Les antigènes et la reconnaissance antigénique - publié le 21/04/2008

Résumé du document

Un antigène désigne tantôt une substance capable d'induire une réponse immunitaire, tantôt une substance capable de réagir avec les produits de la réponse immune. Toute substance naturelle ou synthétique reconnue par le système immunitaire constitue un antigène dont on distingue 2 propriétés essentielles :
- l'immunogénicité (pouvoir d'induction d'une réponse immunospécifique)
- l'antigénicité (capacité à réagir avec les produits de la réponse immune)

Cette réponse immune a plusieurs visages, à savoir qu'elle peut passer par une prolifération de cellules B qui se différencient en phagocytes secrétant des anticorps dirigés contre l'antigène inducteur (immunité humorale) ou encore la réponse immunitaire peut se traduire par une prolifération de cellules T dotées de récepteurs spécifiques pour l'antigène en question (immunité cellulaire).
La réactivité antigénique (ou capacité de reconnaissance) rentre dans une partie limitée de l'antigène. On la qualifie d'épitope (déterminant antigénique). Cette région possède une structure tridimensionnelle complémentaire des récepteurs à l'antigène. Parmi les épitopes, on distingue :

- les épitopes dits continus : dans le cas des antigènes protéiques, il est possible par dégradation enzymatique d'obtenir des fragments sous forme d'oligopeptides et de démontrer que ceux-ci sont capables de se combiner spécifiquement avec des anticorps dirigés contre l'antigène entier. De tels fragments sont donc qualifiés d'épitopes continus et peuvent donc être obtenus par synthèse protéique.
- Les épitopes discontinus : il s'agit d'épitopes constitués par des acides aminés éloignés dans la séquence peptidique mais rapprochés à la surface de la protéine lors du repliement de la chaîne peptidique. La conséquence directe de ces caractéristiques est qu'il est difficile de synthétiser de tels déterminants.
La notion d'haptène porteur nous ramène directement à celle d'immunogène. Pour cela, un immunogène doit comporter 2 structures différentes. De nombreuses substances chimiques de faible poids moléculaire (non immunogènes car trop petites) peuvent acquérir cette propriété après couplage à une molécule porteuse de taille suffisament importante. Ces substances, dites haptènes, sont donc équivalentes à des déterminants antigéniques isolés. Autrement dit, un déterminant antigénique appartient à une macromolécule naturelle tandis qu'une haptène doit être liée à une molécule par réaction chimique pour devenir immunogène. Ce processus de couplage joue un rôle très important dans le cas de certaines vaccinations.

Des substances se sont montrées antigéniques quelle que soit leur origine. Vis à vis d'un animal ou sujet particulier, l'origine d'un antigène et son éventuelle immunogénicité permettent de distinguer 4 types d'antigène :
- les autoantigènes
- les alloantigènes
- les isoantigènes
- les xénoantigènes

Des structures chimiquement très différentes se sont révelées antigéniques. Les protéines sont presque toutes immunogènes, bien qu'elles représentent le plus grand groupe d'antigènes naturels, la complexité de leur composition chimique et de leur structure 3D a rendu leur étude particulièrement difficile. Bien qu'il existe des exceptions, on considère généralement que c'est à partir d'un poids moléculaire d'environ 5000 kDa qu'une protéine a un réel pouvoir immunogène.

Les polyosides représentent la 2ème catégorie importante d'antigènes naturels. Ils résultent de la polymérisation d'oses en chaînes linéaires ou ramifiées qui peuvent parfois avoir un très haut poids moléculaire. Le caractère immunogène d'un polyoside ne se révèle d'ailleurs qu'à partir d'un poids moléculaire beaucoup plus élevé que les protéines.
Les dextranes, les levanes et les mananes, polymères respectifs de glucose, fructose et mannose sont responsables des caractères antigéniques de très nombreux microorganismes. Pour beaucoup de glycoprotéines, les propriétés antigéniques sont surtout exprimées par la partie glucosidique.
Les lipides se montrent rarement antigéniques, à moins qu'ils ne soient couplés à des polysaccharides ou à des protéines.
Les acides nucléiques sont rarement antigéniques, toutefois dans le sérum du sujet atteint de certaines pathologies auto-immunes, on trouve parfois des anticorps capables de se lier à l'ADN nu ou couplé aux histones.
L'immunogénicité est lié à la présence de plus d'un déterminant antigénique sur la même molécule. Une certaine rigidité de la structure 3D est également nécessaire car une molécule trop flexible qui peut donc assurer des conformations variables ne saurait être complémentaire de la structure unique du site de liaison d'un récepteur à l'antigène.
La voie d'injection intrapéritonéale d'un immunogène est expérimentalement la plus utilisée et une réponse immunitaire peut aussi être déclenchée par voie cutanée.
L'immunogénicité d'une substance ne s'exprime que lorsque la dose injectée est adéquate. Une dose trop faible inuit un état de tolérance et dans ce cas une immunisation ultérieure sera inefficace même si elle est correctement dosée.
On utilise parfois des adjuvants parce qu'ils sont injectés en même temps que l'antigène. Cela permettra d'augmenter l'intensité de la réponse immune provoquée. Le plus utilisé est l'adjuvant complet de Freund composé d'un mélange d'huiles minérales, d'émulsifiants et de bacilles tuberculeux tués. On parle d'adjuvant incomplet lorsque les bacilles sont exclus de la préparation. Le mode d'action est lié à une libération plus lente de l'antigène à partir de l'émulsion ainsi qu'à la présence d'une réaction inflammatoire locale au point de l'injection.
Toute réponse immunitaire passe toujours par une étape de prolifération lymphocytaire, cependant, il reste difficile de détecter cette prolifération en réponse à un antigène spécifique donné. Cette prolifération ne concerne que quelques clones cellulaires. Expérimentalement, on peut utiliser une catégorie de substances qui ont permis une grande avancée dans le domaine de la culture des lymphocytes : ce sont les mitogènes. Elles induisent une prolifération de tous les lymphocytes d'un type donné. Ces substances sont souvent d'origine végétale et ne sont pas les mêmes selon la population lymphocytaire donnée. Ainsi, on peut expérimentalement viser l'une et/ou l'autre des populations T et B.

Extraits

[...] Elle se lie aux récepteurs Fc de haute affinité exprimés à la surface des mastocytes et des basophiles, ce qui induit ces cellules à relarguer certains médiateurs pharmacologiquement actifs comme les histamines. Ces IgE sont particulièrement importantes dans la protection contre les parasites et sont aussi responsables d'hypersensibilité comme l'asthme et le rhume des foins. Les anticorps en tant qu'outils Ce sont des outils pour définir l'organisme à l'échelle physiologique. Ils peuvent discriminer 2 molécules suffisamment proches pour que les techniques chimiques classiques n'arrivent pas à les distinguer. A l'échelle médicale, ils sont aussi très importants. Il existe de très nombreuses techniques. Il y a un but diagnostic et thérapeutique. [...]

[...] Par conséquent, en fonction de la combinaison de segments rapprochés lors du réarrangement, on aura une région V différente. Chez l'Homme, ce premier processus de recombinaison créé 200 régions possibles puisqu'il existe 40 segments V et 5 segments J. Comme il existe 29 segments V et 4 segments il y a 120 combinaisons possibles pour V(. Pour les chaînes lourdes, il existe 51 segments ( connus segments D et 6 segments J ce qui donne environ 8200 régions V de chaîne lourde possibles. [...]

[...] Les chaînes lourdes et légères montrent que chaque chaîne possède des domaines séquentiels d'une longueur de 110 acides aminés. La chaîne légère présente 4 domaines et la chaine lourde en présente 2. Tous ces domaines ont des similitudes dans leur séquence. Toutefois, la comparaison d'anticorps révèle que les séquences N-Ter varient très fortement d'un anticorps à l'autre. Cette variabilité est limitée aux 110 premiers acides aminés (donc le premier domaine) alors que le domaine C-ter s'avère constant pour les anticorps d'un même isotype. Une molécule d'immunoglobuline présente 2 régions variables, c'est la paratope, site de liaison à l'antigène. [...]

[...] C'est donc un hétérodimère qui assure la reconnaissance de l'Ag par toutes les populations lymphocytaires T. Il existe aussi un autre type de récepteurs des cellules T formé par des chaînes polypeptidiques différentes nommées ( et Par contre, la fonction de ce TCR particulier n'est pas encore établie. La partie N-ter des 2 chaînes correspond à une région variable qui présente une forte homologie avec le domaine V des Ig. Les chaînes du TCR ( ( ( ( comprennent aussi une région constante et une courte région charnière dotée d'un résidu cystéine responsable du pont disulfure entre les 2 chaînes. [...]

[...] On peut donc produire des anticorps spécifiques de la région variable. II/ Fonction des anticorps La fonction a été mise en évidence grâce aux digestions enzymatiques (papaïne par exemple). Cela a permis de montrer la dualité fonctionnelle de la molécule d'anticorps. Tout d'abord, l'activité anticorps proprement dite est portée d'un coté de la molécule avec 2 sites identiques et symétriques, et l'activité biologique qui peut être de différentes natures est portée par l'autre coté de la molécule. Formation du complexe immun La formation du complexe Ag/Ac représente la première fonction de ceux-ci et permet avant toute chose l'agglutination et donc la neutralisation des antigènes. [...]