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Cytotoxicité à médiation cellulaire La lyse dune cellule cible sans lintervention danticorps par la libération polarisée de perforines et linduction de.

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1 Cytotoxicité à médiation cellulaire La lyse dune cellule cible sans lintervention danticorps par la libération polarisée de perforines et linduction de lapoptose (granzymes et FasLigand) Une machinerie utilisée par deux cellules cytotoxiques voisines –Lancêtre : la cellule natural killer (NK) –Sa descendante « moderne » : le lymphocyte T cytotoxique La machinerie est la même mais le trigger est différent –Pour le lymphocyte T cytotoxique : TCR –Pour la NK : ?

2 « licence to kill » des NK? La reconnaissance de PAMP sur les cellules infectées ou de ligands anormaux sur certaines cellules tumorales joue un rôle mais nest pas suffisant (nécessaire mais pas suffisant) comment reconnaître une cellule transformée ou infectée par un virus quand on na pas de TCR?

3 Base moléculaire de la discrimination par les cellules NK comment reconnaître une cellule transformée ou infectée par un virus quand on na pas de TCR? –la cellule NK perçoit labsence dune structure normalement présente sur la plupart des cellules saines de lorganisme

4 Les récepteurs inhibiteurs KIR (Killer inhibitory receptors)

5 La perte des molécules MHC de classe I est un moyen fréquemment utilisé par les cellules tumorales ou par les cellules infectées par des virus pour échapper au contrôle des lymphocytes T cytotoxiques CD8 +...

6 cela rend les cellules en question plus sensibles à lactivité des NK. Lévolution a conservé les NK aux côtés des lymphocytes T cytotoxiques pour contrecarrer les mécanismes déchappement des virus...

7 « Cellules K » et ADCC ADCC = antibody dependent cell-mediated cytotoxicity

8

9 « Cellules K » et ADCC ADCC = antibody dependent cell-mediated cytotoxicity Les cellules K correspondent à une fonction particulière que peuvent exercer plusieurs types cellulaires (NK, macrophages, polynucléaires) Les cellules K ne sont pas une lignée en soi

10 Complément

11 Jules Bordet, Paul Ehrlich –complément à laction bactéricide des immunoglobulines (anticorps) Système complexe de plus de trente protéines plasmatiques et membranaires

12 Fonctions du complément

13 Les protéines du complément synthétisées majoritairement dans le foie souvent des proenzymes (ou zymogènes) –dénomination selon lordre de découverte pas nécessairement selon un ordre logique (malheureusement) –activation par protéolyse avec séparation dun fragment inhibiteur et dun fragment catalytique

14 Les protéines du complément Fragment inhibiteur –le plus petit –appelé...a –action à distance sur lactivation et le chémotactisme des phagocytes Fragment catalytique (sérine protéase) –le plus gros –appelé...b –action enzymatique locale (à la surface de lagent pathogène) (nouvelle nomenclature : fragment catalytique de C2 = C2b)

15 La molécule effectrice la plus importante du système Le facteur soluble le plus important du système

16 C4b et C3b : les systèmes dancrage

17 Voie classique : intervention de la collectine C1q Collectines : molécules ancestrales à activité lectine Interagit avec plusieurs ligands mais en particulier avec des ligands présents sur les immunoglobulines et en particulier sur les complexes immuns Activation : reconnaissance dun antigène par un anticorps spécifique –formation dun complexe immun La portion Fc dune immunoglobuline libre (sans antigène fixé sur le Fab) est incapable de lier C1q.

18 Voie classique : le complexe C1 C1 est formé de trois molécules distinctes –C1q : dépourvu dactivité enzymatique, se lie au domaine Fc des IgM et des IgG –C1r : sérine protéase –C1s : sérine protéase

19 Le complexe C1

20 Voie classique : le complexe C1 Le complexe C1r 2 C1s 2 non lié à C1q est inactif Cest la fixation sur C1q qui révèle lactivité enzymatique de C1r Non fixé sur C1q Fixé sur C1q Domaines dinteraction avec C1q

21 C1 = protéine avec un domaine de type collagène et un domaine lectine C1 est une COLLECTINE.

22 Lectine Se dit de toute protéine ou glycoprotéine, dorigine animale ou végétale possédant au moins un domaine non catalytique de fixation réversible à un mono- ou à un oligosaccharide spécifique, et ce à lexclusion des immunoglobulines

23 Le complexe C1 Pour que C1r 2 C1s 2 puisse se lier à C1q, il faut que C1q subisse lui-même un changement de conformation La fixation de C1q, notamment sur des complexes immuns permet ce changement de conformation

24 Le complexe C1 Complexes immuns à IgM –les IgM sont des pentamères –chaque molécule dIgM possède au moins trois sites de fixation au C1q les IgM activent très efficacement le complément

25 IgM : immunoglobuline pentamérique

26 Le complexe C1 Complexes immuns à IgM –les IgM sont des pentamères –chaque molécule dIgM possède trois sites de fixation au C1q les IgM activent très efficacement le complément –Les sites de fixation au C1q ne sont exposés que si lIgM est liée à un antigène

27 IgM : immunoglobuline pentamérique Forme liée à un antigène : révélation des sites de fixation au C1q

28 Le complexe C1 Complexes immuns à IgG –les IgG sont des monomères –chaque molécule dIgG possède un seul site de fixation au C1q –La liaison de C1q à une seule IgG nest pas suffisante pour modifier sa conformation les IgG sont beaucoup moins efficaces que les IgM pour activer le complément

29 Le complexe C1 La liaison de C1q à deux Ig ou plus nest possible que si ces dernières appartiennent à un même complexe immun ou si elles sont fixées sur une même surface

30 Liaison de C1q à des Ig

31 Un grand classique en immunologie clinique Le test au C1q –destiné à mesurer la présence de complexes immuns dans le plasma

32 Liaison de C1q à des Ig

33 Constitution de C1qr 2 s 2 C1s est le substrat de C1r et est lui-même une protéase

34 Constitution de la C3 convertase C2 et C4 sont deux substrats de C1s C4b intervient dans lancrage à la membrane b C2a 2b C4b2b

35 Constitution de la C3 convertase b C2a 2b C4b2b C4b intervient dans lancrage à la membrane

36 Hydrolyse de C3 par la C3 convertase (très efficace) Liaison thioester avide délectrons

37 Hydrolyse de C3 par la C3 convertase Liaison covalente avec les glycoprotéines de la surface cellulaire

38 Constitution de la C5 convertase 2b

39 Génération dune grande quantité de C3b qui couvre la surface bactérienne 2b2b Tout le C3b ne se lie pas à la membrane Une partie diffuse et se fixe sur des complexes immuns solubles et des microorganismes : opsonisation

40 Une molécule de C4b2b clive 1000 molécules de C3 en C3b!

41 Activation du MAC (membrane attack complex) (C5-C9) 2b

42 Activation du MAC (membrane attack complex) (C5-C9)

43

44 Importance relative du MAC et de la génération de lopsonine C3b Le MAC est important contre un nombre limité de bactéries (neisseria notamment) Par contre lopsonisation par C3b est cruciale pour un grand nombre dagents infectieux.

45 La voie classique peut parfois être activée via C1q mais par autre chose que des complexes immuns

46 Dans certains cas C1q peut se lier directement à certaines cellules Certaines bactéries (certains steptocoques) Cellules apoptotiques

47 Dans dautres cas, C1q est activé par une protéine qui nest pas une immunoglobuline : la CRP

48 CRP : C Reactive Protein Protéine de la phase aiguë de linflammation (acute phase protein) Synthétisée par le foie Marqueur de linflammation très couramment utilisé en biologie clinique

49 CRP

50 Membre dune famille de protéines très ancienne. Se lie à la phosphocholine et aux résidus phosphocholine des polysaccharides bactériens. Se lie aux cellules apoptotiques Une fois lié à son ligand, peut activer le C1q

51 Une fonction importante de la voie classique du complément est lélimination des cellules apoptotiques

52 Lectines protéines ou glycoprotéines capable de se lier à certains résidus glucidiques origine non immunitaire capable comme un anticorps dagglutiner ou de précipiter des cellules ou des glycoconjugués isolées initialement chez des végétaux mais molécules voisines (lectin-like) présentes chez les bactéries et les animaux

53 Le récepteur au mannose et sa famille Domaine de type lectine (site de la liaison au résidus mannosyl et fucosyl) Liaison à de nombreux microorganismes Gram-, Gram+, mycobactéries, champignons, parasites

54 Voie dactivation par la lectine liant le mannose (MBL) Fait intervenir la MBP (mannose binding protein), une collectine de la même famille que C1q MBL est donc léquivalent de C1q Une fois liée, la MBP recrute une protéase (la mannose binding protein associated protease ou MASP) qui est léquivalent de C1s et dont les substrats sont C4 et C2

55 Voie de MBL

56 Voie alterne Non liée à la fixation dune collectine sur un complexe immun ou sur un pathogène donc indépendante de limmunité adaptative Considérée comme constituant de limmunité naturelle Aboutit à lactivation du MAC (formation de C5b sans lintervention danticorps)

57 Voie alterne Facteur B : une fois fixé sur C3b, devient le substrat du facteur D (protéase équivalent de C1s) C3Bb : C3 convertase de la voie alterne Properdine : augmente la ½ vie de la C3 convertase de la voie alterne (5 30 minutes)

58 Voie alterne Présence physiologique de petites quantités de C3b dans le plasma (hydrolyse spontanée à bas bruit de la liaison thioester instable) Fixation de C3b sur toutes les cellules (y compris les cellules de lhôte)

59 Régulation étroite de la voie alterne sur les cellules eukaryotes

60 Régulation de la voie alterne CR1 et DAF : empêchent linteraction C3b B et déplacent C3b des complexes C3bBb déjà formés Facteur I : protéase plasmatique qui clive C3b en iC3b CR1, DAF et facteur H sont des cofacteurs du facteur I Lactivité du facteur H dépend du contenu cellulaire en acide sialique

61 Voie classiqueVoie alterne

62 Voie classique vs. voie alterne C4b2b C4b2b3b

63 Voie classique vs. voie alterne

64 La voie alterne constitue une boucle damplification de la voie classique

65 Les trois modes dinitiation de la cascade du complément Classique : intervention de C1q –Via COMPLEXES IMMUNS : le plus souvent –Via CRP (polysaccharides bactériens, cellules apoptotiques) –Directement (certaines bactéries, cellules apoptotiques)

66 Les trois modes dinitiation de la cascade du complément Alterne : pas dintervention de C1q –Nombreuses bactéries, champignons, virus, cellules tumorales Mannose binding lectin –Microorganismes qui contiennent des groupes mannoses terminaux

67 MAC Lié à la membrane peut se produire à la surface dune cellule ou sur des complexes immuns!

68 MAC Attention : si le MAC est activé par des complexes immuns libres (non cellulaires), le C5b67 peut aller se fixer sur des cellules voisines (qui nont pas dantigène à leur surface) –innocent bystander lysis

69 MAC Lié à la membrane C5b678 peut suffire à lyser une hématie mais pas une cellule nucléée 10 Å

70 Activation du MAC (membrane attack complex) (C5-C9) 100 Å

71 La régulation du complément Une activation intempestive du complément peut tuer un individu ou altérer gravement ses organes –molécules très labiles une fois activées –nombreux systèmes de contrôle

72 Linhibiteur de C1 (=inhibiteur de C1 estérase)

73 Déficit génétique : activation intempestive de C4 ou de C2

74 Les protéines RCA (regulator of complement activation) Famille de protéines (toutes codées par le même chromosome) et qui régulent lactivité de la C3 convertase –voie classique : se lient à C4b une protéine soluble : C4BP deux protéines membranaires : CR1 et MCP une protéase qui inactive C4b en C4d et C4c

75 Les protéines RCA (regulator of complement activation) Famille de protéines (toutes codées par le même chromosome) et qui régulent lactivité de la C3 convertase –voie alterne : se lient à C3b trois protéines membranaires : CR1, MCP, facteur H une protéase qui inactive C3b en C3c et C3dg

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77 Les protéines RCA (regulator of complement activation) Famille de protéines (toutes codées par le même chromosome) et qui régulent lactivité de la C3 convertase (voie classique ou voie alterne) –inhibent sa formation –favorisent sa dissociation (decay) C4BP, CRI, facteur H DAF (decay accelerating factor)

78 Inhibition du MAC Protéine S (vitronectine) –protéine soluble qui lie le complexe C5b67 et lempêche de sinsérer dans la membrane cellulaire

79 Inhibition du MAC Homologous restriction factors (spécificité despèce – se lient à C8) –HRF –CD59

80 Inhibition du MAC Homologous restriction factors (spécificité despèce – se lient à C8) –HRF –CD59 Déficit dancrage GPI : hémoglobinurie paroxystique nocturne

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82 Conséquences de lactivation du complément

83 bactéries Gram - virus enveloppés herpesvirus, retrovirus,...

84 Conséquences de lactivation du complément peu efficace contre les bactéries Gram + et les cellules nucléées (notamment tumorales)

85 Conséquences de lactivation du complément Neutralisation de certains virus par la fixation de certains composants du complément indépendemment de lactivation du MAC

86 Conséquences de lactivation du complément Principale opsonine : C3b

87 Conséquences de lactivation du complément Principale opsonine : C3b Récepteur CR1

88 Solubilisation des complexes immuns Le C3b et les hématies (riches en CR1) interviennent pour éliminer les complexes immuns via les cellules phagocytaires de la rate et du foie

89 Réponse inflammatoire C3a, C4a et C5a sont des anaphylatoxines, des facteurs solubles qui initient la réponse inflammatoire

90 Inflammation réaction défensive immédiate des tissus à linfection ou à une agression par des agents chimiques ou physiques. Le tissu affecté est caractérisé par la perception dune douleur, la tuméfaction, la chaleur, la rougeur et la perte de fonction

91 Inflammation ceci correspond à une vasodilatation locale, une extravasation de plasma dans les espaces intercellulaires et une accumulation de leucocytes dans lorgane atteint. Les systèmes enzymatiques du plasma jouent un rôle fondamental dans la génération de médiateurs de linflammation

92 Inflammation ces systèmes enzymatiques incluent le complément, la coagulation, la fibrinolyse et les kinines

93 Inflammation Rougeur et chaleur : vasodilatation Gonflement : extravasation de plasma et de leucocytes Douleur : libération de médiateurs par les leucocytes au voisinage des terminaisons nerveuses

94 Réponse inflammatoire C3a, C4a et surtout C5a sont des anaphylatoxines, des facteurs solubles qui initient la réponse inflammatoire –provoquent la dégranulation des basophiles et des mastocytes tissulaires et la libération damines vasoactives (en particulier dhistamine) vasodilatation, augmentation de la perméabilité vasculaire, contraction des muscles lisses bronchiques –induisent ladhérence des neutrophiles et des monocytes au cellules endothéliales, leur extravasation, et leur activation sur le site inflammatoire

95 Réponse inflammatoire C3a, C4a et surtout C5a sont des anaphylatoxines, des facteurs solubles qui initient la réponse inflammatoire –activité régulée par une protéase la carboxypeptidase N –les formes des-Arg ont perdu lessentiel de leur activité

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97 Quizz : vrai ou faux Une seule molécule dIgM fixée sur une surface suffit à activer C1q de la voie classique

98 Quizz : vrai ou faux C3a et C3b sont des fragments de C3

99 Quizz : vrai ou faux Les cellules nuclées sont plus résistantes à la lyse induite par le complément que les hématies

100 Quizz : vrai ou faux Les virus enveloppés ne peuvent être lysés par le complément parce que leur enveloppe est résistante à la formation de pores par le MAC

101 Quizz : vrai ou faux Les individus déficients en C4 éliminent mal les complexes immuns circulants

102 Questions ouvertes Pourquoi une IgM sérique ne peut-elle activer la voie classique?

103 Questions ouvertes Quel déficit génétique aura selon vous le plus dimplications cliniques (infectieuses) –C1 –C3

104 Questions ouvertes Certains microorganismes produisent des enzymes capables de dégrader la portion Fc des immunoglobulines. Quel avantage ces enzymes apportent-ils aux microorganismes en question?

105 Voies classique/alterne/lectine Quel type de stimulus pour lactivation de chaque voie?

106 Voies classique/alterne/lectine Parties communes & parties différentes?

107 Voies classique/alterne/lectine Conséquences biologiques similaires ou différentes?

108 Systèmes de régulation Pourquoi les globules rouges sont-ils plus sensibles au complément que les cellules nucléées? Pourquoi les globules dun individu ne sont-ils normalement pas lysés par le complément (innocent bystander lysis)? Dans quelles conditions, des globules rouges peuvent-il détruits par le complément?

109 a. C3b b. C1, C4, C2 et C3 c. C9 d. C3, facteur B et properdine e. C1q f. C4b2a3b g. C5b, C6, C7, C8 et C9 h. C3 C3a+C3b i. C3a, C5a, et C5bC7 j. C3a, C4a, et C5a k. C4b2a i. C3b+B C3bBb+Ba 1. Réaction qui produit une amplification majeure 2. Composants précoces v. alterne 3. Les composants du MAC 4. Responsable de lopsonisation 5. Composants précoces v. classique 6. Activité de type perforine 7. Se lie au Fc des anticorps 8. Activité chémotactique 9. Activité C3 convertase 10. Anaphylatoxines 11. Activité C5 convertase 12. Réaction catalysée par facteur D 13. Réaction catalysée par C1qr 2 s 2


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