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الصف الصف الثالث الثالث ختصص ختصص طبطب

BBlymphocyteslymphocytes

Dr. K. KERBOUADr. K. KERBOUA

BBlymphocyteslymphocytes

Learning Objectives1. Explain the role of B cells (B Lymphocytes) in humoralhumoral

immunity2. Explain the roles of plasma cells and antibodies in the

primary immune response3. Explain the role of memory cells in the secondary

immune response4. Explain how antigenic variation affects the body's

response to infection5. Introduce medical students to human pathologies related to

LB dysfunction

1. Explain the role of B cells (B Lymphocytes) in humoralhumoralimmunity

2. Explain the roles of plasma cells and antibodies in theprimary immune response

3. Explain the role of memory cells in the secondaryimmune response

4. Explain how antigenic variation affects the body'sresponse to infection

5. Introduce medical students to human pathologies related toLB dysfunction

Plan d'apprentissage

I. INTRODUCTION & HISTORIQUE

II. LA DIFFÉRENCIATION DES LYMPHOCYTES B

III- SELECTION DES LYMPHOCYTES B

IV- LA PRODUCTION DES ANTICORPS1- LE BCR

2- LA RÉPONSE AUX ANTIGÈNES THYMODÉPENDANTS3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS

Pourquoi étudier les lymphocytes B?1. S’initier aux pathologies humaines liées au

dysfonctionnement du lymphocytes B

GÉNÉRALITÉS

Le récepteur d'antigène du lymphocyte B ( BCR pour "B cell receptor") reconnaît directementles ANTIGÈNES NATIFS, en solution ou à la surface des CPA, telles que les cellulesfolliculaires dendritiques.

Les lymphocytes B sont le support de l'immunité humorale adaptative qui repose surla présence d'anticorps spécifiques, et donc transférable par le sérum.Cette immunité humorale est responsable des RÉACTIONS D'HYPERSENSIBILITÉ de type I(anaphylaxie), II (cytotoxicité) et III (complexes immuns).

1. la première mène du progéniteur au lymphocyte B porteur d'un BCR unique.2. La seconde élimine parmi ces lymphocytes ceux qui sont auto-réactifs.

Dans l'organe lymphoïde PRIMAIRE qui gouverne la lymphopoïèse B, la différenciation quiconduit à des lymphocytes B matures naïfs procède en DEUX ÉTAPES:1. la première mène du progéniteur au lymphocyte B porteur d'un BCR unique.2. La seconde élimine parmi ces lymphocytes ceux qui sont auto-réactifs.

DEUXIÈME ÉTAPE: la reconnaissance des antigènes du soi qui conduit à l'éliminationdes clones B auto-réactifs, et À L'ÉTABLISSEMENT DE LA TOLÉRANCE.

LA PREMIÈRE ÉTAPE de la différenciation produit un lymphocyte B qui exprime uneimmunoglobuline de surface de spécificité unique (idiotypie) suite aux réarrangements des gènesL'obtention du produit fonctionnel d'un réarrangement est LE SIGNAL pour passer à l'étapesuivante.

II LA DIFFÉRENCIATION DES LYMPHOCYTES BOn individualise QUATRE STADES qui conduisent le précurseur B au lymphocyte B mature:

b. Les cytokines interviennent au stade de lymphocytes pro-B tardif et pré-B, qui expriment lesrécepteurs spécifiques de ces cytokines. Elle remplit à la fois un rôle1. de facteur de croissance,2. de protection vis-à-vis de l'apoptose3. et d'accessibilité de l'ADN aux recombinases.

La première étape conduit le précurseur B, qui est porteur du CD34, et qui n'a encoreaucun réarrangement de ses gènes des immunoglobulines au stade de lymphocyte pro-Bprécoce.

Cette progression se fait grâce aux CELLULES STROMALES (réticulaires) qui donnent lesinformations nécessaires1. d'abord par CONTACT CELLULAIRE direct aux stades PRÉCOCES,2. puis par l'intermédiaire de MÉDIATEURS SOLUBLES aux stades TARDIFS.

a. Le contact initial entre la cellule stromale et le précurseur B fait intervenir diverses moléculesd'adhérenceb. Les cytokines interviennent au stade de lymphocytes pro-B tardif et pré-B, qui expriment lesrécepteurs spécifiques de ces cytokines. Elle remplit à la fois un rôle1. de facteur de croissance,2. de protection vis-à-vis de l'apoptose3. et d'accessibilité de l'ADN aux recombinases.

LES QUATRE STADES DE DIFFÉRENCIATION04 stades de différenciation du LB distingués par :A. UNE ÉTAPE DE RÉARRANGEMENT des gènes des immunoglobulines, d'abord de lachaîne lourde µ, PUIS des chaînes légères Ƙ puis λ.

2. PRO-B tardif: un réarrangement V-DJ fonctionnel.Le récepteur de cytokines apparaît à ce stade pour déclencher une expansion clonale3. PRÉ-B: L'obtention d'une chaîne lourde µ .la chaîne lourde µ exprimée à la surface dulymphocyte pré-B, associé à un équivalent de chaîne légère.A ce stade apparaît la molécule CD20.

1.PRO-B précoce : L'obtention d'un réarrangement D-J fonctionnel. Au stade delymphocyte pro-B précoce, la cellule exprime différents marqueurs : CD45R,CD19, CD40 et CD38.

B. les MARQUEURS se surface permettent aussi de caractériser (phénotyper) ces stades

3. PRÉ-B: L'obtention d'une chaîne lourde µ .la chaîne lourde µ exprimée à la surface dulymphocyte pré-B, associé à un équivalent de chaîne légère.A ce stade apparaît la molécule CD20.

4. B immature: l'obtention d'un réarrangement fonctionnel d'une des deux chaîneslégères et l'expression à la surface d'une IgM monomère.C'est à ce stade qu'apparaît la molécule CD21.

B mature voit son expression membranaire d'IgM diminué au profit de celle de l'IgD. Ilexprime donc deux isotypes différents, porteur de la même spécificité idiotypique(même VDJ).

En cas de réarrangements non fonctionnels sur les deux allèles, le lymphocyte B MEURT (2/3).

III- SELECTION DES LYMPHOCYTES BTOLÉRANCE BL'élimination des LB immatures dont l'IgM peut lier les antigènes du soi multivalents, exprimésdans la moelle osseuse (MO).1. Lorsque l'antigène du soi est exprimé à LA SURFACE d'une cellule sa liaison à l'IgM de

surface entraîne l'apoptose du lymphocyte B, et donc la délétion clonale.2. En cas d'antigène du soi SOLUBLE la liaison entraîne une inactivation, encore appelée

anergie, du lymphocyte B. Pas de TH spécifiques TH spécifiques

Ces DEUX PHÉNOMÈNES participent à l'établissement de LA TOLÉRANCE B CENTRALE.Seuls les lymphocytes B dont l'IgM n'est pas capable de se lier à un ligand dans la MO vont1. exprimer conjointement une IgD de même spécificité anticorps2. et vont pouvoir quitter la moelle osseuse. (MO)

LA TOLÉRANCE B PÉRIPHÉRIQUE : Pour les antigènes du soi non exprimés dans la moelleosseuse, l'absence de lymphocytes T auxiliaires rend compte de l'établissement de laTOLÉRANCE B PÉRIPHÉRIQUE.

Apoptose Anergie Maturation Apoptose Memoire Plasmocyte

IV- LA PRODUCTION DES ANTICORPSPotentiellement tout germe , à un moment ou à un autre de son cycle de reproduction, peutêtre la cible des anticorps qui sont le support de l'immunité humorale:1. De nombreuses bactéries se multiplient dans le milieu extra-cellulaire.2. Pour les germes à développement intracellulaire obligatoire, la dissémination

implique un court passage par le milieu extra-cellulaire pour passer d'une cellule à uneautre.

Ces anticorps visent à détruire les germes extra-cellulaires et à empêcher la disséminationdes germes intracellulaires par TROIS MÉCANISMES:

1. LA NEUTRALISATION qui empêche la liaison du pathogène aux cellules, première étapeindispensable de l'infectiosité, AGGLUTINATION.

2. L'OPSONISATION, qui facilite la phagocytose, soit directement par liaison spécifique auxrécepteurs des Fc des immunoglobulines , soit indirectement après dépôt du complémentactivé par le complexe immun antigène-anticorps de bon isotype;

3. L'ACTIVATION DU COMPLÉMENT qui soit conduit à la lyse des micro-organismes par lecomplexe d'attaque membranaire, soit participe à l'apparition de la réponse inflammatoire.

Pour la plupart des antigènes, qui sont dits THYMODÉPENDANTS, les lymphocytes B nécessitentLA COLLABORATION d'une sous-population particulière de lymphocytes T, les lymphocytes TCD4+ Helper (TH), pour développer une réponse humorale: l'aide des lymphocytes T estindispensable1. pour la commutation isotypique (ou "switch")2. et pour la maturation d'affinité des anticorps (juste la citer car ne fait pas partie de ce cours)

1. LA NEUTRALISATION qui empêche la liaison du pathogène aux cellules, première étapeindispensable de l'infectiosité, AGGLUTINATION.

2. L'OPSONISATION, qui facilite la phagocytose, soit directement par liaison spécifique auxrécepteurs des Fc des immunoglobulines , soit indirectement après dépôt du complémentactivé par le complexe immun antigène-anticorps de bon isotype;

3. L'ACTIVATION DU COMPLÉMENT qui soit conduit à la lyse des micro-organismes par lecomplexe d'attaque membranaire, soit participe à l'apparition de la réponse inflammatoire.

1- LE BCR

2. INTERNALISATION DE L'ANTIGÈNE suivi de son apprêtement et de la présentation depeptides antigéniques par les molécules HLA de classe II, permettant la coopération B-T,indispensable à l'induction de la réponse immunitaire vis-à-vis de la majorité des antigènes

Ce deuxième rôle confère au lymphocyte B le statut de CPA INDISPENSABLE pour requérirl'aide des lymphocytes T CD4+ Helper nécessaire à1. la prolifération, L'EXPANSION CLONALE et2. la différenciation en PLASMOCYTES sécréteurs d'anticorps3. ou en lymphocytes B MÉMOIRE.

A la surface du lymphocyte B, l’Ig est associée à des molécules co-réceptrices pour former leCOMPLEXE BCR dont la fonction est DOUBLE:1. SIGNALISATION, conduisant, selon le stade de différenciation du lymphocyte B et les

informations du micro-environnement,a. soit à la prolifération du lymphocyte B,b. soit à son anergie,c. soit à l'induction de sa mort par apoptose

Ce deuxième rôle confère au lymphocyte B le statut de CPA INDISPENSABLE pour requérirl'aide des lymphocytes T CD4+ Helper nécessaire à1. la prolifération, L'EXPANSION CLONALE et2. la différenciation en PLASMOCYTES sécréteurs d'anticorps3. ou en lymphocytes B MÉMOIRE.

Pour un petit nombre d'antigènes, dits THYMOINDÉPENDANTS, l'aide est directement fourniepar l'antigène bactérien et non PAS par les lymphocytes T,.

1-1- L'immunoglobuline de membrane

Les lymphocytes B "commutés", exprimant une Ig d'un autre isotype que l'IgM ou l'IgD,pourraient être des cellules mémoire.

Ces Ig appartiennent aux divers isotypes d'Ig, mais sont principalement de classe IgM et IgD.Les lymphocytes B CO-EXPRIMENT ces deux isotypes qui partagent alors le même paratope,donc les mêmes idiotypes et la même spécificité anticorps.Les lymphocytes B porteurs d'une IgM seule, SANS IgD, sont soit1. des lymphocytes B immatures,2. des cellules stimulées, la perte de l'IgD de membrane étant un événement précoce de

l'activation.

RECONNAISSANCE

1-2- Les molécules Igα et Igβl'immunoglobuline de membrane est associée à un HÉTÉRODIMÈRE: Igα et Ig β (CD79a et b)1-3- Les co-récepteursPhysiquement associées à ce dernier, des molécules capables de MODULER LES EFFETS DE LASTIMULATION de celui-ci par son antigène. Il s'agit du complexe CD19/CD21/CD81 et duCD32 (ou récepteur FcɣRII).

SIGNALISATION

2- LA RÉPONSE AUX ANTIGÈNES THYMODÉPENDANTS

2-1- Le deuxième signalTout comme le lymphocyte T, le lymphocyte B mature naïf qui a quitté la moelle osseuseéquipé d'un BCR opérationnel nécessite, pour son activation dans les organeslymphoïdes secondaires, LA PRÉSENCE SIMULTANÉE DE DEUX SIGNAUX:1. le premier est fourni par l'antigène,2. le second, dans le cas des antigènes thymodépendants, par le lymphocyte T CD4+ Helper.

Le lymphocyte B N'EST PAS UNE cellule douée des capacités de PHAGOCYTOSE,contrairement au macrophage: il ne peut donc ingérer de gros micro-organismes de la tailledes bactéries. Il peut néanmoins internaliser, après liaison par son BCR, des virus ou desprotéines solubles. (d’où l’interet des Cellules Dendritiques Folliculaires)

Après INTERNALISATION et dégradation partielle de l'antigène, le lymphocyte B RÉEXPRIME,présenté par l'antigène HLA de classe II, un peptide qui porte un épitope T, le plus souventSÉQUENTIEL. Le lymphocyte B sert alors de CPA à un lymphocyte T effecteur préalablementsensibilisé à ce même peptide par une CPA d'une autre origine (DC ou macrophage).

Nous rappellerons que l'épitope de l'antigène reconnu par l'immunoglobuline desurface, appelé épitope B, est le plus souvent un épitope CONFORMATIONNEL.

PlasmoCyte IgM

ICOS-L

CD40HLA II

CD80/86

LBCD

T CD4+naif

TH0

ICOSCD40L

TCRCD4CXCR5

CD28 FOLLICULE

Celules denfritiquesfolliculaires

MemoireSwitch

2-3- Le ganglion lymphatiqueLes lymphocytes B activés prolifèrent intensément dans LE MICROENVIRONNEMNTSPÉCIALISÉ du centre clair germinatif du ganglion. Elle est propre des antigènesthymodépendants, et concerne plus les anticorps de classe IgG que ceux de classe IgM.

Après pénétration dans le parenchyme ganglionnaire le lymphocyte B, stimulé par le LT dans lazone PARA-CORTICALE, peut1. soit participer à la production IMMÉDIATE d'IgM,2. soit MIGRER vers le follicule primaire. Là, par contact avec les cellules folliculaires

dendritiques, il va subir une intense prolifération clonale ainsi qu'une maturation d'affinitéde sa Ig (hypermutation somatique).

Seuls les LB ayant une immunoglobuline de surface avec une forte affinité pour l'antigènesurvivent et sont capables de quitter le centre germinatif. Les autres, meurent par apoptose. Ils'agit donc d'une sélection positive en présence de l'antigène.

Seuls les LB ayant une immunoglobuline de surface avec une forte affinité pour l'antigènesurvivent et sont capables de quitter le centre germinatif. Les autres, meurent par apoptose. Ils'agit donc d'une sélection positive en présence de l'antigène.Le devenir des LB ainsi sélectionnés pour LEUR CAPACITÉ À MIEUX FIXER L'ANTIGÈNE estDOUBLE: ils peuvent donner soit des PLASMOCYTES, soit des lymphocytes BMÉMOIRE.1- Les lymphocytes B mémoireNécessite la liason du LB via le CD40, au LT CD4+Th, exprimant le CD40L, il se différencie enlymphocyte B mémoire à vie longue, qui supportera la réponse immunitaire anamnestique lorsd'une rencontre ultérieure avec l'antigène.2- Les plasmocytesC’est la cellule spécialisée dans la synthèse et la sécrétion des anticorps. Elle provient dela différenciation terminale du lymphocyte B, six à sept mitoses après l'activation du LB naïf.

2-2- L'aide des lymphocytesT CD4+ThLe complexe peptide-CMH de classe II stimule les lymphocytes T CD4+T2.Ceux-ci, en retour, activent le lymphocyte B par l'intermédiaire de PROTÉINE DEMEMBRANE et de CYTOKINES sécrétées.1. La molécule CD40: La PREMIÈRE étape a lieu dans la région paracorticale du ganglion : lecontact entre le lymphocyte T et le lymphocyte B se fait par une liaison entre deux protéinesmembranaires: la molécule CD40L sur le LT et la molécule CD40 sur le LB.2. les cytokines: Dans un DEUXIÈME temps le lymphocyte T réorganise son cytosquelettepour focaliser au point de contact avec le lymphocyte B les cytokines qui vont êtreresponsables de LA PROLIFÉRATION et de la COMMUTATION ISOTYPIQUE.Les cytokines agissent sur la chromatine en rendant accessible le site "switch"aux recombinases.1. l'IL-4 est indispensable à la commutation vers la classe IgE2. le TGFβ à celle vers l'IgA.

Les cytokines agissent sur la chromatine en rendant accessible le site "switch"aux recombinases.1. l'IL-4 est indispensable à la commutation vers la classe IgE2. le TGFβ à celle vers l'IgA.

La commutation isotypique permet d'associer à une même fonctionanticorps (même VDJ) différentes propriétés effectrices (différentesclasses d'immunoglobulines): des anticorps spécifiques d'un mêmeantigène doués de propriétés effectrices différentes, conférant àcertains la capacité d'activer le complément, à d'autres celle defranchir les muqueuses ou d'activer des cellules tueuses (« NK"), etc...

LA PROLIFÉRATION COMMUTATION ISOTYPIQUE

IgEIgG4

IgG1IgG3

IV-3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS

Il existe CEPENDANT un petit nombre d'antigènes, bactériens le plus souvent, capables deprovoquer une réponse anticorps solide chez des sujets ayant un déficit T. Cesantigènes sont dits THYMOINDÉPENDANTs et peuvent être des POLYsaccharides, deslipoPOLYsaccharides (LPS) et des protéines POLYmériques

La réponse immunitaire aux antigènes thymoINdépendants réponse de type IgM, de faibleaffinité sans cellules mémoire

L'existence de déficits immunitaires sélectifs de la réponse immunitaire cellulaire (déficits T),entraînent, outre de gravissimes infections néo-natales à germes intracellulaires, une absencede réponse anticorps vis-à-vis de la majorité des antigènes, en raison du caractèreindispensable de la coopération cellulaire T-B pour la réponse humorale.

La réponse immunitaire aux antigènes thymoINdépendants réponse de type IgM, de faibleaffinité sans cellules mémoire

La RECONNAISSANCE DOUBLE (LB-LT) est le support rationnel de vaccins vis-à-vis de certainsgermes.L'Haemophilus influenzae B (méningite grave chez le très jeune enfant).L'antigène vaccinal est un polysaccharide de la paroi (THYMOINDÉPENDANT)L'ARTIFICE employé pour obtenir une réponse satisfaisante consiste à fusionner cepolysaccharide avec un antigène thymodépendant, la toxine tétanique, dont on sait qu'ilENTRAÎNE UNE FORTE RÉPONSE IMMUNITAIRE.

Les lymphocytes T CD4+Th spécifiques du tétanos vont être capables de fournir l'aide nécessaireaux lymphocytes B spécifiques de l'Haemophilus qui ont internalisé la protéine defusion, via leur BCR, et présente un peptide de la toxine tétanique.

1 SIGNAL 2 SIGNAL

IV-3- LES ANTIGÈNES THYMOINDÉPENDANTS

PLASMOCYTES

SANS MÉMOIREIgMde faible affinité

CD21 (CR)