LES ANTIGENES

Définitions On appelle antigène toute substance étrangère à l'organisme qui, introduite par voie parentérale, est susceptible d'induire la formation d'anticorps avec lesquels elle s'unira spécifiquement. Le caractère principal de l’antigène est de se lier spécifiquement avec les Anticorps et les lymphocytes générés contre lui. C’est l’antigénicité.

NOTION DE DÉTERMINANTS ANTIGÉNIQUES OU ÉPITOPES : La plupart des antigènes sont des macromolécules, protéiques ou glucidiques, présentant à leur surface des reliefs, des aspérités dus au repliement des chaînes polypeptidiques ou glucidiques sur elle-même : ce sont ces structures limitées, appelées épitopes ou déterminants antigéniques, qui sont capables de se lier de manière stéréospécifique avec le site complémentaire de la molécule de reconnaissance (paratope).

NOTION D'IMMUNOGÈNES : Ce terme désigne les substances antigéniques capables d'induire in vivo une réponse immunitaire et de réagir spécifiquement, in vivo et in vitro avec les molécules de reconnaissance ainsi induites. Par contre au sens strict du terme, l'antigène désigne cette même substance mais étudiée in vitro, du point de vue du laboratoire. Donc, bien que tous les immunogènes soient des antigènes, tous les antigènes ne sont pas des immunogènes. En d'autres termes l'antigénicité est la propriété d'un épitope de se lier au paratope de l'anticorps ou du TCR.

NOTION D'HAPTÈNE : Du grec "hapteïn" (attacher) la notion d'haptène a été introduite en 1921 par LANDSTEINER pour qualifier des substances non antigéniques par elles-mêmes, mais pouvant le devenir lorsqu'elles sont couplées à des macromolécules porteuses

Certaines substances injectées dans des conditions données à un hôte donné entrainent un état de non réponse immunitaire ou de tolérance, on appelle ce phénomène: la Tolérogénicité.

Certaines substances dites Mitogènes, une fois injectées dans l’organisme vont activer presque tous les clones de lymphocytes: il s’agit donc d’une activation polyclonale. Exemple de mitogène: la Phytohamagglutinine (PHA) Le mitogène de POKEWEED (PWM) La Concavaline A (Con A) Le virus d’EPSEIN-BARR (EPV)

Détoxification sous l’action du formaldéhyde et de la chaleur Site impliqué dans la toxicité Détoxification sous l’action du formaldéhyde et de la chaleur Molécule de toxine tétanique Légende Déterminants antigéniques impliqués dans l’immunité Molécule d’anatoxine tétanique antigénique mais atoxique

Facteurs influençant l’antigénicité L’expression de l’antigénicité est liée principalement à la présence de structures linéaires ou spatiales qui constituent les déterminants antigéniques complémentaires des sites actifs des anticorps

Réactions croisées Il existe dans la nature, des anticorps pouvant réagir avec plusieurs substances. Ce type de réaction s’appelle réaction hétérologue ou réaction croisée. Elle s’explique par la parenté structurale entre l’antigène inducteur et les autres Exemple: le vaccin contre la vaccine agit aussi sur la variole

Facteurs influençant l’Immunogénicité: Caractères structuraux État du système immunitaire Constitution génétique de l’hôte Dose de l’antigène injecté Voie d’inoculation Notion d’adjuvant Receveur Homme Singe Lapin Poule Donneur - +/- ++ +++

Différents types d’antigènes Xénoantigènes ou hétéro antigènes: provenant d’individus d’une autre espèce. Allo antigènes: provenant d’une même espèce mais d’individus différents. Auto antigènes: provenant du même individu. Effecteurs anormalement déclenchés.

Antigènes et agents pathogènes Cellules eucaryotes, transplantées ou transfusées, bactéries, virus, parasites, champignons, tous ces agents pathogènes sont des assemblages de macromolécules. La complexité de l’assemblage donne un nombre suffisant de déterminants immunogéniques et un très grands nombre de déterminants antigéniques. Réponse immunitaire multiple. Rôle protecteur, et trace de l’infection pour le diagnostic précis

Immunoglobulines

INTRODUCTION Les anticorps se recrutent dans un groupe de macromolécules protéiques largement représentées dans le plasma, appelées immunoglobulines. Tous les anticorps sont des immunoglobulines, mais il existe des Ig sans fonction anticorps connue. Toutes les Ig possèdent en commun les caractères suivants: - origine cellulaire (lymphocyte B) - organisation en unité tétramérique - fonction de reconnaissance et de liaison à l’Ag

Origine cellulaire et localisation Les Ig sont produits par des cellules spécialisées appelées plasmocytes. Lymphocytes B BCR

Lymphocytes B

Quand on réalise l'électrophorèse d'un sérum, on obtient le profil suivant

Structure des Ig Unité de base à 4 chaines polypeptidiques

Fonction de la molécules d’Ig Les régions V des chaînes H et L portent un site de reconnaissance spécifique de l’antigène : paratope -Les régions C portent les fonctions effectrices de l’Ig(fixation du complément, passage transmembranaire, fixation aux récepteurs cellulaires....).

Localisation des différentes fonctions Clivage des Ig G par la papaïne donne deux types de fragments: le premier la chaîne L et porte la fonction de liaison à l’Ag. Il a été appelé Fragment Fab (pour Antigen binding). Le second dépourvu de cette fonction, ne porte pas de chaînes légères, conserve la capacité de fixer le complément et présente la particularité de cristalliser. Il a été appelé fragment cristallisable. Fc.

Le clivage par la pepsine (Nisonoff et col) donne un seul type de fragment appelé F(ab’), portant la fonction de liaison à l’Ag et de petits peptides dépourvus de toute activité. Les fragments actifs peuvent être réduits en deux autres fragments de taille identique, doués également de la fonction de liaison à l’Ag.

Chaîne légère PM faible : 23 k Da . 214 AA. Il existe 2 types de chaînes légères : - les chaînes kappa : avec 3 sous catégories - les chaînes lambda : avec 5 sous types Les chaînes kappa sont 2 fois plus abondantes que les chaînes lambda. On a toujours une association 2 lambda, 2 kappa . Les chaînes légères sont communes à l'ensemble de Ig (Ig G, Ig A, Ig D...). Les chaînes légères sont formées de 2 domaines, un domaine variable VL et un domaine constant CL.

Chaîne lourde PM : 50 k da 446 AA Le fragment Fc est dépourvu d'activité de reconnaissance des Ag mais possède des propriétés biologiques importantes : Il détermine la demi-vie des Ig : Ig G demi-vie de 21 jours Ig A demi-vie de 5 à 7 jours Ig D et E demi-vie de 2 jours. La partie Fc des Ig G va être impliquée dans la traversée du placenta au niveau duquel il existe des récepteurs pour la partie Fc des Ig G impliquées dans la fixation du complément.

GENETIQUE DES IMMUNOGLOBULINES Les gènes codant pour les Ig sont transmis de façon mendélienne. Les région constantes et variables sont codées par des gènes distincts, répartis en trois groupes: le locus chaine lourde chromosome 14, le locus Kappa chromosome 2 et le locus lambda chromosome 22. Chaque locus contient à la fois les gènes codant pour les régions variables et le ou les gènes codant pour les régions constantes

Nomenclature des Ig humaines Les Ig humaines sont des molécules très immunogéniques chez d’autres espèces animales. La préparation et l’utilisation de différents immuns – sérums d’origine animale, ont permis de démontrer l’existence chez l’homme de plusieurs variétés d’Ig distinctes entre elles par déterminants antigéniques propres.

Variétés de chaines lourdes ou classes d’Ig Il existe cinq variétés de chaines lourdes H définissant cinq classes d’Ig: les Ig A, les Ig G, les Ig M, les Ig D et les Ig E, auxquelles correspondent. Chaque classe est caractérisée par des déterminants antigéniques localisés dans la région constante des chaines H. Des différences antigéniques intra-classes déterminent des sous classes: 4 pour les Ig G, 2 pour les Ig.

Ig M

Rôle biologique : importantes capacités d'agglutinations. Ig M Rôle biologique : importantes capacités d'agglutinations. Entre les branches des Ig M on peut agglutiner. Ig M fixent fortement le complément. Ils exercent une activités lytique et bactéricide. C'est la classe la plus ancienne. C'est la classe qui se différencie en 1ér lors d'une infection, permet de dater une infection

Les IgG1 sont les plus nombreux 70%, ils se fixent au complément et sont transférés au travers du placenta. Les IgG2 dont le nombre est un peu plus faible que les autres présentent une spécificité élevée vis à vis des Ag. Ce sera l'agent essentiel de la neutralisation des toxines bactériennes, l'élément prédominant pendant la réaction secondaire. Les IgG4 n'activent pas le complément et ne se lient pas aux macrophages.

Il existe 3 sous-classes chez l'homme : IGA1, IGA2 et IGA3. Les Ig A ne fixent pas le complément. Pas d'action bactéricide. Ils empêchent l'adhérence des bactéries aux surfaces muqueuses et donc limitent l'invasion bactérienne importante dans le colostrum, montée de lait après l'accouchement. Ils tapissent le TD des nouveaux nés. On les retrouve dans le mucus intestinal, le mucus bronchique, dans les larmes et dans la salive.

Teneur faible dans le sérum 200 µg/l Rôle important dans les infections parasitaires: leur dosage sert à déterminer l'infection parasitaire par des helminthes dont le ténia. Ils activent différentes cellules cytotoxiques dont les éosinophiles dits Ig E dépendants. Agents importants pour la lutte contre les schistosomules. Ils interviennent également dans la réaction allergique, ils se fixent sur la paroi des mastocytes.

Peu abondants. Permet d'identifier dans le sérum d'un patient si atteint de myélome. Sa teneur 1% des protéines plasmatiques. Localisés sur la membrane des lymphocytes à semble jouer un rôle dans la différentiation des lymphocytes B. PM : 180 k Da pas d'activité bactéricide.