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Présentation du système immunitaire

Par Peter J. Delves, PhD, University College London, London, UK

Le système immunitaire a pour mission de protéger l’organisme contre des envahisseurs étrangers ou dangereux. Ces envahisseurs peuvent être :

  • des micro-organismes (généralement appelés germes, tels que des bactéries, des virus ou des champignons),

  • des parasites (tels que des vers),

  • des cellules cancéreuses,

  • et même des organes et des tissus greffés ( Présentation du système immunitaire : Plan d’action).

Afin de défendre l’organisme contre ces envahisseurs, le système immunitaire doit être capable de distinguer

  • ce qui appartient au corps (soi)

  • de ce qui n’en fait pas partie (exogène ou étranger).

Toute substance identifiée comme exogène, en particulier si elle est perçue comme dangereuse (par exemple, si elle peut causer une maladie), stimule une réponse immunitaire de la part de l’organisme. Ces substances sont dénommées antigènes.

Les antigènes peuvent être situés à l’intérieur ou à la surface des bactéries, des virus, d’autres micro-organismes ou des cellules cancéreuses. Dans d’autres cas, il s’agit de substances indépendantes, telles que des molécules alimentaires ou des pollens. La réponse immunitaire normale de l’organisme consiste à reconnaître un antigène étranger potentiellement nocif, à activer et à mobiliser des forces pour se défendre contre lui et l’attaquer. Si le système immunitaire ne fonctionne pas bien et confond des substances endogènes et exogènes, il peut attaquer les propres tissus de l’organisme, induisant une maladie auto-immune telle que la polyarthrite rhumatoïde, la thyroïdite ou le lupus érythémateux systémique (lupus).

Un trouble du système immunitaire se produit lorsque

Lignes de défense

Le corps dispose d’une série de défenses. Il s’agit des barrières physiques, des globules blancs ainsi que de molécules telles que les anticorps et les protéines du complément.

Barrières physiques

La première ligne de défense contre les envahisseurs consiste en des barrières mécaniques ou physiques :

  • La peau

  • La cornée des yeux

  • Les membranes qui tapissent les voies respiratoires, digestives, urinaires et celles de l’appareil reproducteur

Tant que ces barrières restent intactes, il est impossible à de nombreux envahisseurs de pénétrer dans l’organisme. Si l’une de ces barrières est rompue, par exemple si des brûlures étendues lèsent la peau, le risque d’infection augmente.

De plus, les barrières sont protégées par des sécrétions qui contiennent des enzymes capables de détruire les bactéries. La sueur, les larmes dans les yeux, le mucus des voies respiratoires et digestives ou les sécrétions du vagin en sont des exemples.

Globules blancs

La ligne de défense suivante implique les globules blancs (leucocytes) qui circulent dans le sang et les tissus, à la recherche de micro-organismes et autres envahisseurs pour les attaquer.

Ce mécanisme se déroule en deux phases :

  • immunité innée

  • immunité acquise

L’immunité innée (naturelle) ( Immunité innée) ne nécessite pas de rencontre préalable avec un micro-organisme ou un autre envahisseur pour fonctionner efficacement. Elle répond immédiatement aux envahisseurs, sans avoir besoin d’apprendre à les reconnaître. Plusieurs types de globules blancs sont impliqués :

  • Les phagocytes ingèrent les envahisseurs. Les phagocytes comprennent les macrophages, les neutrophiles, les monocytes et les cellules dendritiques.

  • Les lymphocytes Natural Killer sont prêts à reconnaître et tuer les cellules cancéreuses ainsi que celles qui sont infectées par certains virus.

  • Certains globules blancs libèrent des substances impliquées dans l’inflammation et les réactions allergiques, telles que l’histamine. Certaines de ces cellules agissent souvent d’elles-mêmes pour détruire les envahisseurs.

Dans l’immunité acquise (adaptative ou spécifique) ( Immunité acquise), les lymphocytes (lymphocytes B et lymphocytes T) rencontrent un envahisseur, apprennent comment l’attaquer et le mémorisent afin de pouvoir l’attaquer plus efficacement la prochaine fois qu’ils le rencontreront. L’immunité acquise met du temps à se développer suite à la première rencontre avec un nouvel envahisseur parce que les lymphocytes doivent s’adapter à lui. Par la suite, toutefois, la réponse est rapide. Les lymphocytes B et les lymphocytes T collaborent pour détruire les envahisseurs. Pour pouvoir reconnaître les envahisseurs, les lymphocytes T ont besoin de l'assistante de cellules particulières appelées cellules présentatrices d'antigènes (par exemple les cellules dendritiques, Comment les lymphocytes T reconnaissent-ils les antigènes ?). Ces cellules ingèrent l’envahisseur et le scindent en fragments.

Molécules

L’immunité innée et l’immunité acquise interagissent, s’influencent mutuellement, directement ou par l’intermédiaire de molécules qui attirent ou activent d’autres cellules du système immunitaire, au titre de l’étape de mobilisation du processus de défense ( Activation et mobilisation). Ces molécules comprennent :

Ces substances ne sont pas contenues dans les cellules, mais dissoutes dans un liquide corporel, tel que le plasma (la partie liquide du sang).

Certaines de ces molécules, notamment certaines cytokines, favorisent l’inflammation.

Une inflammation se produit parce que ces molécules attirent des cellules du système immunitaire vers le tissu affecté. Pour faciliter la venue de ces cellules vers le tissu, l’organisme envoie plus de sang vers lui. Afin de transporter plus de sang vers le tissu, les vaisseaux sanguins s’élargissent et deviennent plus poreux afin de permettre à une plus grande quantité de liquide et de cellules de les quitter pour pénétrer dans le tissu. L’inflammation tend ainsi à induire une rougeur, de la chaleur et un gonflement. Elle a pour objectif de contenir l’infection pour qu’elle ne s’étende pas. Ensuite, d’autres substances produites par le système immunitaire contribuent à l'arrêt de l’inflammation et à la guérison des tissus lésés. Bien qu’une inflammation puisse être gênante, elle indique que le système immunitaire fait son travail. Toutefois, une inflammation excessive ou de longue durée (chronique) peut être nuisible.

Organes

Outre les cellules dispersées dans tout l’organisme, le système immunitaire comprend plusieurs organes. Ils sont classés en organes lymphoïdes primaires ou secondaires.

Les organes lymphoïdes primaires sont les sites de production et/ou de multiplication des globules blancs :

  • Il s'agit de la moelle osseuse qui produit tous les différents types de globules blancs, notamment les neutrophiles, les éosinophiles, les basophiles, les monocytes, les lymphocytes B ainsi que les cellules qui se développent en lymphocytes T (précurseurs des lymphocytes T).

  • Dans le thymus, les lymphocytes T se multiplient et apprennent à reconnaître les antigènes étrangers ainsi qu’à ignorer les propres antigènes de l’organisme. Les lymphocytes T sont essentiels à l’immunité acquise.

Lorsqu’ils sont nécessaires pour défendre l’organisme, les globules blancs sont mobilisés, principalement à partir de la moelle osseuse. Ils passent ensuite dans la circulation sanguine pour atteindre les zones dans lesquelles ils sont nécessaires.

Système lymphatique : Contribue à la défense contre les infections

Le système lymphatique est un constituant essentiel du système immunitaire, avec le thymus, la moelle osseuse, la rate, les amygdales, l’appendice et les plaques de Peyer de l’intestin grêle.

Le système lymphatique est un réseau de ganglions reliés par des vaisseaux lymphatiques. Ce système transporte la lymphe à travers l'organisme.

La lymphe se forme à partir d’un liquide qui s'infiltre à travers les fines parois des capillaires qui irriguent les tissus corporels. Ce liquide contient de l’oxygène, des protéines ainsi que d’autres nutriments qui nourrissent les tissus. Une partie de ce liquide retourne dans les capillaires et une autre pénètre dans les vaisseaux lymphatiques (pour former la lymphe). De petits vaisseaux lymphatiques sont reliés à de plus gros, et forment finalement le canal thoracique. Ce dernier est le plus gros vaisseau lymphatique. Il rejoint la veine sous-clavière ramenant ainsi la lymphe dans la circulation sanguine.

La lymphe transporte également les substances étrangères (telles que des bactéries), les cellules cancéreuses ainsi que les cellules mortes ou lésées susceptibles de se trouver dans les tissus vers les vaisseaux lymphatiques, puis dans les organes lymphatiques, en vue de les éliminer. La lymphe contient de nombreux globules blancs.

Toutes les substances véhiculées par la lymphe passent au moins dans un ganglion lymphatique, où les substances étrangères peuvent être filtrées et détruites, avant que le liquide ne retourne dans la circulation sanguine. Dans les ganglions lymphatiques, les globules blancs peuvent s’accumuler, interagir mutuellement et avec les antigènes, et déclencher des réponses immunitaires contre les corps étrangers. Les ganglions lymphatiques contiennent un tissu réticulaire regorgeant de cellules B, lymphocytes T, cellules dendritiques ainsi que de macrophages. Les micro-organismes nocifs sont filtrés par le tissu réticulaire puis identifiés et attaqués par les cellules B et les lymphocytes T.

Les ganglions lymphatiques sont souvent regroupés dans les régions où les vaisseaux lymphatiques se ramifient, telles que le cou, l’aisselle ou l’aine.

Les organes lymphoïdes secondaires comprennent :

  • Rate

  • Ganglions lymphatiques

  • Amygdales

  • Appendice

  • Plaques de Peyer dans l’intestin grêle

Ces organes piègent les micro-organismes et les autres substances étrangères et permettent aux cellules matures du système immunitaire de se rassembler, d’interagir entre elles ainsi qu’avec les substances étrangères et de générer une réponse immunitaire spécifique.

Les ganglions lymphatiques sont répartis dans l’organisme sur des points stratégiques reliés par un important réseau de vaisseaux lymphatiques servant d’appareil circulatoire au système immunitaire. Le système lymphatique transporte les micro-organismes, les autres substances étrangères, les cellules cancéreuses ainsi que les cellules mortes ou lésées, des tissus vers les ganglions lymphatiques, où ces substances et cellules sont filtrées et détruites. Ensuite, une fois filtrée, la lymphe retourne dans la circulation sanguine.

Les ganglions lymphatiques constituent l’un des premiers lieux à partir duquel les cellules cancéreuses peuvent se disséminer. C’est la raison pour laquelle les médecins évaluent souvent l’état des ganglions lymphatiques pour établir si un cancer s’est disséminé. La présence de cellules cancéreuses dans un ganglion lymphatique peut induire une augmentation de son volume. Les ganglions lymphatiques peuvent également gonfler suite à une infection, car les réponses immunitaires aux infections sont générées dans les ganglions lymphatiques. Il arrive qu'un ganglion lymphatique gonfle car les bactéries transportées vers lui ne sont pas tuées et l’infectent lui-même (lymphadénite).

Le saviez-vous ?

  • Les ganglions contiennent un tissu réticulaire dans lequel les micro-organismes pathogènes et les cellules endommagées ou mortes sont filtrés et détruits.

Plan d’action

Une réponse immunitaire efficace contre des envahisseurs nécessite :

  • Reconnaissance

  • Activation et mobilisation

  • Régulation

  • Résolution

Reconnaissance

Pour pouvoir détruire les envahisseurs, le système immunitaire doit en premier lieu les reconnaître. Il doit ainsi être capable de faire la distinction entre les éléments exogènes (étrangers) et les éléments endogènes. Le système immunitaire est à même de faire cette distinction, parce que toutes les cellules présentent des molécules d’identification à leur surface. Les micro-organismes sont reconnus parce qu’ils présentent à leur surface des molécules d’identification étrangères.

Chez l’homme, les molécules du soi les plus importantes sont appelées :

  • antigènes leucocytaires humains (HLA) ou complexe majeur d’histocompatibilité (CMH)

Les molécules HLA sont appelées antigènes, car, si elles sont transplantées, lors d’une greffe de rein ou de peau par exemple, elles peuvent déclencher une réponse immunitaire chez une autre personne (normalement, elles ne génèrent aucune réponse immunitaire chez la personne qui les possède). Chacun possède une combinaison de molécules HLA presque unique. Le système immunitaire de chaque personne reconnaît normalement cette combinaison unique comme endogène. Une cellule qui présente à sa surface des molécules différentes de celles des autres cellules du même organisme est identifiée comme étrangère. Le système immunitaire l’attaque alors. Cette cellule peut être soit un micro-organisme, soit une cellule de tissu transplanté, soit une cellule qui a été infectée par un micro-organisme envahisseur ou altérée par un cancer. (Les molécules HLA sont celles que les médecins essaient de faire correspondre lorsqu’une personne a besoin d’une greffe d’organe.)

Certains globules blancs, les cellules B (lymphocytes B), sont capables de reconnaître directement les envahisseurs. D’autres par contre, les cellules T (lymphocytes T), ont besoin de l’aide d’autres cellules dites cellules présentatrices d’antigènes :

  • Les cellules présentatrices d’antigènes ingèrent l’envahisseur et le scindent en fragments.

  • Les fragments d’antigènes provenant de l’envahisseur sont combinés aux molécules HLA lorsqu’ils sont assemblés dans la cellule présentatrice d’antigènes.

  • La combinaison des fragments d’antigènes et des molécules HLA est déplacée vers la surface de la cellule.

  • Un lymphocyte T porteur d'un récepteur lui correspondant à sa surface peut se fixer à la partie de la molécule HLA présentant le fragment d'antigène, comme une clé dans une serrure.

  • Le lymphocyte T est alors activé et commence à lutter contre les envahisseurs possédant cet antigène.

Comment les lymphocytes T reconnaissent-ils les antigènes ?

Les lymphocytes T font partie du système de surveillance immunitaire. Ils circulent dans le sang et le système lymphatique. Lorsqu’ils parviennent aux ganglions lymphatiques ou à un autre organe lymphoïde secondaire, ils recherchent la présence de substances étrangères (antigènes) dans l’organisme. Toutefois, avant de pouvoir totalement reconnaître un antigène étranger et y répondre, l’antigène doit être traité et présenté au lymphocyte T par un autre globule blanc, dénommé cellule présentatrice d’antigène. Les cellules présentatrices d'antigènes se composent de cellules dendritiques (les plus efficaces), de macrophages ainsi que de cellules B.

Activation et mobilisation

Les globules blancs sont activés lorsqu’ils reconnaissent les envahisseurs. Par exemple, lorsque la cellule présentatrice d’antigène présente des fragments d’antigène liés à des molécules HLA à un lymphocyte T, ce dernier se fixe aux fragments et s’active. Les cellules B peuvent être directement activées par les envahisseurs. Une fois activés, les globules blancs ingèrent ou tuent l’envahisseur, voire les deux. Plusieurs types de globules blancs sont généralement nécessaires pour tuer un envahisseur.

Les cellules immunitaires, telles que les macrophages ou les lymphocytes T activés, libèrent des substances qui attirent d’autres cellules immunitaires vers le site infecté, mobilisant ainsi les défenses de l’organisme. L’envahisseur lui-même peut libérer des substances attirant les cellules immunitaires.

Régulation

La réponse immunitaire doit être régulée afin de prévenir d’importants dommages pour l’organisme, comme c’est le cas dans les maladies auto-immunes. Les lymphocytes T régulateurs (suppresseurs) contribuent à contrôler la réponse en sécrétant des cytokines (messagers chimiques du système immunitaire) qui inhibent les réponses immunitaires. Ces cellules empêchent la réponse immunitaire de se poursuivre indéfiniment.

Résolution

La résolution consiste à confiner l’envahisseur et à l’éliminer de l’organisme. Une fois l’envahisseur éliminé, la plupart des globules blancs s’auto-détruisent et sont ingérés. Ceux qui restent sont appelés les cellules mémoire. L'organisme conserve des cellules mémoire, au titre de l’immunité acquise, afin de mémoriser des envahisseurs particuliers et d’y répondre plus énergiquement lors d’une prochaine rencontre.

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