LE SYSTEME DU COMPLEMENT Jules Bordet  (1870-1961) BUCHNER Alexine 2 facteurs sériques → lyse GR ou bactéries Thermostable Après immunisation Thermolabile Anticorps Complément Alexine « défendre » Complément : - ensemble de facteurs activés séquentiellement - agit en complément des Ac pour la lyse des bactéries

Pr. Hassan FELLAH. Lab. d’Immunologie. FMPC complément Immunité naturelle C y t o k i n e s CPA Immunité adaptative Immunité cellulaire Immunité humorale

– lyse des agents pathogènes – réaction inflammatoire 1- INTRODUCTION - Le système du complément est un des effecteurs majeurs de la réponse immunitaire (immunité humorale…) 30 protéines 4-5% protéines sériques) solubles Entre elles interaction Avec membr. biologique membranaires Activation en cascade Conséquences biologiques: _ + – lyse des agents pathogènes – réaction inflammatoire – phagocytose des microorganismes – neutralisation des virus – élimination des complexes Ag-Ac Protéines Régulatrices

VC MBL C3 VA MAC Unité effectrice commune Activation comprend: - 3 unités d’activation: VC,VA,VMBL - 1 unité effectrice commune: MAC Substances activatrices VC MBL C3 VA Unité effectrice commune MAC

2- Nomenclature 1) Voie classique: * C1 (C1q, C1r et C1s) les composants de la voie classique sont désignés par des chiffres * C1, C2, C3, ……….C9 * C1 (C1q, C1r et C1s) 2) Voie alterne : les composants = Lettres majuscules Properdine = P (glycoprotéine thermostable) Facteur B = B (C3 proactivateur, glycop. Thermolabile) Facteur D = D (seul facteur actif du complément) 3) Voie de la MBL : les composants = abréviation en termes anglais Mannose Binding lectine = MBL MBL Associated Serine-Protease = MASP

3-Les protéines de controle a) les inhibiteurs C1q INA = inactivateur de C1q C1-INH = inhibiteur de la C1 estérase C3c C3b-INA = C3b C3d C6 INA = inactivateur de la C6 IA = inhibiteur des anaphylatoxines b) les protéines régulatrices  1H-globuline = facteur H = compétition avec B C4-bp = C4 binding protein

C3 C3a fragment de petite taille C3b fragment de grande taille * un composant activé chiffre +Barre C1 C1 (= C1 estérase) * un fragment clivé chiffre + lettre C3a fragment de petite taille C3 C3b fragment de grande taille * Exception C2: C2a grand fgt et C2b petit fgt * un composant inactivé chiffre + lettre+ i C3b C3bi

4- SYNTHESE ET METABOLISME DU COMPLEMENT 1- Synthèse et répartition - Hépatique +++ : 95% (C3, C6, C9, B, inhib de C1 estérase) -Extra-hépatique: lympho, mono, macrophage (C1q,C2,C4,B), cellules épithéliales (thymus, gasto-intestinale…) (C1r,C1s)… - Répartition: sérum +++, liquides biologiques. 2-Métabolisme. - demi-vie courte: 24h en moyenne - Synthèse augmente si : inflammation - Dégradation augmente si: complexe Ag-Ac, tissu lésé par Ac.

* Surfaces des pathogènes 5- LES VOIES D’ACTIVATION DU COMPLEMENT 5- 1) Nature des substances activatrices 5-1-1) la voie classique * Ag-Ac (IgM, IgG1-2-3) * Ig agrégées * Thrombine * Plasmine * Surfaces des pathogènes 5-1-2) la voie alterne * Ig agrégées (IgG1-4,IgA,IgE) * polysaccharides * lipopolysaccharides bacté. * levures (candida albicans) Parasites C3bBb (Convertase initiale) * Surfaces des pathogènes 5-1-3) la voie de la MBL * glycoprotéines de surface * levures surfaces des pathogènes non encapsulées

Voie classique Liaison Complexe d’Attaque au récepteur du C sur Voie des lectines Voie alterne Complexes Ac-Ag surface du pathogène surface du pathogène surface du pathogène Complexe C1: C1q, C1r, C1s C4, C2 Complexe MBL: MBL,MASP1,MASP2 C4, C2 B D P C3 C3 convertase C3a C4a C5a Composants terminaux du C: C5b,C6, C7, C8, C9. C3b Peptides médiateurs de l’inflammation. Recrutement de phag Liaison au récepteur du C sur les phagocytes Complexe d’Attaque membranaire: lyse du pathogène

4 - 2) Déroulement de l’activation de la voie classique L’activation de la voie classique fait intervenir successivement les 9 composants du complément qui se regroupent en 3 sous unités : C1 (C1q, C1r, C1s) = unité de reconnaissance C4,C2,C3 = unité d’activation C5-C9 = MAC = unité d’attaque de la membrane cellulaire

Composants de la voie Classique Le C1 : - complexe macromoléculaire de 740 kD - Associe C1q,C1r et C1s. (Ca2++++) C1r et C1s : ce sont deux protéases à sérine

Protéines de membrane =Ag Activation C1 C1s C1r C1 C1q IgG CH2 Couche membranaire Protéines de membrane =Ag

Protéines de membrane =Ag FIXATION DE C1qrs C1s C1r C1 C1-estérase C1q IgG CH2 Couche membranaire Protéines de membrane =Ag

Etapes importantes Membrane cellulaire Phase liquide Ag-Ac CH2 C1r Site I C1q C1s A n a p h y l t o x i e s Activation C1 (C1-estérase) C1q INA C1 C1 IH C4 C2 C2b Formation de C3 convertase ( C4b C2a ) C4b C2a Site II C4a C4- bp C3 C3a Formation de C5 convertase ( C4b C2a C3b ) C4b C2a Site III C3b C3b INA C5 C5b C5a C7 C9 C9 Formation du complexe ( C56789 ) C5b C8 C9 C9 MAC C6 C9 C9 C6 INA Etapes importantes Membrane cellulaire Phase liquide

Formation de la C3 convertase classique C4a b Ca++ C1r C1s C1q C4 CH2 de IgG Couche membranaire Protéines de membrane =Ag

Formation de la C3 convertase ( suite) C2b a C4a Ca++ C1r C1s C1q Mg++ C4b2a = C3 convertase C4b Couche membranaire

Formation de la C5-convertase classique C2b C4a Ca++ C1r C1s C1q C3a b C4b2a3b = C5 convertase; elle permet formation du MAC Mg++ C4b C3 C2 a Couche membranaire

Activation de la C5 convertase (VC, VMBL) C5a C5 C3b C4b C2 a

Assemblage et formation du complexe lytique “MAC” Formation d’un complexe tri moléculaire C6 C5 b C7 Membrane cellulaire

Insertion du complexe lytique dans la membrane MAC C5 b C6 C7 C8 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 Le MAC forme un tunnel transmembranaire hydrophile qui provoque la lyse osmotique de la cellule activée par le C.

H B (C3PA) D C3bBb C3 C3b C3bB Ba C3a 4 - 3) Déroulement de l’activation de la voie alterne 1ère voie du complément à agir = immunité innée * C3b = veilleuse, toujours en circulation dans le plasma, car protéolyse limitée de C3 par plasmine, thrombine… * Si C3b + Ag = clivage (Ag=surfaces activatrices = endotoxines bact.) * ou C3b + B + D = C3bBb (C3 convertase) B (C3PA) D Plasmine,Thromb C3bBb C3 C3b C3bB H Ba C3a C3bH Convertase faible Convertase puissante

D C3 +H +H +B +B +H i Ba i C3bi C3b C3b C3b surface du soi C3bBb i +H C3b C3a Ba D i +H +B +B +H C3b C3b surface du soi surface activatrice

Subst activatrices ou conver.initiale = C3bBb 4 - 3) Déroulement de l’activation de la voie alterne (suite) Subst activatrices ou conver.initiale = C3bBb Inactivation de C3bi H C3bH properdine Sérine estérase P C3b D C3 C3bB C3bBb C3bBbP B C3a C3PA Convertase faible C3 Convertase Amplificatrice Puissante demi-vie=5mn Ba C3 Convertase amplificatrice stable demi-vie=30mn C5 convertase MAC

C3-convertase de la VC C3-convertase de la VA Bb C3b P C4b C2a

4-4) Déroulement de l’activation de la voie de la MBL C2a C3a C2b C2a C4b C4a C4b2a3b = C5 convertase; elle permet formation du MAC C4b C4 C2 MASP2 C3b MASP1 MBL Surface de microorganisme Groupement sucré ex: N-acétylglucosamine et la mannose

5) ACTIVITES BIOLOGIQUES DU COMPLEMENT 1) Lyse cellulaire - Le Complément = lyse osmotique des cell par action du MAC. - Seule action du C où il y a absence de liaison à un récepteur. Toutes les catégories de cellules peuvent être atteintes: hématies, plaquettes, cellules tissulaires, microorganismes (bactéries, virus enveloppés)… - Résistance à la lyse par le MAC pour: Certaines cellules tumorales Certaines bactéries: en absence de lysozyme (cofacteur).

Facteur de Restriction Homologue HRF Facteur de Restriction Homologue C9 C9 C9 C9 C6 C5b C6 CD59 C8 Membrane celluaire CD59 se lie à C8 dans le complexe C5b-8 et bloque la fixation de C9 et la formation du CAM

C3a, C4a, C5a 2) Réponse inflammatoire a-action des anaphylatoxines Anaphylatoxines = produits issus de C3, C4 ou C5. Se fixent sur récepteurs spécifiques cellulaires. Activité de C5a > C3a > C4a. C3a, C4a, C5a

b- Opsonisation de l’antigène bactérien C3b= opsonine CR1= récepteur du C

Solubilisation des CIC Complexe immuns circulants Fixation de C3b aux CIC CIC-C3b se lie à CR1 de GR Activation du C Transport vers foie et rate phagocytose des CIC par macrophages protéolyse CR1 CR3 Solubilisation des CIC

8- VARIATIONS PHYSIO-PATHOLOGIQUES 8-1- VARIATIONS PHYSIOLOGIQUES * Avec l’âge : - Adulte, Taux = 3 g/l, (5% protéines plasmatiques). - Naissance, Taux = ½ Taux adulte - 2 à 14 ans, Taux de C > Taux adulte Fin grossesse, augmente Taux C total et des fractions de C

8-2- VARIATIONS PATHOLOGIQUES 1- Hypercomplémentémie processus inflammatoires (tumeurs, maladies rhumatismales) et infectieux. - C total et C3, C4. - = signe non spécifique d’inflammation peu d'intérêt en pathologie. 2- Hypocomplémentémie - défaut de synthèse (déficit héréditaire) - activation anormale du C, - catabolisme exagéré

Les déficits héréditaires Déficit en C1 INH Oedème Angioneurotique Héréditaire (OAH) (1 cas/150 000). Autosomique dominante. Crises d'oedèmes localisés: peau, tractus gastro-intestinal, tractus respiratoire asphyxie. Traitement = Androgènes C1inh ↓ , C4 et C2 ↓   autres composants ┴.

Action de C1inh C1r C1s C1r C1s C1q C1Inh

CONCLUSION Cplt = Ensemble de protéines susceptibles de s’activer en cascade par: VA et VMBL (immunité non spécifique) ou la VC (en présence d’Ac). - activation est régulée par des protéines de contrôle Conséquences biologiques importantes, - lyse des microorganismes (MAC) - réaction inflammatoire (C3a, C5a, C4a) - opsonisation des microorganismes (C4b, C3b, C3bi, CR1,CR3) - solubilisation des complexes immuns (C3b, CR1) - reconnaissance pré-immune des agents pathogènes Observation de déficits congénitaux en composants du C ou en inhibiteurs→meilleure connaissance du rôle biologique de ces composants.

En ce qui concerne le système du complément : la synthèse de ses composants est réalisée dans le foie c’est un système spécifique à la molécule d’antigène c’est un ensemble de globulines circulantes normalement à l’état inactif sa dégradation est accélérée en présence des complexes Ag-Ac circulants Le fragment C3b du complément : possède des récepteurs sur les macrophages se fixe sur le TcR des lymphocytes T est un produit des 3 voies d’activation du complément intervient dans l’opsonisation des bactéries par les macrophages