L'immunité adaptative et la vaccination
Cours · SVT (première), chapitre 10 · première, spécialité sciences de la vie et de la Terre · le début du chapitre, la suite sur Adloun
L'immunité innée, étudiée au chapitre précédent, constitue la première ligne de défense de l'organisme : immédiate, non spécifique et commune à l'ensemble des animaux, elle déclenche la réaction inflammatoire et la phagocytose. Mais lorsque l'infection persiste, une seconde ligne de défense se met en place chez les vertébrés : l'immunité adaptative. Contrairement à l'immunité innée, elle est spécifique de l'agent infectieux rencontré, lente à s'installer lors d'un premier contact (quelques jours) et surtout dotée d'une mémoire qui rend les contacts ultérieurs beaucoup plus efficaces. Comment l'organisme parvient-il à reconnaître un agent étranger parmi des millions de possibilités, à produire des molécules et des cellules exactement adaptées à cet agent, puis à garder la trace de cette rencontre ? Et comment la médecine exploite-t-elle cette mémoire pour nous protéger sans que nous ayons à subir la maladie ?
Ce chapitre présente d'abord les caractères généraux de l'immunité adaptative et les acteurs qui la mettent en œuvre. Il détaille ensuite les deux volets complémentaires de la réponse : la réponse humorale, assurée par les lymphocytes B et leurs anticorps, et la réponse cellulaire, assurée par les lymphocytes T. Il étudie enfin la mémoire immunitaire, base biologique de la vaccination et de l'évolution du phénotype immunitaire au cours de la vie.
10.1 Les caractères de l'immunité adaptative
10.1.1 Une réponse spécifique, lente et douée de mémoire
L'immunité adaptative se distingue de l'immunité innée par quatre propriétés fondamentales. Elle est d'abord spécifique : chaque réponse est dirigée contre un agent infectieux précis, identifié par ses molécules de surface, et non contre les agents étrangers en général. Elle est ensuite lente : lors d'un premier contact, il faut plusieurs jours (souvent une à deux semaines) pour qu'elle atteigne sa pleine efficacité, car elle repose sur la sélection et la multiplication de cellules rares. Elle est propre aux vertébrés : seuls ces animaux la possèdent, en complément de l'immunité innée. Elle est enfin dotée d'une mémoire : après une première rencontre, l'organisme conserve la capacité de réagir plus vite et plus fort lors d'un contact ultérieur avec le même agent.
Un antigène est une molécule (le plus souvent une protéine ou un fragment de protéine) reconnue comme étrangère par le système immunitaire et capable de déclencher une réponse adaptative dirigée contre elle. Les antigènes sont portés par la surface des micro-organismes (virus, bactéries), par des cellules infectées ou par des cellules anormales. Un même agent infectieux porte généralement plusieurs antigènes différents.
10.1.2 Le déclenchement par présentation de l'antigène
L'immunité adaptative n'est pas indépendante de l'immunité innée : elle en est le prolongement. Lors de la réaction inflammatoire, certaines cellules de l'immunité innée, les cellules dendritiques, capturent l'agent infectieux, le digèrent partiellement et exposent ses fragments antigéniques à leur surface. Devenues cellules présentatrices de l'antigène (CPA), elles migrent vers un ganglion lymphatique où elles présentent l'antigène aux lymphocytes. Cette présentation constitue le signal de départ de la réponse adaptative : elle fait le lien entre l'immunité innée, immédiate, et l'immunité adaptative, spécifique.
Les lymphocytes sont les cellules effectrices de l'immunité adaptative. Ce sont des leucocytes (globules blancs) produits dans la moelle osseuse. On distingue les lymphocytes B (LB), qui mûrissent dans la moelle osseuse et sont responsables de la réponse humorale, et les lymphocytes T (LT), qui mûrissent dans le thymus et sont responsables de la réponse cellulaire. Chaque lymphocyte porte à sa surface un récepteur unique, capable de reconnaître un seul type d'antigène.
10.1.3 La sélection clonale
L'organisme possède, avant toute infection, un répertoire immense de lymphocytes différents : des milliards de cellules portant chacune un récepteur d'une forme particulière. Cette diversité, produite au hasard lors de la maturation des lymphocytes, précède la rencontre avec l'antigène. Lorsqu'un antigène pénètre dans l'organisme, il ne « fabrique » donc pas un lymphocyte adapté : il sélectionne parmi les lymphocytes préexistants les rares cellules dont le récepteur reconnaît précisément cet antigène. C'est le principe de la sélection clonale.
Un antigène ne crée pas la cellule qui le reconnaît ; il la sélectionne dans un répertoire préexistant. Les rares lymphocytes dont le récepteur est complémentaire de l'antigène sont activés, puis se multiplient (expansion clonale) et se différencient en cellules effectrices. Un clone est l'ensemble des cellules identiques issues d'un même lymphocyte sélectionné. La spécificité et la lenteur de la réponse adaptative découlent directement de ce mécanisme : la cellule adaptée existe déjà, mais elle est rare et doit être amplifiée.
10.2 La réponse humorale : les lymphocytes B et les anticorps
10.2.1 De la reconnaissance à la sécrétion d'anticorps
La réponse humorale met en jeu les lymphocytes B et se déroule en trois étapes. La reconnaissance : un lymphocyte B dont le récepteur membranaire reconnaît l'antigène est sélectionné. La sélection et la multiplication (expansion clonale) : stimulé par les cytokines libérées par les lymphocytes T auxiliaires (voir plus loin), ce lymphocyte se multiplie activement et forme un clone de cellules identiques. La différenciation : ces cellules se transforment en plasmocytes, véritables usines à anticorps, ainsi qu'en lymphocytes B mémoire. Un plasmocyte peut sécréter plusieurs milliers de molécules d'anticorps par seconde.
Un anticorps (ou immunoglobuline) est une protéine sécrétée par les plasmocytes et libérée dans le sang et la lymphe. Chaque anticorps possède deux sites de reconnaissance spécifiques d'un antigène donné. En forme de Y, il est constitué de quatre chaînes protéiques : deux chaînes lourdes et deux chaînes légères. Les extrémités des bras, très variables d'un anticorps à l'autre, forment les sites de fixation à l'antigène et assurent la spécificité de la reconnaissance.