Les antigènes M.Ouarzane

Antigène = étranger  Ag = non-soi En règle générale, un organisme n’induit pas de réponse immunitaire contre ses propres constituants.   l’organisme est capable de reconnaître le « soi » du « non soi » donc de distinguer une substance immunogène de ses propres constituants antigéniques. il y a tolérance vis à vis des antigènes du soi  sauf en cas de maladie auto-immune

Pas de réponse immunitaire sans antigène !

Les antigènes  Molécule (soluble ou particulaire) reconnaissable par le système immunitaire de manière spécifique.  Molécules reconnues par des immunorécepteurs (BCR, Ac, TCR). Deux notions très importantes: -Antigénicité -Immunogénicité

Antigènicité L’antigénicité est la capacité à se lier à des anticorps libres ou à des récepteurs de lymphocytes B ou de lymphocytes T.

Immunogénicité L’immunogénicité c’est le pouvoir d’induction de la réponse immunitaire spécifique par un antigène donné. Lymphocytes B+ Ag LB effecteurs (Aanticorps) + LB mémoires Lymphocytes T+ Ag LT effecteurs (cytokines, facteurs cytotoxiques) + LT mémoires

Nature chimique des antigènes Les antigènes sont naturels (macromolécules biologiques d'origines animale, végétale et microbienne : les polyosides, les protéines, lipides et les acides nucléiques), artificiels (macromolécules modifiées chimiquement par fixation d'une ou de plusieurs molécules) ou synthétiques (polypeptides de synthèse obtenus par polymérisation d'acides aminés sous forme de chaîne polypeptidique). Une variété quasi infinie de molécules étrangères peuvent jouer le rôle d’antigènes -Les lipides et acides nucléiques sont peu immunogènes, -Les polyosides sont modérément immunogènes seuls ceux de fort poids moléculaire sont immunogènes. -Les protéines sont les plus immunogènes,

Caractéristiques moléculaires des antigènes Poids moléculaire - d’une protéine immunogène : 10 kDa - d’un polysaccharide immunogène beaucoup plus élevé que 10 KDa Une certaine flexibilité de la structure tridimensionnelle est nécessaire pour assurer une bonne complémentarité Ac-Ag. Flexibilité Complexité chimique Plus l’antigène est chimiquement complexe, plus le nombre de déterminants antigéniques différents est important

Les différentes catégories d’antigènes Xénoantigènes = Ag étranger à l ’espèce agents infectieux, allergènes, protéines hétérologues Les sources de xénoantigènes d’origines infectieuses : Virus virus de l’influenza (grippe) :Hémagglutinine virus de l’hépatite B : HBs VIH : GP120 Bactéries Entérobactéries: appendice de surface (flagelle, pili) Mycobactéries: paroi (peptidoglycane) Ag sécrétés : toxine (tétanique, cholérique, diphtérique) P. aeruginosa: polysaccharides (capsule) N. meningitidis Parasites grande variation d’antigène (liée au cycle parasitaire) Leishmania: prot surface (Gp63, LPG) Parasites grande variation d’antigène (liée au cycle parasitaire) Leishmania: prot surface (Gp63, LPG) 3

Les différentes catégories d’antigènes Allo antigènes = molécules variables selon les individus d’une même espèce Ag de groupe sanguin (système ABO) Ag leucocytaires (système HLA) Néoantigènes = Ag normalement non exprimés dans l’organisme Ag induits (tumeurs) Autoantigènes = antigènes du soi normalement non reconnus par le SI

Immunogénécité -- Immunogénécité +++ BSA ( Albumine sérique bovine) BSA ( Albumine sérum bovine) Immunogénécité -- Immunogénécité +++

Structure d’un anticorps Deux sites de liaison à l’antigène

Structure des antigènes antigène = mosaïque d’épitopes épitope = structure susceptible d’être reconnue par un récepteur spécifique (paratope) Ag Ac LB (BCR) LT (TCR) épitope paratope (clé-serrure) petite taille plusieurs épitopes sur le même antigène même épitope sur Ag différents -> réactions croisées - bénéfiques (vaccin BCG, contre la variole) - néfastes (autoimmunité après infection) 4

Seules quelques parties de l’Ag sont antigéniques et ces régions de l’antigène possèdent une structure tridimensionnelle complémentaire du site de liaison de l’anticorps.

Force d’nteraction épitope / paratope Epitope (Ag) Paratope (Ac, BCR, TCR) O=C-CH2-CH2 NH2 CH2-OH liaison hydrogène CH2-CH2-NH3+ -O-C-CH2-CH2 O liaison électrostatique -CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2- CH3 force de van der Waals CH2-CH-CH3 liaison hydrophobe CH3 CH3-CH-CH2 5

Déterminants antigéniques ou épitopes L’épitope ou DA est la plus petite unité structurale reconnue par l’Ac. .

Le nombre d’épitopes par molécule d’antigène

Les différents types d’épitopes Epitopes séquentiels : reconnaissance d’une séquence d’acides aminés (qui se suivent sur la protéine), indépendemment de la structure tertiaire du segment considéré les anticorps dirigés contre des épitopes séquentiels les reconnaîtront même si la protéine native est dénaturée

Epitopes non séquentiels (conformationnels) Epitopes non séquentiels: reconnaissance d’acides aminés non contigus dans la structure primaire mais que la structure tertiaire de la protéine fait entrer en interaction étroite avec le site Fab de l’anticorps : on parle aussi d’épitopes conformationnels les anticorps dirigés contre des épitopes non séquentiels (conformationnels) ne reconnaissent plus ces derniers si la protéine est dénaturée

Les différents types d’épitopes

Multiplicité des épitopes et immunodominance les protéines possèdent généralement de nombreux épitopes potentiels dont certains peuvent se chevaucher ou entrer en compétition lors d’une réponse immunitaire. un individu (ou un animal donné) ne développent cependant pas d’anticorps contre tous ces épitopes potentiels : il y a dominance de certains épitopes par rapport à d’autres.

antigénique, non immunogène Haptènes Petites molécules (< 10kD) trop petites pour être immunogènes, mais sont antigéniques. Pour devenir immunogènes, doivent se lier à une protéine porteuse. Haptène seul = antigénique, non immunogène - Induction production d’Ac NEGATIVE - Reconnaissance par le S.I. POSITIVE

haptène couplé à une molécule porteuse antigénique, immunogène Couplage à des molécules porteuses de taille importante  : Protéines carrier ou porteuses (ovalbumine, albumine bovine, etc.) antigénique, immunogène - Reconnaissance par le S.I. POSITIVE - Induction production d’Ac POSITIVE Remarque : les haptènes sont des DA isolés, on parle également d’Ag incomplets ou partiels

Le cas des haptènes Réponse Immunitaire Réponse Immunitaire Haptène = Ag incomplet non immunogénique petite taille (<1000 daltons), correspond à un seul épitope (monovalent) haptène seul -> non immunogène Réponse Immunitaire + haptène + molécule porteuse (carrier) -> immunogène Réponse Immunitaire + exemples d’haptènes: métaux, produits de synthèse, médicaments, hormones peptidiques ou stéroïdes. un haptène est antigénique mais pas immunogénique 8

conjugaison de l’haptène à Exemple de réaction anti-haptène SO3 - N ovalbumine conjugaison de l’haptène à l’ovalbumine NH2 SO3 - m-aminobenzene sulfonate Souris Ac anti-haptène Ac anti-porteur (anti-ovalbumine) Souris pas d’anticorps Ac anti haptène-ovalbumine 9

Epitope T / épitope B Les épitopes reconnus par les lymphocytes T sont distincts de ceux reconnus par les lymphocytes B: Les LB reconnaissent les antigènes particulaires ou solubles à l’état natif. L’épitope doit être accessible (surface libre « exposée » de l’antigène. Les LT reconnaissent un complexe épitope/CMH L’épitope peut être interne. Les LT ne reconnaissent pas les Ag solubles. Antigène : la reconnaissance le lymphocyte B reconnaît un antigène à l’état natif : des protéines solubles, des protéines fixées à des cellules ou à des virus et des polysaccharides. les lymphocytes T (Tc ou Th) sont incapables de reconnaître des antigènes sous leur forme native et sont incapables de reconnaître des antigènes polysaccharidiques

Réactivité des LB et LT vis à vis d’un Ag natif

Epitopes T Epitopes présentés par molécules CMH I : séquences de neuf acides aminés (nonamères) Epitopes présentés par molécules CMH II : séquences de 11 à 25 acides aminés

Reconnaissance lymphocytes Les épitopes Reconnaissance lymphocytes épitope B T linéaire (séquentiel) accessible + + linéaire (séquentiel) inaccessible - + conformationnel + - reconnaissance Ag libre Ag associé au CMH Épitope présenté par CMH I : 8 à 10 aa Épitope présenté par CMH II : 11à 25 aa 6

Charactéristiques Lymphocytes B Lymphocytes T Intéraction avec l’Ag Complexe Ag-Ac ou Ag-BCR Complexe Ag-TCR-CMH Liaison avec Ag soluble Oui Non Nature de l’Ag Protéines-polysaccharide-lipides Surtout des protéines Propriétés de l’épitope Accessible Peptides avec aa séquentiels ou conformationnels Interne et séquentiel (linéaire).