Cours 22 La réaction inflammatoire, un exemple de

Interaction entre les cellules de l’hôte (neutrophiles, macrophages, cellules épithéliales)
et Pseudomonas aeruginosa
François Cretin, Maître de Conférences, UFR de Biologie
Laboratoire "Biologie du Cancer et de l'Infection" (BCI)
UMR1036 INSERM-CEA-CNRS ERL5261
Equipe "Pathogénie Bactérienne et Réponses Cellulaires"
iRTSV/CEA-Grenoble
[email protected]
1
Immunologie
• Cours 22 : La réaction inflammatoire, un exemple de
réponse innée
• Cours 23 : L’immunité adaptative, prolongement de
l’immunitée innée
• Cours 24 : Le phénotype immunitaire au cours de la vie
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La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée
I1 Qu’est ce que l’immunité ?
Quelques définitions
Rappels sur les différents types de microbes
I2 Les différents éléments de la réponse immunitaire
La réponse immune innée, la réponse immune acquise
Les cellules (les acteurs)
I3 L’immunité innée et l’immunité adaptative
Première ligne de défense : le développement de la réponse innée
Une réaction qui prépare à la deuxième ligne de défense : la réponse adaptative
3
Quelques définitions
–
Immunologie : étude de l’immunité
–
Immunité : ensemble des mécanismes biologiques mis en place dans un organisme pour
éliminer (ou contrôler) un agent pathogène ou ensemble des mécanismes de défenses ou
réponse immunitaire
–
Système immunitaire : ensemble des acteurs (organes, cellules, molécules) qui contribuent
à l’établissement de l’immunité
–
L’agent pathogène est souvent désigné par : intrus, élément étranger, non soi, danger et
plus fréquemment antigène
Un pathogène particulier (………..) détruit une des cellules clefs de la réponse immunitaire (………….)
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Rappels sur les différents types de microbes
SOI
NON SOI
Microbes non pathogènes
Bactéries intestinales :
Environ 1014
Nécessaires à la digestion
Microbes pathogènes
Les plus fréquents
Hôte
constitué d’environ 1013 cellules
Virus
Bactérie
Parasite
Champignon
Grippe
SIDA
Tuberculose
Angine
Malaria
(ou paludisme)
Toxoplasmose
Candidose
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Microbes pathogènes
Virus : Rotavirus responsable de diarrhées
Bactérie : Pseudomonas aeruginosa
responsable d’infections nosocomiales
Champignon : Candida albicans
responsable d’infection buccales, de la
gorge, des intestins, des muqueuses
urogénitales
Parasite : larve d’un filaire (ver)
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Quelle est la vitesse de division des bactéries ?
Pourquoi un virus n’a-t-il pas les mêmes exigences qu’une bactérie pour son développement ?
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Les différentes acteurs : virus, bactéries et cellules de l’hôte
Influenza
virus
(0,1 µm)
Grippe
Pseudomonas aeruginosa
(bactérie, 1 µm)
Infection nosocomiale
1 µm : 1 millionième de mètre
Lymphocyte de
l’hôte
(10 à 15 µm)
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Attention aux schémas
nécessairement réducteurs
Cellule : 10 à 30 µm
Bactérie : 1 µm
Virus : 100 nm
Protéine globulaire : 10 nm
1 mètre
cellule
X 10
10 cm
bactérie
X 10
1 cm
virus
X 10
protéine
1 mm
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Portes d’entrées des microbes pathogènes
Muqueuses
(voie la plus fréquente)
Rupture de
la continuité de la peau
Muqueuses du tractus aéro-digestif
supérieur et muqueuses pulmonaires
100 m2
Peau 2 m2
Inhalation
Grippe, Angine,
Rhinite….
Prévention ?
Muqueuses intestinales
et anales 300 m2
Ingestion
Fièvre typhoïde,
Diarrhées….
Prévention ?
Muqueuses urogénitales
Rapports sexuels
Syphilis,
SIDA….
Prévention ?
Coupure : tétanos
Piqûre d’insecte : fièvre jaune,
maladie de Lyme, malaria (paludisme)
Piqûre par injection : SIDA
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Prévention ?
La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée
I1 Qu’est ce que l’immunité ?
Quelques définitions
Rappels sur les différents types de microbes
I2 Les différents éléments de la réponse immunitaire
La réponse immune innée, la réponse immune adaptative
Les cellules (les acteurs)
I3 L’immunité innée et l’immunité adaptative
Première ligne de défense : le développement de la réponse innée
Une réaction qui prépare à la deuxième ligne de défense : la réponse adaptative
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AGENT PATHOGENE
REPONSE IMMUNITAIRE
(ensemble de mécanismes activés
seulement en présence d ’agents
pathogènes)
Réponse immunitaire innée
Réponse immunitaire adaptative (acquise)
(dans tous les organismes multicellulaires)
(chez les vertébrés)
Non spécifique...(moins spécifique)
Rapide (quelques minutes)
N’induit pas d’effet mémoire
Barrières naturelles
Macrophages
Granulocytes
Cellules dendritiques
Spécifique de l’agent pathogène
Nécessite un délai de quelques jours
Induit un effet mémoire
Anticorps produits par les lymphocytes B
Lymphocytes T
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La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée
I1 Qu’est ce que l’immunité ?
Quelques définitions
Rappels sur les différents types de microbes
I2 Les différents éléments de la réponse immunitaire
La réponse immune innée, la réponse immune adaptative
Les cellules (les acteurs)
I3 L’immunité innée et l’immunité adaptative
Première ligne de défense : le développement de la réponse innée
Une réaction qui prépare à la deuxième ligne de défense : la réponse adaptative
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Les cellules de la réponse immune innée
FONCTION
LOCALISATION
neutrophile
Phagocytose : élimination des
bactéries
Circulent dans le sang
et sont recrutés rapidement sur
les sites inflammatoires
éosinophile
Elimination des parasites
Polynucléaires
ou Granulocytes
CELLULE
mastocyte
Rôle dans l’inflammation
macrophage
Phagocytose : élimination des
bactéries
cellule
dendritique
Cellule présentatrice de
l’antigène professionnelle,
phagocytose
Sont localisés au niveau des
muqueuses et des
vaisseaux sanguins
Tous les tissus,
organes lymphoïdes
secondaires
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Les cellules de la réponse immune adaptative
CELLULE
FONCTION
LOCALISATION
B : production d’anticorps
lymphocyte
Circulent
via le sang
T auxiliaire (CD4+ ou T4) produisent des cytokines
et T cytotoxique (CD8+ ou T8) détruisent les et la lymphe
cellules tumorales ou infectées par des virus
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Deux types d’organes lymphoïdes : organes primaires ou centraux (moelle osseuse et
thymus) et les organes secondaires ou périphériques (rate, ganglions lymphatiques).
et de rencontre avec l’antigène
Le thymus est le lieu
de différenciation des
lymphocytes T
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Le réseau sanguin et le réseau lymphatique : deux voies de circulation importantes.
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Les lymphocytes T et B circulent en utilisant le réseau sanguin et le réseau lymphatique.
Les macrophages et les cellules dendritiques, après avoir quitté la circulation sanguine, restent localisés
au niveau des sites d’entrée des agents pathogènes, où ils jouent le rôle de cellules sentinelles.
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I1 Qu’est ce que l’immunité ?
Quelques définitions
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La réponse immune innée, la réponse immune adaptative
Les cellules (les acteurs)
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Première ligne de défense : le développement de la réponse innée
Une réaction qui prépare à la deuxième ligne de défense : la réponse adaptative
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Quels sont les quatre signes principaux de l’inflammation ?
Le mastocyte est largement
impliqué dans la réaction
inflammatoire en relarguant
l’histamine possédant un
effet vasodilatateur.
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La détection de l’agent pathogène
1) Reconnaître l’agent pathogène
2) Eliminer l’agent pathogène
Identification
Destruction
Mais sans affecter les cellules de l’organisme
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1) La reconnaissance par les cellules de l’immunité innée entraîne
la mobilisation d’autres cellules
Bactérie
Cellule de l’immunité innée
Ces cellules « sentinelles »
sont présentes dans
l’organisme avant l’entrée du
pathogène
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Les cellules de l’immunité innée sont équipées de récepteurs
membranaires (PRR : Pattern Recognition Receptors) leur
permettant de reconnaitre des molécules présentes seulement
dans les microorganismes pathogènes (PAMP), les PAMP sont
communs à de nombreux pathogènes.
Bactérie
PAMP
Bactérie
PRR (dont les TLR : récepteurs Toll)
Activation de la sécrétion de cytokines et de chimiokines
Activation de la phagocytose
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TLR3 reconnaissant un fragment d’ARN viral (hélice bleue)
Domaines extracellulaires de TLR3
Membrane de la cellule
Domaines intracellulaires de TLR3
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Cellule dendritique
Diapédèse
Attraction
La sécrétion des chimiokines attirent d’autres cellules comme
les cellules dendritiques et les granulocytes
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2) L’élimination du pathogène par la phagocytose
Bactérie
Macrophage
ou cellule
dendritique
Bactérie phagocytée
La réponse est immédiate, en quelques heures la bactérie est reconnue puis phagocytée.
Ce processus fait partie de la réponse immune innée.
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La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée
I1 Qu’est ce que l’immunité ?
Quelques définitions
Rappels sur les différents types de microbes
I2 Les différents éléments de la réponse immunitaire
La réponse immune innée, la réponse immune acquise
Les cellules (les acteurs)
I3 L’immunité innée et l’immunité adaptative
Première ligne de défense : le développement de la réponse innée
Une réaction qui prépare à la deuxième ligne de défense : la réponse adaptative
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Réponse innée efficace
La rencontre entre l’agent pathogène et les
cellules de la réponse innée (macrophages,
cellules dendritiques) a lieu au niveau du site
d’entrée, le pathogène est détruit.
Réponse rapide en quelques
minutes à quelques heures
Réponse innée pas suffisamment efficace
L’agent pathogène est transporté du site
d’entrée vers le ganglion lymphatique
drainant.
Réponse nécessitant un
délai de quelques jours
Ganglion
lymphatique drainant
(ganglion poplité)
Entrée et
destruction du
pathogène
Les cellules de l’immunité innée sont
présentes au niveau de tous les sites d’entrée
et dans presque tous les organes
Entrée du
pathogène
La cellule dendritique présente
l’agent pathogène (antigène) aux
lymphocytes T dans le ganglion
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La cellule dendritique transporte l’antigène dans le ganglion
et le présente au lymphocyte T
Ganglion lymphatique au MEB
à faible grossissement
Ganglion lymphatique au MEB
à fort grossissement
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Le mécanisme de la présentation de l’antigène par la cellule dendritique au lymphocyte T
31
Conclusion
32
Pathogène
Barrières naturelles
Epithéliums
Première ligne
Protection
Entrée
du pathogène
Elimination
des pathogènes
Immunité innée
heures
Persistance
du pathogène
Deuxième ligne
Immunité
adaptative
jours
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35
36
37
38
39

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