Les sous-classes d'IgG diffèrent d'un point de vue fonctionnel principalement par leur faculté à activer le complément; les IgG1 et IgG3 sont plus efficaces, les IgG2 sont moins efficaces et les IgG4 sont inefficaces. Les IgG1 et IgG3 sont des médiateurs efficaces de cytotoxicité cellulaire Ac-dépendante; les IgG4 et IgG2 sont moins efficaces.
Les IgA interviennent au niveau des muqueuses, dans le sérum et dans les sécrétions (salive; les larmes; les sécrétions respiratoires, génito-urinaires et digestives; le colostrum), où elles fournissent une défense antibactérienne et antivirale précoce. Une chaîne J relie les IgA en un dimère pour former une IgA sécrétoire. Les IgA sécrétoires sont synthétisées par les plasmocytes dans les régions sous-épithéliales du tube digestif et des voies respiratoires. Le déficit sélectif en IgA est relativement commun, mais a souvent peu d'impact clinique car il existe une fonctionnalité croisée avec d'autres classes d'anticorps.
L'IgD est coexprimée avec les IgM à la surface des lymphocytes B naïfs. Le fait de savoir si ces 2 classes fonctionnent différemment à la surface du lymphocyte B et, si c'est le cas, de quelle manière elles fonctionnent différemment, est mal compris. Il peut simplement s'agir d'un exemple de dégénérescence moléculaire. Les taux d'IgD sériques sont très bas et la fonction de l'IgD circulante reste inconnue.
L'IgE est présente à faible taux dans le sérum et les sécrétions respiratoires et muqueuses du tube digestif. L'IgE se fixe avec une forte affinité aux récepteurs exprimés à forte concentration sur les mastocytes et les basophiles et à une plus faible concentration sur plusieurs autres cellules hématopoïétiques, dont les cellules dendritiques. Si des Ag relient 2 molécules d'IgE fixées à la surface d'un mastocyte ou d'un basophile, ce dernier se dégranule en libérant des médiateurs chimiques qui entraînent une réaction allergique. Les taux d'IgE sont élevés dans les troubles atopiques (p. ex., l'asthme allergique ou extrinsèque, le rhume des foins, la dermatite atopique) et les infections parasitaires.
Cytokines
Les cytokines sont des polypeptides sécrétés par les cellules immunitaires ainsi que par d'autres cellules lorsque celles-ci réagissent avec un Ag spécifique, avec des molécules associées à des molécules telles qu'une endotoxine ou avec d'autres cytokines. Les principales catégories comprennent les
Bien que l'interaction d'un lymphocyte avec un Ag spécifique stimule la sécrétion de cytokines, les cytokines elles-mêmes ne sont pas Ag spécifiques; par conséquent, elles font le lien entre l'immunité innée et acquise et influencent généralement l'ampleur des réactions inflammatoires ou immunitaires. Elles agissent séquentiellement, en synergie ou de manière antagoniste. Elles semblent agir par sécrétion autocrine ou paracrine.
Les cytokines adressent leurs signaux via des récepteurs cellulaires de surface. Par exemple, le récepteur de l'IL-2 se compose de 3 chaînes: alpha (α), bêta (β) et gamma (γ). L'affinité du récepteur pour l'IL-2 est
Des mutations ou délétion de la chaîne gamma sont la base du déficit immunitaire commun sévère lié à l'X.
Chimiokines, interleukines
Les chimiokines induisent une chimiotaxie et une migration leucocytaire. Il existe 4 sous-ensembles (C, CC, CXC, CX3C), définis par le nombre et l'espacement de leurs résidus cystéïne amino-terminaux. Les récepteurs des chimiokines (CCR5 présent sur les lymphocytes T mémoire, les monocytes/macrophages et les cellules dendritiques, CXCR4 sur les lymphocytes T au repos) sont des co-récepteurs permettant l'entrée du VIH dans les cellules.
Facteurs stimulant les colonies (CSF, colony-stimulating factors)
Le Granulocyte-Colony Stimulating Factor (G-CSF) est produit par les cellules endothéliales et les fibroblastes.
L'effet principal de G-CSF est
Les utilisations cliniques du G-CSF comprennent
Le Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor (GM-CSF) est produit par des cellules endothéliales, les fibroblastes, les macrophages, les mastocytes et les lymphocytes T helper (Th).
Les principaux effets du GM-CSF sont les suivants
Les utilisations cliniques du GM-CSF comprennent
Le Macrophage Colony Stimulating Factor (M-CSF) est produit par les cellules endothéliales, les cellules épithéliales et les fibroblastes.
L'effet principal du M-CSF est
Les utilisations cliniques du M-SCF comprennent
Le Stem cell factor (SCF) est produit par des cellules médullaires stromales.
L'effet principal du SCF est
Les utilisations cliniques du SCF comprennent
Interférons (IFNs)
L'IFN-alpha est produit par les leucocytes.
Les principaux effets de l'IFN-alpha sont les suivants
Les utilisations cliniques de l'IFN-alpha comprennent
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Traitement de l'hépatite chronique C, du sarcome de Kaposi lié au SIDA, de la leucémie à tricholeucocytes, de la leucémie myéloïde chronique et du mélanome métastatique
L'IFN-bêta est produit par les fibroblastes.
Les principaux effets de l'IFN-bêta sont
Les utilisations cliniques de l'IFN-bêta comprennent
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La réduction du nombre des poussées de la sclérose en plaques récurrente
L'IFN-gamma est produit par les cellules NK (Natural Killer), cellules cytotoxiques de type 1 (Tc1) et les cellules T helper de type 1 (Th1).
Les principaux effets de l'IFN-gamma sont les suivants
Les utilisations cliniques de l'IFN-gamma comprennent les suivantes
-
Contrôle de l'infection dans la granulomatose chronique
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Retard de progression de l'ostéopétrose maligne sévère
Interleukines (ILs)
Les interleukines (IL-1 à IL-38) sont produites collectivement par une grande variété de cellules et ont de multiples effets sur le développement cellulaire et la régulation des réponses immunitaires. Les interleukines qui ont été particulièrement bien caractérisées et étudiées pour leur intérêt clinique comprennent:
L'IL-1 (alpha et bêta) est produite par les lymphocytes B, les cellules dendritiques, l'endothélium, les macrophages, les monocytes et les lymphocytes NK.
Les principaux effets de l'IL-1 sont les suivants
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Costimulation de l'activation des lymphocytes T en augmentant la production de cytokines (p. ex., IL-2 et son récepteur)
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Stimulation de la prolifération et la maturation des lymphocytes B
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Amélioration de la cytotoxicité des cellules NK
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Induction de la production d'IL-1, d'IL-6, d'IL-8, de TNF, de GM-CSF et de prostaglandine E2 par les macrophages
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Activité pro-inflammatoire en induisant les chimiokines, ICAM-1 et VCAM-1 sur l'endothélium
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Induction du sommeil, une anorexie, une libération des facteurs tissulaires, des substances réactives de la phase aiguë et la résorption osseuse par les ostéoclastes
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Activité pyrogénique endogène
Les applications cliniques de l'IL-1 comprennent les suivantes
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Pour l'anticorps monoclonal (mAb) anti-IL-1 bêta, le traitement des syndromes de fièvre périodiques, l'arthrite juvénile idiopathique systémique, la goutte aiguë et l'arthrite à cristaux de pyrophosphate de Ca (pseudogoutte)
-
L'antagoniste du récepteur de l'IL-1 (IL-1RA) est utilisé pour traiter les adultes qui ont une polyarthrite rhumatoïde modérée à sévère et les patients atteints de maladie inflammatoire multisystémique néonatale (neonatal onset multisystem inflammatory disease, NOMID).
L'IL-2 est produite par les cellules Th1.
Les principaux effets de l'IL2 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-2 comprennent les suivantes
L'IL-3 est produite par les lymphocytes T, les cellules NK et les mastocytes
Les principaux effets de l'IL-3 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-3 comprennent les suivantes
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Ciblage de la chaîne alpha du récepteur de l'IL-3 par des anticorps monoclonaux ou des cellules CAR T, ce qui peut être utile en cas de rechute de leucémie myéloïde aiguë réfractaire
L'IL-4 est produite par les mastocytes, les cellules NK, natural killer T (NKT), gamma-delta T, Tc2, et Th2.
Les principaux effets de l'IL4 sont les suivants
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Induction de cellules Th2
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Stimulation de la prolifération des lymphocytes B et T activés de la prolifération des mastocytes
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Régulation positive des molécules de classe II du MHC sur les lymphocytes B et sur les macrophages et les CD23 sur les lymphocytes B
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Régulation négative de la production d'IL-12 et donc inhibition de la différenciation des cellules Th1
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Augmentation de la phagocytose des macrophages
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Induction de la commutation vers IgG1 et IgE
Les situations cliniques dans lesquelles l'IL-4 intervient sont les suivantes
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L'IL-4 est impliquée, avec l'IL-13, dans la production d'IgE dans l'allergie atopique
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Dans le cas des anticorps monoclonaux anti-récepteur IL-4, traitement des patients qui ont une dermatite atopique modérée à sévère
L'IL-5 est produite par les mastocytes et les cellules Th2.
Les principaux effets de l'IL5 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-5 comprennent les suivantes
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Pour les anticorps monoclonaux anti–IL-5, le traitement des asthmes graves à éosinophiles et de la granulomatose à éosinophiles avec polyangéïte
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Pour l'mAb (Ac monoclonal) anti-IL-5, le traitement des patients souffrant d'un asthme éosinophile grave
L'IL-6 est produite par les cellules dendritiques, les fibroblastes, les macrophages, les monocytes et les lymphocytes Th2.
Les principaux effets de l'IL6 sont les suivants
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Induction de la différenciation des cellules B en plasmocytes et la différenciation des cellules souches myéloïdes
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Induction des substances réactives de la phase aiguë
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Amélioration de la prolifération des lymphocytes T
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Induction de la différentiation des cellules Tc
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Activité pyrogénique
Les applications cliniques de l'IL-6 sont les suivantes
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L'Ac monoclonal anti-IL-6 est utilisé pour traiter la maladie de Castleman multicentrique chez des patients qui sont VIH et HHV-8-négatifs (HHV-8)
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L'Ac monoclonal anti-récepteur de l'IL-6, est utilisé pour traiter la polyarthrite rhumatoïde lorsque la réponse aux anti-TNF est insuffisante ainsi que l'arthrite juvénile idiopathique, l'artérite à cellules géantes et les syndromes de libération des cytokines sévères survenant lors du traitement par des CAR-T cell (chimeric antigen receptor [récepteur d’antigène chimérique])
L'IL-7 est produite par les cellules stromales de la moelle osseuse et du thymus.
Les principaux effets de l'IL7 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-7 comprennent les suivantes
L'IL-8 est produite par les cellules endothéliales, les macrophages et les monocytes.
L'effet principal de l'IL-8 est
Les applications cliniques de l'IL-8 comprennent
L'IL-9 est produit par les cellules Th.
Les principaux effets de l'IL-9 sont les suivants
Les essais cliniques de l'anti-IL-9 mAb dans l'asthme ne se sont généralement pas avérés efficaces.
L'IL-10 est produite par les lymphocytes B, les macrophages, les monocytes, les lymphocytes Tc, les lymphocytes Th2 et les lymphocytes régulateurs.
Les principaux effets de l'IL-10 sont les suivants
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Inhibition de la sécrétion de l'IL-2 par les lymphocytes Th1
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Régulation négativement de la production des molécules MHC de classe II et de cytokines (p. ex., IL-12) par les monocytes, macrophages et cellules dendritiques et de ce fait inhibe la différentiation des cellules Th1
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Inhibition de la prolifération des lymphocytes T
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Stimulation de la différentiation des lymphocytes B
L'importance clinique de l'IL-10 est liée à
L'IL-11 est produite par les cellules stromales de la moelle osseuse
Les principaux effets de l'IL-11 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-11 comprennent les suivantes
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Prévention de la thrombopénie après chimiothérapie myélosuppressive
L'IL-12 est produite par les lymphocytes B, les cellules dendritiques, les macrophages, les monocytes.
Les principaux effets de l'IL-12 sont
Les applications cliniques de l'IL-12 comprennent
-
Pour l'anticorps monoclonal anti-IL-12, traitement du psoriasis en plaques et de l'arthrite psoriasique.
L'IL-13 est produite par des mastocytes et les cellules Th2.
Les principaux effets de l'IL-13 sont les suivants
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Inhibition de l'activation et la sécrétion de cytokines par les macrophages
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Coactivation de la prolifération des lymphocytes B
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Régulation positive des molécules MHC de classe II et CD23 sur les lymphocytes B et les monocytes
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Induction de la commutation vers IgG1 et IgE
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Induction de la molécule d'adhésion cellulaire vasculaire 1 (vascular cell adhesion molecule 1, VCAM-1) sur l'endothélium
Les applications cliniques de l'IL-13 comprennent
L'IL-15 est produite par les lymphocytes B, les cellules dendritiques, les macrophages, les monocytes, les lymphocytes NK et les lymphocytes T.
Les principaux effets de l'IL-15 sont les suivants
L'importance clinique de l'IL-15 est liée à
L'IL-16 est produite par les lymphocytes T helper et les lymphocytes T cytotoxiques
Les principaux effets de l'IL-16 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-16 comprennent les suivantes
L'IL-17 (A et F) est produite par les cellules Th17, les cellules T gamma-delta, les cellules NKT et les macrophages
Les principaux effets de l'IL-17 sont
L'importance clinique de l'IL-17 se rapporte
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Au traitement des adultes par anticorps monoclonaux anti-IL-17A, qui ont une spondylarthrite ankylosante active, une arthrite psoriasique active ou un psoriasis en plaques modéré à sévère
L'IL-18 est produite par les monocytes, les macrophages, les cellules dendritiques.
Les principaux effets de l'IL-18 sont les suivants
L'IL-18 a été évaluée en tant qu'agent immunothérapeutique dans le cancer, mais son efficacité n'a pas été établie.
L'IL-21 est produite par des cellules NKT et Th.
Les principaux effets de l'IL-21 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-21 comprennent les suivantes
L'IL-22 est produit par les cellules NK, les cellules Th17 et les cellules T gamma-delta.
Les principaux effets de l'IL-22 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-22 comprennent les suivantes
L'IL-23 est produite par des cellules dendritiques et des macrophages.
L'effet principal de l'IL-23 est
Les applications cliniques de l'IL-23 comprennent
-
Pour l'anticorps monoclonal anti-IL-23, traitement du psoriasis en plaques, de l'arthrite psoriasique et de la maladie de Crohn
L'IL-24 est produite par les lymphocytes B, les macrophages, les monocytes et les lymphocytes T.
Les principaux effets de l'IL-24 sont les suivants
L'importance clinique de l'IL-24 est liée à
L'IL-27 est produite par les cellules dendritiques, les macrophages et les monocytes.
L'effet principal de l'IL-27 est
L'importance clinique de l'IL-27 est liée à
L'IL-32 est produite par les cellules NK et les cellules T.
Les principaux effets de l'IL-32 sont les suivants
L'importance clinique de l'IL-32 est liée à
L'IL-33 est produite par les cellules endothéliales, les cellules stromales et les cellules dendritiques.
Les principaux effets de l'IL-33 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-33 comprennent
-
Pour les antagonistes de l'IL-33, un intérêt dans le traitement de l'asthme.
L'IL-35 est produite par les lymphocytes T régulateurs, les macrophages et les cellules dendritiques.
L'effet principal de l'IL-35 est le suivant
L'importance clinique de l'IL-35 est liée à
L'IL-37 est produite par les macrophages et les tissus inflammatoires.
Les principaux effets de l'IL-37 sont les suivants
Les applications cliniques de l'IL-37 comprennent les suivantes
Facteurs de croissance transformants (TGF)
Il existe des formes alpha et bêta de TGF avec 3 sous-types de TGF-bêta.
Le TGF-alpha est produit par les cellules épithéliales, les monocytes, les macrophages, les cellules cérébrales et les kératinocytes.
Les principaux effets de l'TGF-alpha sont les suivants
L'intérêt clinique du TGF-alpha comprend
Le TGF-bêta est produit par les lymphocytes B, les macrophages, les mastocytes et les lymphocytes Th3.
Les principaux effets de TGF-bêta sont les suivants
L'importance clinique du TGF-bêta comprend
Tumor necrosis factor (TNF)
Le TNF-alpha (cachectine) est produit par les cellules B, les cellules dendritiques, les macrophages, les mastocytes, les monocytes, les cellules NK et les lymphocytes Th.
Les principaux effets du TNF-alpha sont les suivants
L'intérêt clinique du TNF-alpha comprend
-
Pour les antagonistes du TNF-alpha (mAb [anticorps monoclonaux] ou récepteur soluble), le traitement de la polyarthrite rhumatoïde, le psoriasis en plaques, la maladie de Crohn réfractaire aux traitements standards, la rectocolite hémorragique, l'hidradénite suppurée, la spondylarthrite ankylosante, le rhumatisme psoriasique et l'arthrite juvénile idiopathique polyarticulaire, une uvéite intermédiaire non infectieuse, une uvéite postérieure et une pan-uvéite.
Le TNF-bêta (lymphotoxine) est produit par les cellules Tc et cellules Th1.
Les principaux effets du TNF-bêta sont les suivants
L'intérêt clinique du TNF-bêta comprend
