L’immunité innée

Introduction

Le système immunitaire est un réseau complexe de cellules, de tissus et d'organes qui travaillent ensemble pour protéger l'organisme contre les agents pathogènes nocifs tels que les bactéries, les virus, les champignons et les parasites. Le système immunitaire peut être divisé en deux grandes catégories : l'immunité innée et l'immunité adaptative. L'immunité innée constitue la première ligne de défense contre les agents pathogènes envahissants et est non spécifique, ce qui signifie qu'elle n'a pas besoin de reconnaître d'antigènes spécifiques pour déclencher une réponse. Ce cours explorera les subtilités de l'immunité innée, en explorant ses différents composants, mécanismes et rôles dans le maintien de l'homéostasie de l'hôte.

Contexte historique

Le concept d'immunité innée remonte à la fin du XIXe siècle, lorsqu'Elie Metchnikoff a proposé l'idée de mécanismes de défense non spécifiques à partir de ses observations sur des larves d'étoiles de mer. Plus tard, au début du XXe siècle, Richard Pfeiffer et Jules Bordet ont démontré que le système du complément jouait un rôle essentiel dans l'immunité innée en assurant la phagocytose. Au fil des années, les progrès technologiques et les méthodes de recherche ont permis d'approfondir notre compréhension de l'immunité innée et de son importance pour le maintien de la santé de l'hôte.

Présentation de l'immunité innée

L'immunité innée englobe un large éventail de mécanismes activés lors de l'invasion d'agents pathogènes. Ces mécanismes comprennent des barrières physiques, des facteurs solubles et des composants cellulaires. Voici quelques aspects clés de l'immunité innée :

1. Barrières physiques : La peau et les muqueuses constituent la première ligne de défense contre les agents pathogènes envahissants. Elles agissent comme des barrières physiques qui empêchent les agents pathogènes de pénétrer dans l'organisme et créent un environnement hostile à leur survie.
2. Facteurs solubles : Différents facteurs solubles, tels que les protéines du complément, les peptides antimicrobiens et les interférons, agissent ensemble pour neutraliser ou détruire les agents pathogènes.
3. Composants cellulaires : Les phagocytes, les cellules tueuses naturelles (NK) et les cellules dendritiques sont des composants essentiels du système immunitaire inné qui engloutissent et éliminent les agents pathogènes ou déclenchent des réponses immunitaires adaptatives.
4. Inflammation : La réponse inflammatoire est un aspect clé de l’immunité innée. Elle implique le recrutement de leucocytes, la libération de cytokines et de chimiokines, et la dilatation des vaisseaux sanguins pour favoriser l’élimination des agents pathogènes et la réparation tissulaire.

Composants de l’immunité innée

Barrières physiques

Peau

La peau est le plus grand organe du corps humain et agit comme une barrière physique contre les agents pathogènes envahissants. Elle est composée de trois couches : l’épiderme, le derme et l’hypoderme. L’épiderme contient des kératinocytes, qui produisent de la kératine pour former une couche protectrice empêchant l’entrée des agents pathogènes.

Muqueuses

Les muqueuses tapissent diverses surfaces corporelles, telles que les voies respiratoires, gastro-intestinales et génito-urinaires. Elles sécrètent du mucus, qui piège les agents pathogènes et les empêche de se fixer aux cellules épithéliales. De plus, le mucus contient des peptides antimicrobiens qui aident à neutraliser les micro-organismes envahissants.

Facteurs solubles

Système du complément

Le système du complément est un réseau complexe de protéines qui agissent ensemble pour reconnaître et détruire les agents pathogènes. Il comprend trois voies distinctes : la voie classique, la voie alternative et la voie des lectines, qui convergent au stade terminal pour former le complexe d'attaque membranaire (MAC). Le MAC perfore la membrane de l'agent pathogène, entraînant sa lyse et son élimination.

Peptides antimicrobiens

Les peptides antimicrobiens sont de petites protéines possédant une activité antimicrobienne contre les agents pathogènes invasifs. Ils peuvent être produits par diverses cellules du système immunitaire inné, telles que les neutrophiles et les cellules épithéliales. Parmi les peptides antimicrobiens, on trouve les défensines, les cathélicidines et les lysozymes.

Interférons

Les interférons sont une famille de cytokines produites par les cellules immunitaires infectées ou activées en réponse à une infection virale. Ils ont des effets antiviraux, antiprolifératifs et immunomodulateurs, contribuant à limiter la réplication du virus et à prévenir la propagation de l'infection. Il existe trois types d'interférons : l'IFN-α, l'IFN-β et l'IFN-γ.

Composants cellulaires

Phagocytes

Les phagocytes sont des cellules qui engloutissent et détruisent les agents pathogènes par phagocytose. Ils comprennent les neutrophiles, les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques. Les neutrophiles sont les leucocytes les plus abondants en circulation et sont les premiers à atteindre le site de l'infection.

Cellules tueuses naturelles (NK)

Les cellules tueuses naturelles (NK) sont de gros lymphocytes granulaires qui jouent un rôle crucial dans le système immunitaire inné en tuant les cellules infectées ou anormales. Elles reconnaissent et détruisent leurs cibles grâce à la reconnaissance de certaines molécules présentes à la surface de la cellule cible, comme la protéine du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CMH-I).

Cellules dendritiques

Les cellules dendritiques sont des cellules présentatrices d'antigènes professionnelles qui jouent un rôle essentiel dans l'immunité innée et adaptative. Elles phagocytent les agents pathogènes, traitent les antigènes et les présentent aux lymphocytes T, déclenchant ainsi une réponse immunitaire adaptative.

Inflammation

L'inflammation est une réponse localisée à une lésion tissulaire ou à une infection. Elle implique le recrutement de leucocytes, la libération de cytokines et de chimiokines, et la dilatation des vaisseaux sanguins. Ce processus favorise l'élimination des agents pathogènes, la réparation tissulaire et la cicatrisation. Les quatre signes distinctifs de l'inflammation sont la rougeur, la chaleur, le gonflement et la douleur.

Recrutement des leucocytes

Les leucocytes, ou globules blancs, sont des composants essentiels du système immunitaire qui jouent un rôle dans l'immunité innée et adaptative. Lors d'une réponse inflammatoire, les leucocytes sont recrutés sur le site de la lésion ou de l'infection par un processus appelé chimiotaxie. Ce processus implique la liaison des chimiokines et des cytokines à leurs récepteurs à la surface des leucocytes, provoquant leur migration vers la zone affectée.

Libération de cytokines et de chimiokines

Les cytokines sont de petites protéines qui jouent un rôle essentiel dans la signalisation cellulaire au sein du système immunitaire. Elles peuvent être produites par diverses cellules, notamment les cellules immunitaires, les cellules endothéliales et les fibroblastes. Lors d'une réponse inflammatoire, des cytokines sont libérées pour favoriser le recrutement des leucocytes, activer les phagocytes et stimuler la réparation tissulaire.

Dilatation des vaisseaux sanguins

Lors d'une réponse inflammatoire, les vaisseaux sanguins de la zone affectée se dilatent, augmentant le flux sanguin et favorisant le recrutement des leucocytes et l'apport de nutriments pour soutenir la réparation tissulaire. Ce processus est médié par la libération de facteurs vasodilatateurs, tels que le monoxyde d'azote et les prostaglandines.

Régulation de l'immunité innée

La régulation du système immunitaire inné est essentielle pour prévenir les réponses excessives ou inappropriées susceptibles d'entraîner des lésions tissulaires et des maladies auto-immunes. Deux mécanismes principaux sont responsables de la régulation de la réponse immunitaire innée : les boucles de rétroaction négative et les cellules régulatrices.

Boucles de rétroaction négative

Les boucles de rétroaction négative limitent l'ampleur et la durée d'une réponse inflammatoire. Elles impliquent la production de cytokines anti-inflammatoires, telles que l'IL-10 et le TGF-β, qui neutralisent les effets des cytokines pro-inflammatoires, telles que le TNF-α et l'IFN-γ.

Cellules régulatrices

Les cellules régulatrices, ou cellules suppressives, jouent un rôle crucial dans le maintien de la tolérance immunitaire et la prévention des maladies auto-immunes. Elles comprennent les lymphocytes T régulateurs (Treg), les cellules suppressives dérivées des myéloïdes (MDSC) et les neutrophiles à activité suppressive. Ces cellules inhibent l'activation et la prolifération des cellules effectrices, limitant ainsi la réponse immunitaire.

Importance clinique de l'immunité innée

Comprendre les composants et la régulation du système immunitaire inné est essentiel au développement de thérapies ciblées contre diverses maladies, telles que les infections bactériennes, les infections virales et le cancer. Par exemple, les anticorps monoclonaux ciblant des protéines spécifiques du système du complément peuvent être utilisés pour traiter les maladies auto-immunes ou prévenir les réactions transfusionnelles. De plus, les thérapies à base de cytokines peuvent être utilisées pour stimuler la réponse immunitaire chez les patients atteints de cancer ou de maladies infectieuses.

Conclusion

Le système immunitaire inné constitue la première ligne de défense contre les agents pathogènes envahissants et est essentiel au maintien de l'homéostasie dans l'organisme. Il est composé de barrières physiques, de facteurs solubles, de composants cellulaires et de mécanismes de régulation qui agissent ensemble pour reconnaître, éliminer et prévenir la propagation des infections. Comprendre les composants et la régulation du système immunitaire inné est essentiel au développement de thérapies ciblées contre diverses maladies et au maintien de la santé humaine.