Cours complet : Le système immunitaire : l'immunité innée
L'immunite innee est la première ligne de defense de l'organisme contre les agents infectieux. Elle est immediate (quelques minutes a quelques heures), non spécifique (elle agit de la meme maniere quel que soit le pathogene) et ne possede pas de memoire. Elle constitue une barriere essentielle contre les infections et participe a l'activation de l'immunite adaptative.
L'immunite innee comprend des barrieres physiques et chimiques (peau, muqueuses, secretions), des cellules sentinelles (macrophages, cellules dendritiques, mastocytes) et des mecanismes effecteurs (phagocytose, inflammation, systeme du complement). La reconnaissance des pathogenes repose sur des recepteurs de l'immunite innee (PRR) qui detectent des motifs moleculaires conserves (PAMP).
Ce chapitre decrit les mecanismes de l'immunite innee, depuis la reconnaissance des pathogenes jusqu'a la reaction inflammatoire, en passant par la phagocytose.
1. Les barrieres naturelles de l'organisme
La première ligne de defense est constituee par les barrieres physiques et chimiques qui empechent la penetration des pathogenes. La peau constitue une barriere physique efficace grace a son epithelium keratinise. Les muqueuses (respiratoire, digestive, uro-genitale) sont protegees par le mucus, les cils vibratiles et des secretions antimicrobiennes.
Les secretions contiennent des molecules antimicrobiennes : le lysozyme (present dans les larmes, la salive et les secretions nasales) degrade le peptidoglycane de la paroi bacterienne. Les defensines sont des peptides antimicrobiens qui permeabilisent les membranes des microorganismes. L'acide gastrique (pH 1-2) detruit la majorite des pathogenes ingeres.
La flore commensale (microbiote) constitue également une barriere : les bacteries residentes occupent les niches ecologiques et competitionnent avec les pathogenes pour les nutriments et les sites d'adhesion. La perturbation du microbiote (par les antibiotiques, par exemple) peut favoriser les infections opportunistes.
2. La reconnaissance des pathogenes
L'immunite innee reconnait les pathogenes grace a des recepteurs de reconnaissance de motifs (PRR, Pattern Recognition Receptors). Les PRR detectent des motifs moleculaires conserves chez les pathogenes (PAMP, Pathogen-Associated Molecular Patterns) qui n'existent pas chez l'hote. Ce systeme permet une detection rapide et large des pathogenes.
Les recepteurs Toll-like (TLR) sont les PRR les mieux caractérises. TLR4 reconnait le lipopolysaccharide (LPS) des bacteries Gram negatives. TLR3 reconnait l'ARN double brin viral. TLR5 reconnait la flagelline bacterienne. Ces recepteurs sont exprimes par les macrophages, les cellules dendritiques et d'autres cellules sentinelles.
Les PRR intracellulaires (NLR, RLR) detectent les pathogenes ayant penetre dans les cellules. La reconnaissance des PAMP par les PRR declenche des voies de signalisation qui activent l'inflammation, la phagocytose et la production de cytokines pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1, IL-6).
3. La reaction inflammatoire
La reaction inflammatoire est une réponse locale et rapide declenchee par une infection ou une lesion tissulaire. Ses quatre signes cardinaux sont la rougeur (vasodilatation), la chaleur (afflux sanguin), le gonflement (oedeme par augmentation de la permeabilite vasculaire) et la douleur (stimulation des nocicepteurs par les mediateurs chimiques).
Les cellules sentinelles (macrophages residents, mastocytes, cellules dendritiques) detectent l'agression et liberent des mediateurs chimiques : histamine (mastocytes, vasodilatation), prostaglandines (douleur, vasodilatation), cytokines pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1, IL-6) et chimiokines (attraction des leucocytes).
Les mediateurs chimiques provoquent la vasodilatation et l'augmentation de la permeabilite capillaire, permettant la diapedese : les leucocytes circulants (neutrophiles en premier, puis monocytes/macrophages) traversent la paroi des capillaires pour gagner le site d'infection. Les neutrophiles sont les premiers phagocytes recrutes et constituent la première vague de defense cellulaire.
4. La phagocytose
La phagocytose est le mecanisme par lequel les cellules phagocytaires (macrophages, neutrophiles, cellules dendritiques) ingèrent et détruisent les pathogenes. Elle se deroule en plusieurs étapes : reconnaissance et adhesion, ingestion (formation du phagosome), digestion (fusion avec un lysosome formant le phagolysosome) et rejet des debris.
Dans le phagolysosome, les pathogenes sont detruits par des mecanismes dependants de l'oxygene (production de radicaux libres : O2-, H2O2, NO) et independants de l'oxygene (lysozyme, defensines, enzymes hydrolytiques a pH acide). Les neutrophiles liberent aussi des NET (Neutrophil Extracellular Traps), des reseaux de chromatine qui piègent les bacteries.
Les cellules dendritiques ont un role particulier : apres la phagocytose, elles ne detruisent pas completement le pathogene mais presentent des fragments peptidiques (antigenes) a leur surface via les molecules du CMH (Complexe Majeur d'Histocompatibilite) de classe II. Elles migrent vers les ganglions lymphatiques et activent les lymphocytes T, faisant le lien entre immunite innee et immunite adaptative.
5. Le systeme du complement
Le systeme du complement est un ensemble d'une trentaine de proteines plasmatiques qui s'activent en cascade. Trois voies d'activation existent : la voie classique (anticorps + antigene), la voie des lectines (reconnaissance de sucres du pathogene) et la voie alterne (activation spontanee sur les surfaces microbiennes). Les trois voies convergent vers l'activation de la proteine C3.
Le complement a trois fonctions majeures : l'opsonisation (le C3b se depose sur le pathogene et facilite la phagocytose), le recrutement de cellules inflammatoires (les anaphylatoxines C3a et C5a attirent les phagocytes et provoquent la degranulation des mastocytes) et la lyse directe des pathogenes par le complexe d'attaque membranaire (MAC, C5b-C9) qui perfore la membrane.
Le complement est donc un systeme polyvalent qui amplifie la réponse immunitaire innee et coopere avec l'immunite adaptative (voie classique activee par les anticorps). Il est un composant essentiel de la defense contre les infections bacteriennes.
Conclusion
L'immunite innee constitue la première ligne de defense, rapide et non spécifique. Elle comprend les barrieres physico-chimiques, la reconnaissance des PAMP par les PRR, la reaction inflammatoire, la phagocytose et le systeme du complement. Les cellules dendritiques font le lien avec l'immunite adaptative en presentant les antigenes aux lymphocytes T. L'immunite innee et adaptative cooperent pour eliminer les pathogenes.
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