Les effecteurs cytotoxiques Syndrome de Di George (Absence de thymus) pas de cellules T Réponse aux infections provoquées par les bactéries extracellulaires mais pas d’élimination des pathogènes intracellulaires Infections répétées par virus, bactéries intracellulaires et champignons

Les effecteurs cytotoxiques Immunité à médiation cellulaire et humorale jouent des rôles différents dans la protection de l’hôte Immunité humorale = Anticorps sécrétés se lient aux antigènes de la surface cellulaire ou extracellulaire Existence de pathogènes intracellulaires = nécessité de détecter et de détruire les cellules hébergeant des pathogènes intracellulaires = immunité cellulaire

Les effecteurs cytotoxiques Cellules spécifiques d’un antigène et cellules non spécifiques contribuent à la réponse immunitaire Spécifiques T CD4 TH1 ou TH2, CD8 Non spécifiques NK, macrophages , P neutro et éosino

Les effecteurs cytotoxiques 2 types de cellules effectrices cytotoxiques: T CD8 : spécifiques d’un antigène = élimination des cellules étrangères et cellules au soi altéré (cellules infectées et tumorales) NK Natural Killer, macrophages : non spécifiques de l’antigène

The control of intracellular proteins by MHC Cl I molecules killing Cytoplasmic Foreign protein

The control of intracellular proteins by MHC Cl I molecules CTL deleted Or tolerized No killing Self - protein

T naïves et mémoires Propriétés T naïves T effectrices Signal de costimulation Requis pour activation Non requis pour activation CD45 CD45RA CD45RO Molécules adhérence (CD2, LFA-1) Faible Elevé

CD45 Molécule de la surface cellulaire présentant une activité phosphatasique permettant la déphosphorylation d’un résidu tyrosine de Lck et fyn CD45 RO exprimé sur les T effectrices affinité plus grande pour complexe TCR = plus grande sensibilité à activation par complexe peptide-CMH

Les molécules effectrices Type cellulaire Effecteurs solubles Effecteurs membranaires T cytotoxiques Perforine et granzyme IFNg, TNF b Ligand de Fas TH1 IL2, IL3, TNF b, IFNg, GM-CSF TNFb TH2 IL3, IL4, IL5, IL6, IL10, IL13, GMCSF Ligand de CD40

Molécule HLA de classe I Les tétramères = reconnaître les CTL Molécule HLA de classe I biotine Tétramère Streptavidine TCR T lymphocyte

Two types of memory T cells virgin CD62L +++ CCR7 + CD29- 45RA-O+ Blood to lymph nodes Ag stimulation CD62L +++ CCR7+ CD29+++ 45RA+,RO- Central memory Stay in LN Ag stimulation CD62L - CCR7- CCR5, 4, 2 et 3 high CD29+++ 45RA+,RO- Goes to Inflammatory area Effector memory

Reinvigorating Exhausted T Cells Freeman GJ JEM, sept 06 Resolved Infection Chronic Infection

Mediators of NK cells functional effects Tumor or virus infected cells Direct lysis perforine Cytokine secretions : INFg +++++ TNFa+++ GMCSF+++ Chimiokines : CCL4, 5 & 22

La cytolyse Cytotoxicité cellulaire directe : La libération de molécules cytolytiques. Elle provoque la nécrose de la cellule cible. Dans les secondes qui suivent l’adhésion du CTL à la cellule cible, on aura une brutale augmentation du taux de calcium dans le CTL qui est responsable d’une relocalisation des structures golgiennes et des granules cytoplasmiques. Ces granules vont migrer et s’accumuler au pôle qui est au contact de la cellule cible. Cette relocalisation du golgi et des granules intervient dans la préservation des cellules environnantes. Les granules vont libérer des molécules cytolytiques dont la perforine qui présente de fortes homologies structurales avec le C9 du complément. Au contact de la cellule cible, ces molécules s’insèrent dans la bicouche lipidique et se polymérisent grâce au calcium. On obtient des trous homologues au polyC9. Il y a alors nécrose de la cellule.

Apoptose Interaction de molécules membranaires : Fas/Fas-Ligand. Fas est un récepteur de la cellule cible, apparenté au récepteur du TNF qui interagit avec une molécule membranaire du CTL : le Fas-ligand. Cette molécule de 30KDa est proche du TNF. Granzyme /Perforine : granzyme pénètre dans la cellule par le spores créés par la perforine, relargué dans le cytoplasme et clive la caspase 8 et active ainsi une cascade de caspases entrainant la mort par apoptose

Génération de CTL in vivo H-2b normale H-2k normale H-2b KO perforine H-2k normale Lymphocytes Lymphocytes Lymphocytes Lymphocytes Non proliférant Non proliférant CTL H-2b KO perforine CTL H-2b normaux anti H-2k

Interaction CTL cellule cible Cellules cibles H-2k normale H-2k mutante lpr (Fas neg) H-2b normaux tuées H-2b KO perforine anti H-2k survivantes

Cellules NK T Réponse anti tumorale non spécifique par des « grands lymphocytes granuleux » 5 à 10% des lymphocytes circulants Lyse de cellules tumorales

NK Les cellules NK (naturelles-tueuses) sont des lymphocytes de grande taille et possédant de nombreuses granules. Elle proviennent de la moelle osseuse et font partie du système immunitaire inné Les cellules NK n’expriment pas le récepteur des lymphocytes T ni d’anticorps de surface comme les lymphocytes B Les cellules NK expriment les marqueurs cellulaires (cartes d’identités) CD16 et CD56 chez les humains et NK1.1 chez certaines souris consanguines

Rôle des cellules NK Ces cellules reconnaissent et tuent des cellules anormales (infectées par des virus, malades ou cancéreuses) Les cellules NK sont prêtes à protéger le corps avec une réponse immunitaire rapide en attendant la développement de la réponse immunitaire acquise

Récepteurs activateurs et inhibiteurs Les cellules NK expriment des récepteurs reconnaissant des ligands exprimés sur des cellules cibles (ces récepteurs sont invariables, au contraire de ceux exprimés par les lymphocytes T). Les cellules expriment des récepteurs activateurs et inhibiteurs Lorsque les récepteurs activateurs ou inhibiteurs reconnaissent leur ligand, des signaux seront délivrés qui vont influencer les fonctions des cellules NK (tuer ou ne pas tuer)

Cibles moléculaires des cellules NK Molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe I qui présentent les peptides du soi ou d’origine étrangère aux lymphocytes T Toutes les cellules nucléées expriment le CMH de classe I. CMH I + peptide de soi= cellule saine CMH I + peptide d’origine virale= cellule infectée par un virus imitations virales de CMH= cellule infectée par un virus

Killing cancer or viral infected cells with the missing self

NK cells express three types of receptors: activating, inhibitory and co-stimulatory receptors.  Target cell NK cell

NK cell activities : a delicate balance Interacting cell Bacterial or viral product MHC molecules Activating receptors Inhibitory receptors Inhibitory module = ITIM : …..YxxLx…..Yxxl… SHP & SHIP Pases Activator module = ITAM : …..ILVxxYLV….. Syk kinases NK cell Immunoreceptor Tyrosine Activating Motif Immunoreceptor Tyrosine Inhibiting Motif

Intracellular modules of immunological receptors Activator = ITAM : …..ILVxxYLV….. (ex : CD3 chains, syk kinases NK activs.) Inhibitor = ITIM : …..YxxLx…..Yxxl… (ex : SHP & SHIP, NK inhibs.)

Genomic structure of lectin-like receptors encoded in the natural killer gene complex. 

Famille des KIRs (Killer Ig like Receptors) : Exprimés chez les primates ; gènes regroupés sur le chromosome 19 (= leucocyte receptor complex, 150 Kb) Monomères, homo et hétérodimers (14 molécules connues chez l’homme) Ligands : molécules HLA de classe I : contact sur les hélices alpha des poches à peptide, sur quelques résidus seulement => spécificité pour un sous type de HLA I (Exemple de spécificité : KIR2DL2 peut se lier à HLA-Cw1, w3, w7 et w8.KIR3DL1 à bw4 ) KIRs inhibiteurs (long tailed) KIR activateurs (short tailed)   Molécule DAP 12 KIR2DL KIR3DL KIR2DS   Domaine ITIM domaine ITAM

Inhibiteurs Activateurs Famille des lectines de type II, (Ly49) : exprimée chez les rongeurs Ligands : résidus sucrés des molécules HLA de classe I Inhibiteurs Activateurs Se lie probablement à une Molécule de type Dap 12 ITIM Homodimers ; genes located on mouse chr. 6 => NKC gene complex

Famille des lectines de type C : exprimée chez les rongeurs et les primates Inhibiteurs activateurs Heterodimers (2° chaine = CD94) CD94 ITIM ITAM Gènes sur le complexe NKC (chr. 6 souris; 12 primates) Lient HLA classiques non

Inhibitory NK receptors for MHC

Activators : The NKp family 3 Ig superfamily members distincts from KIRS Specific for NK cells Charged residues in TM segment => module association Receptor adaptor ligand NKp30 FCeRIg or CD3z ? NKp46 FCeRIg or CD3z influenza HA,… NKp44 Dap 12 influenza HA,… Central role in Nk cell mediated killing of cancer cells NKc mediated killing of viral cells blocked by anti - HA

Activating NK cell receptors and their ligands

Activating receptors and their intracellular modules

The C-lectin like NKG2D Dap10 Homodimer ?

Ly49h : an activation receptor which reinforce (?) anti-CMV defenses

NKG2D and viral infections : Thwarting viruses

NK cells D cells cross-talk in tissues ED TISSUES < previous  next > NK cells D cells cross-talk in tissues

NATURAL KILLER CELLS AND DENDRITIC CELLS: RENDEZVOUS IN ABUSED TISSUES < previous  next >

CLOSE Priming NK Cells

NK cells differentiation I                                                                  NK cells differentiation I

NK Cell differentiaton 2

NK cells in vitro

HLA-class I specificity KIR HLA-class I specificity KIR2DL1 Group 2 HLA-C alleles expressing Lys80 (such as, HLA-Cw2, -Cw4, -Cw5, -Cw6) KIR2DL2/3 Group 1 HLA-C alleles expressing Asn80 (such as HLA-Cw1, -Cw3, -Cw7, -Cw8) KIR3DL1 HLA-Bw4 alleles (e.g. HLA-B27) HLA-class I allele specificity of the main inhibitory KIR.

Mismatch KIR lors d’une greffe hématopoïétique haplo-identique Farag et al, Blood 2002

Kaplan-Meier estimates of the probability of leukaemia relapse of 40 high-risk AML recipients

Kaplan-Meier estimates of the probability of survival of 40 high-risk AML recipients

Dendritic cells are equipped to ingest living, apoptotic and necrotic cells Immune complexes Osponized live or dead cells Necrotic cells Toll R FcR CR3/4 PSR CD36 aVb5 CD91 Apoptotic cells