Ton organisme se défend en deux temps : l'immunité innée réagit tout de suite, sans connaître l'ennemi, puis l'immunité adaptative vise un antigène précis et garde la mémoire de la rencontre. L'innée repère des motifs communs aux microbes et déclenche l'inflammation ; l'adaptative met plusieurs jours à démarrer, car elle doit multiplier les rares lymphocytes B et T qui reconnaissent l'antigène. Une écharde chargée de bactéries rend ta peau rouge et gonflée en quelques heures (innée) ; si l'infection dure, des anticorps contre ces bactéries apparaissent une dizaine de jours plus tard (adaptative).
Immunité innée et immunité adaptative
Les cellules de l'immunité innée (macrophages, neutrophiles, mastocytes, cellules dendritiques) portent des récepteurs de motifs, les PRR, dont les récepteurs de type Toll (TLR). Ils détectent des PAMP, molécules propres aux microbes et absentes de tes cellules : le lipopolysaccharide des bactéries à Gram négatif, l'ARN double brin de nombreux virus.
Côté adaptatif, chaque lymphocyte porte un seul type de récepteur, qui reconnaît un antigène précis : le BCR (un anticorps ancré dans sa membrane) pour un lymphocyte B, le TCR pour un lymphocyte T. L'antigène sélectionne les rares lymphocytes qui ont le bon récepteur ; ils se multiplient puis se différencient : c'est la sélection clonale.
La réponse inflammatoire, étape par étape
Un coup de marteau sur le pouce suffit, sans aucun microbe : rougeur, chaleur, gonflement, douleur. Ce sont les quatre signes de l'inflammation aiguë.
Étape 1 : les cellules lésées ou les PAMP activent les mastocytes et les macrophages du tissu. Les mastocytes libèrent de l'histamine ; les macrophages sécrètent des cytokines pro-inflammatoires (IL-1, TNF-α), des messagers d'alerte.
Étape 2 : l'histamine dilate les petits vaisseaux et les rend plus perméables. Le sang afflue (rougeur, chaleur) et du plasma passe dans le tissu (œdème), avec le complément, des protéines qui marquent les microbes ou percent leur membrane.
Étape 3 : attirés par des signaux chimiques, les neutrophiles adhèrent à la paroi du vaisseau puis la traversent : c'est la diapédèse. Les monocytes suivent et deviennent des macrophages.
Étape 4 : les phagocytes éliminent microbes et débris, puis des médiateurs anti-inflammatoires éteignent la réaction et la réparation commence.
La douleur vient d'autres médiateurs, dont les prostaglandines, qui sensibilisent les terminaisons nerveuses.
Piège classique : inflammation ne veut pas dire infection, puisqu'une brûlure ou un choc la déclenchent aussi. Et ce n'est pas un défaut : elle amène sur place les cellules et les protéines de défense.
Les anticorps : structure et fonctions
Un anticorps, ou immunoglobuline (Ig), est une glycoprotéine en forme de Y : deux chaînes lourdes identiques et deux chaînes légères identiques, reliées par des ponts disulfure. Au bout de chaque bras, les domaines variables (qui changent d'un anticorps à l'autre) d'une chaîne lourde et d'une chaîne légère forment un site de liaison, le paratope. Il reconnaît une petite région de l'antigène, l'épitope.
Les bras forment les fragments Fab (qui fixent l'antigène). Le pied, le fragment Fc, est fait des régions constantes des chaînes lourdes : il ne touche pas l'antigène, mais c'est lui que reconnaissent les phagocytes et le complément. Le Fab reconnaît, le Fc déclenche.
Un anticorps tue rarement un microbe seul. Il neutralise une toxine ou un virus en masquant la région qui leur sert à s'accrocher à tes cellules. Ses deux bras relient deux microbes, d'où des amas : c'est l'agglutination. Il opsonise : un phagocyte avale mieux ce qui est couvert d'anticorps, grâce à ses récepteurs du Fc. Une IgG ou une IgM fixée active aussi le complément.
| Classe | Structure | À savoir |
|---|---|---|
| IgG | monomère | environ 80 % des anticorps du sérum (OpenStax) ; traverse le placenta |
| IgM | pentamère | la première produite ; dix sites de liaison, très efficace pour agglutiner et activer le complément |
| IgA | dimère dans les sécrétions | protège les muqueuses (salive, larmes, lait) |
| IgE | monomère | fixée sur les mastocytes : allergies, parasites |
| IgD | monomère, surtout membranaire | récepteur des lymphocytes B, avec l'IgM |
Piège classique : la classe d'un anticorps dépend de la région constante de sa chaîne lourde, pas de sa cible. Quand un lymphocyte B passe des IgM aux IgG (commutation de classe), le Fc change, mais le site de liaison reste le même.
Lymphocytes T et CMH
Un lymphocyte B reconnaît l'antigène intact. Un lymphocyte T, jamais : son TCR ne voit qu'un court peptide issu de l'antigène, présenté par une molécule du CMH (complexe majeur d'histocompatibilité, HLA chez l'humain) à la surface d'une autre cellule.
Le CMH de classe I, présent sur presque toutes les cellules nucléées, expose des peptides fabriqués dans la cellule. Si un virus s'y multiplie, des peptides viraux sont exposés à leur tour, et un lymphocyte T CD8 les reconnaît. Devenu cytotoxique, il déclenche l'apoptose (mort cellulaire programmée) de la cellule infectée, avec la perforine et les granzymes.
Le CMH de classe II est porté surtout par les cellules présentatrices d'antigène : cellules dendritiques, macrophages, lymphocytes B. Il expose des peptides issus de ce que la cellule a capturé. Les lymphocytes T CD4, dits auxiliaires, le reconnaissent. Ils ne tuent pas : leurs cytokines aident les lymphocytes B à devenir des plasmocytes, les cellules qui sécrètent les anticorps, et activent les macrophages.
Conseil : pour ne plus confondre, multiplie. CD8 avec CMH I : $8\times1=8$. CD4 avec CMH II : $4\times2=8$.
Réponse primaire, réponse secondaire et mémoire
Au premier contact, la réponse primaire est lente. Dans la cinétique type du manuel OpenStax Microbiology, les anticorps mettent une dizaine de jours à monter, les IgM culminent vers 14 jours et les IgG vers trois semaines.
Une partie des lymphocytes B et T activés devient des cellules mémoire, qui persistent plusieurs années (Inserm). Au contact suivant, la réponse secondaire démarre en quelques jours, produit beaucoup plus d'IgG, et ces IgG se fixent à l'antigène avec plus d'affinité. Un vaccin exploite ce mécanisme : il provoque la réponse primaire sans la maladie, et chaque rappel déclenche une réponse secondaire.
Piège classique : sur une courbe, ne compare pas que les pics : une réponse secondaire se reconnaît aussi à son délai court et à ses IgG. Et un antigène différent déclenche une nouvelle réponse primaire, car la mémoire est spécifique.
Exercices corrigés
Exercice 1 : Des IgG de lapin dirigées contre les hématies de mouton agglutinent ces hématies. La papaïne, une enzyme, coupe chaque IgG en deux fragments Fab et un fragment Fc. Les Fab se fixent encore aux hématies, mais ne les agglutinent plus. Explique ces deux résultats.
Correction :
Chaque Fab garde un site de liaison complet : il reconnaît encore l'épitope, donc il se fixe. Mais il n'a qu'un site, alors qu'agglutiner demande de relier deux hématies à la fois, comme le font les deux bras d'une IgG entière.
Le piège serait de croire que la papaïne a détruit le site de liaison : la fixation prouve le contraire.
Exercice 2 (données fictives) : Après une première dose de vaccin, les IgG d'une étudiante culminent au 21e jour, à 40 unités arbitraires (UA), après un pic d'IgM au 14e jour. Au rappel, six mois plus tard, ses IgG montent dès le 3e jour et culminent au 10e, à 600 UA. Combien de fois le pic d'IgG est-il plus élevé ? Nomme les deux réponses et explique leurs différences.
Correction :
$\dfrac{600}{40}=15$ : le pic d'IgG est 15 fois plus élevé.
La première dose déclenche une réponse primaire : long délai, IgM d'abord, pic d'IgG modeste. Elle laisse des lymphocytes mémoire, bien plus nombreux que les rares lymphocytes spécifiques du départ, dont des lymphocytes B déjà passés aux IgG. Le rappel déclenche donc une réponse secondaire : plus rapide (pic au 10e jour au lieu du 21e), plus forte et dominée par les IgG.
Exercice 3 : Au stade sida, les lymphocytes T CD4 s'effondrent, mais les lymphocytes B et T CD8 restent présents. Pourtant, la personne produit mal des anticorps contre un nouvel antigène protéique, et ses défenses contre les virus faiblissent. Explique ces deux observations.
Correction :
Face à un antigène protéique, un lymphocyte B a besoin des T CD4 : il leur présente le peptide sur son CMH II, et leurs cytokines le poussent à devenir plasmocyte et à passer aux IgG. Sans elles, la réponse en anticorps reste faible.
Les T CD4 aident aussi à activer les T CD8 : sans eux, les cellules infectées par un virus sont moins bien détruites. D'où des infections opportunistes, dues à des microbes d'ordinaire bien contrôlés.
À retenir
À retenir :
- L'innée est immédiate : ses PRR reconnaissent des PAMP et lancent l'inflammation.
- L'histamine provoque vasodilatation (rougeur, chaleur) et perméabilité (œdème), les prostaglandines la douleur.
- Le Fab reconnaît l'épitope, le Fc déclenche opsonisation et complément.
- Le TCR ne voit qu'un peptide présenté par le CMH : CMH I avec CD8, CMH II avec CD4.
- La réponse secondaire est plus rapide, plus forte, dominée par les IgG, et propre à un antigène.
Sources
- OpenStax, Microbiology, chapitre 18 : classes et fonctions des anticorps, réponses primaire et secondaire.
- OpenStax, Anatomy and Physiology 2e, chapitre 21 : immunité innée et inflammation, CMH et lymphocytes T.
- Inserm, dossier « Vaccins et vaccinations », mis à jour le 29 mars 2022.