Structure des antigènes

Structure des antigènes




Définition :

-Immunogène : molécule qui lorsqu'elle est introduite dans
l'organisme provoque une réaction immunitaire de la part du receveur.
-Epitope ou déterminant antigénique : c'est la partie qui
se lie à l'anticorps.
Les antigènes ont habituellement un grand nombre de déterminants
qui peuvent être différents les uns des autres ou, au contraire,
être des structures répétitives.
On distingue 2 catégories

1. la réponse d'ordre humorale : qui conduit à la production
   d'anticorps. La reconnaissance se fait par des anticorps fixés aux
   lymphocytes B. Les Antigènes sont reconnus sous une forme native en
   solution. La partie de l'antigène est reconnue : Epitope B :
   Reconnaissance
   directe via des anticorps portés les lymphocytes B.
   
2. la réponse d'ordre cellullaire : qui conduit à la
   prolifération
   des lymphocytes T. On a une réponse vis à vis des Epitope T.
   Dans ce cas la présentation de l'antigène se fait par une molécule
   du CMH.
   

I. Reconnaissance des Epitopes B :
reconnaissance par
les lymphocytes B

- l'immunogènicitè : C'est à dire pourquoi un antigène
provoque une réaction immunitaire ?
Pourquoi est il immunogène ?
Pour être immunogène une molécule
doit être étrangère à l'organisme.
La réaction est d'autant plus forte qu'il y a écart zoologique entre
le donneur et le receveur.
Ex :
donneur : antigène = albumine humaine
receveur = Homme, singe , lapin et poule

Receveur	H	S	L	P
Albumine	-	+/-	++	+++

Cependant quelques exceptions :
1- Maladies autoréactives impliquées dans le cas autoimmune. L'animal
réagit à ses propres molécules (phatologie)
2- Compartiments où les molécules sont exclues du circuit lymphatique
par suite de barrière.

• la chambre de l'œil : traumatismeà si proteine du cristallin
  dans la circulationà dangereux.
  
• le cerveau
  
• les testicules : avec les spermatozoïdes qui ont la particularité
  
  d'être élaborés très longtemps après apprentissage
  immunologique de l'individu.
  Si on injecte à un individu des spermatozoïdesà reconnu
  comme étrangerà provoque la réaction immunitaire. Pourquoi
  ? Pendant la vie embryonnaire apprentissage immunitaire. Les
  spermatozoïdes
  arrivent après.
  

1. Immunogènes naturels

a. Les protéines
L'immunogénicité est liée à la structure primaire
de la molécule. Certains acides aminés vont augmenter l'
immunogénicité,
ex : tyrosine, acides aminés aromatiques, structure III : Le poids
moléculaire
soit suffisant : une molécule est d'autant plus immunogène que
son PM est élevé, limite inf (10 kDa)..Certaines protèines
plus petites peuvent être immunogènes (insuline : 5.7 kDa,
Vasopressine
1 kDa).

b. Les lipides
Non immunogènes mais s'ils sont associés à des lécithines
ou à des protéines, ils le deviennent.
Exception : cardiolipides : Antigène de wasserman. Ekke comporte 3
molécules
de glycérol + 4 molécules d'acides gras insaturés. Ce complexe
est immunogène. Il est abondant dans le tissu cardiaque.

c. Les Acides nucléiques
Non immunogènes, mais sauf s'ils sont couplés à des protéines.
Exception : lupus érythémateux : réaction de l'organisme
quand il y a production des autoanticorps contre des Ac nucléiques et
notamment cDNA

d. Polysaccharides
Polyosides: ceux à structure branchée fortement immunogène,
même si constitués d'un seul type d'ose. (Dextranes (polyosides
bactériens extracellulaire, fort immunogène)
si un seul type d'ose. Ex glycanes (polymère de glucose : amidon,
glycogène).
Non immunogène.
Hétéroglycanes : oses différents
- origine animale : immunogène
- origine végétale : non immunogène
- origine bactérienne : fort immunogène.

2. Antigènes synthétiques

Ils sont synthétisés et vont servir pour préciser les facteurs
qui provoquent une réaction immunitaire.

• Polymère d'acides aminés et même homopolymère
  (1 seul AA linéaire ou branché)à non immunogène
  
• Seuls les hétéro polymères sont immunogènes.
  

Ex :
sur un support de poly-L lysine on greffe 3 AA et on modifie leur
positionà
l'inversion de 2 AAàmodifie
l'antigénicité.à
base de l' immunogénétique.
<blockquote>
a. l'importance de la réaction dépend de l'ordre des AA
b. avec la distance séparant les AA
c. avec la configuration optique des AA (L ou D).
</blockquote>


3. Modulation de l'immunogénicité

- On augmente la réponse immunitaire en augmentant les stimulations
antigéniques,
donc la fréquence.

- Intervention d'adjuvants : molécules aidant la réaction immunitaire.

(Ramon, 1925). Utilisation de la sérothérapie c.a.d. injections
de sérums d'animaux immunisés contre un agent pathogèneà
diphtérie. Neutralisation des toxines.

Pour une même immunisationà
sérum de cheval ayant un titre élevé. Les bons receveursà
réaction inflammatoire au lieu d'injection. On augmentait la réaction
inflammatoire en ajoutant du tapioca, mie de painà
pus à le taux d'anticorps était

augmentéà Notion d'ADJUVANT.

Ex :
adjuvant de Freund:
incomplet : huile + émulsifiant (évite la destruction de l'Ag)
complet : huile + émulsifiant + mycobactéries tuées.(attraction
des macrophages et des lymphocytes)

Principe de l'immunisation :
on prépare une solution qui renferme 1ml de sérum physiologique
+ l'antigène dissous (1 à 2 ml) + 2 ml d'adjuvant. On agite le
tout et on injecte à un lapin (40 injections intradermiques) à
différents endroits. L'antigène est emprisonné entre les
gouttelettes de lipides. Si on met l'antigène dans le sérum
physiologique
celui ci est détruit. La destruction des mycobactéries provoque
la réaction inflammatoireà arrivées des cellules présentatrices
d'antigènes dont les macrophages puis arrivée des lymphocytes-à
production d'anticorps par la suite par coopération cellulaire.

4.Modalités de réductionà notion de Tolérance.

2 distinctions :

a. A l'état embryonnaire
- soit 2 souris nouveaux-nés : lignées A et B, on réalise
une allogreffe.
Le système immunitaire chez ces jeunes n'est pas encore fonctionnelà
tolérance face à une allogreffe et même une Xénogreffe.
Et on aura le maintien de l'allogreffe même à l'état adulte.
Mais si issue d'une autre sourisà

rejet
Apprentissage à l'état embryonnaire des antigènes du soi.


- Une allogreffe à l'état très jeune sera considérée
comme une allogreffe du soi et sera donc acceptée.
Mais si plus tardiveà rejet
Apprentissage des caractères tissulaires du soi ou de ceux qui sont
introduits
dans l'organisme à ce moment. Quand le système immunitaire se
met en place, les données acquises sont enregistrées.
b-Tolérance par effet de dose
Chez l'adulte des tolérances peuvent être induites
- si dose trop forte d'antigène : pas de réponseà Tolérance
de haute zoneà paralysie du
système Immunitaire
- si injections répétées de dose trop faible d'antigène
: Tolérance de basse zone
II.Immuno spécificité

1. Généralités

L'Epitope :déterminant antigénique (Jernes, 1950) : partie
de l'antigène entraînant une synthèse d'un anticorps spécifique.
(sur une molécule de grande taille, il existe plusieurs épitopes
distincts à l'origine de plusieurs catégories d'anticorps).

Induction : un épitope est reconnu par la cellule quand elle
possède
le récepteur spécifique. Après reconnaissanceà
les lymphocytes B sont stimulésà

prolifération clonale et chaque cellule B fille aura synthétisée
les Récepteurs analogues à ceux du départ.

Notion de sérum polyclonal : un antigène possède
plusieurs épitopes différents. Chaque épitope donnera naissance
à un clone. Lors d'une prise de sang on a des clones différents
des LB et tous types différents d'anticorpsà
d'où le terme de polyclonal.

Notion d'anticorps monoclonal : anticorps ne reconnaissant
qu'un seul
type d'épitope. Ils sont issus d'un seul clone, celui de l'épitope.

Une molécule qui comporte toutes les catégories d'épitopes
: résulte de la structure I ou soit de la structure III.à
épitope séquentiel, épitope conformationnel.
La molécule de lysozyme présente une boucle extériorisée
qui joue un rôle important dans la réaction immunitaire.

Conformationnel : c'est la forme qui est reconnue par
l'anticorps.
Si la boucle est intacteà
réaction
forte.
Si on ouvre la boucleà faible
reconnaissance
par l'anticorpsà faible
réponse.

Séquentiel : les épitopes reconnaissent une séquence
d'acides aminés (15 à 20 AA). A l'intérieur on a une unité
de reconnaissance limitée de 4 à 7 acides aminés. Des anticorps
sont capables de faire la distinction du changement d'un seul AA.

Notion de sites distincts et sites chevauchants : SAB : il
existe 60
Ac polyclonaux dirigés contre. 33 épitopes calculésà
il existe des épitopes chevauchants. La reconnaissance se traduit en
terme de surface.

Les polysaccharides : taille des épitopes : 6 résidus
glucidiques.
La modification d'un seul sucre peut être reconnue par les anticorps.

Haptène : molécule qui est incapable d'induire seule la
synthèse d'anticorps, mais qui peut la faire quand elle est fixée
à une molécule porteuse de grande taille : carrier.
Landsteiner : utilise une petite molécule synthétique : ac para
amino benzoique (PAB) couplée à la SAB.

PAB seulàlapinà
rien
le complexeàlapinàanti-PAB
; anti-SAB ; anti-SAB-PAB (linker)

Au laboratoire, il est fréquent d'avoir des petites molécules
dont le PM est faible.( Ex, enképhaline, endorphinesà couplage
SAB, SAH )
Linker : glutaraldéhyde : molécule symétrique

Notion d'effet porteur :
Injection à un lapinàSAB
couplé avec DNP (dinitrophénol)
1er injection : immunisation primaireàinjection

de rappel : immunisation secondaire....on regarde

Immun 1	Immun 2	Anticorps
SAB-DNP	SAB-DNP	anti-DNP
SAB-DNP	SAB	faible
SAB-DNP	AVA-DNP	faible

ceci met en évidence le rôle des molécules porteuses dans
le cadre de la réaction immunitaire.
Un antigène : 2 parties
le carrier reconnu par les LT
l'haptène à reconnu par les LB
Notion de réaction croisée :
ACTH, alpha MSH, beta MSH et beta LPH séquences d'AA commune
si on injecte l'ACTH à un lapinàanti-ACTHàréaction
homologue (Ac dirigé contre l'antigène)
si on injecte la beta MSHàanti-MSH

mais les anticorps vont reconnaître l'ACTH et les anti-ACTH les beta
MSH
: réaction croisée

1. Prudence dans les interprétationsànotion
   de.Molécule
   apparentée ;
   
2. Une des causes de déclenchement de maladies autoimmunes dont les
   injections à streptocoqueàattaque
   des vacuoles cardiaques.
   Il y a synthèse d'anti-steptocoque qui possède des épitopes
   communs avec les tissus cardiaques.
   

Notion de configuration spatiale dans les réactions croisées
:
soit un antigène 5 à 6 AA sont importants pour la reconnaissance.
Ils ont un rôle majeur pour l'énergie de liaison à épitopes
énergétiques. On trouve aussi des épitopes de structures.

2. Action effectrice des Antigènes

a. antigènes thymodépendants
La production d'anticorps vis à vis d'antigènes nécessite
l'intervention des B et collaboration LB et LT
Ex : proteines solubles et également hématies hétérologues
(injection à un lapin d'hématies de moutons).
b. Antigènes thymoindépendants
Aucun besoin de l'intervention de lymphocytes T pour induire une
réponse
immunitaireàstimulation directe

des lymphocytes B (grosses molécules, aspect répétitif
de leur déterminant antigénique, dégradation lente).

Ex : polysaccharide issu de la paroi des pneumocoques.

III.La présentation de l'antigène.

Les antigènes sont traités par les cellules spécialisées
(Cellules présentant l'antigène) selon différents modes.
Les cellules B utilisent leurs anticorps de surface pour lier et
internaliser
l'antigène spécifique. Il est alors partiellement dégradé
(apprêté) et ré-exprimé à la surface de la
cellule, en association avec des molécules de classe II du CMH, afin
d'y être reconnu par les cellules Tàreconnaissance

de l'épitopes par l'intermédiaire d'un récepteur spécifique
: TCR

Ces TCR ont besoin de connaître des fragments antigéniques de petites
tailles présentes par le complexe majeur d'histocompatibilité
associé à une protéine accessoire CD4 (cluster of différentiation)

- Les antigènes sont pris en charge par les CPA (cellules
présentatrices
d'antigènes) dont les macrophages, les cellules dendritiques, les
cellules
de langerhans. En théorie les LB peuvent endocyter et présenter
n'importe quel antigène.

- Les phagocytes mononucléés utilisent leurs récepteurs
Fc ou leurs récepteurs C3 pour endocyter les particules opsonisées,
avant de les dégrader dans leurs phagolysosomes. Cette voie de
dégradation
croise la voie de synthèse intracellulaire des molécules du CMH
ce qui permet le transfert des fragments de l'antigène dans les
molécules
du CMH.

1 .Le CMH de classe II :

Le CMH de classe II synthétise au niveau du RER sous forme de 2
éléments
: une chaîne alpha et une chaîne bêta. Ils forment un complexe
avec un peptide additionnel appelé chaîne invariante (Ii). Cette
chaîne est codée par un gène localisé hors du CMH.
Le complexe ab-Ii est transporté via
l'appareil
de golgi vers les endosomes ou les lysosomes où à pH acide, la
chaîne Ii se dissocie. Le complexe ab passe

trois heures dans ce compartiment avant d'atteindre la surface
cellulaire. La
dissociation de Ii et du complexe ab à la
faveur du pH acide permet la fixation de l'antigène. A la surface, le
CMH II va s'installer avec ses 2 chaînes + l'antigène qui sera
présente aux LT. à complexe TCR-CMH.
Le peptide Ii : fonction de sécurité, il empêche
dans la cellule la fixation des antigènes du soi.

2. Le CMH de classe I :

permet de reconnaître le soi de l'étranger (non soi).

3. Différences entre le CMH I et le CMH

II :

- CMH II exprimé par un faible nombre de cellules présentatrices
d'antigènes (LB, M).

- CMH I exprimé par toutes les cellules de l'organisme qui sont
nuclées.

- Les hématies n'expriment par le CMH Iàpas

de problèmes lors des transfusions sanguines.

- Les cellules nerveuses expriment faiblement le CMH I " oui "
lors de cas anormaux.

Des protéines anormales passent par les citernes du RE puis sont
rejetées
à l'extérieur où elles sont prises en charge par le CMH
I. Les épitopes T seront reconnus par un LT qui possède le marqueur
CD 8 (cluster of différenciation) associé à un récepteur
spécifique. Les protéines anormales sont dans le cytosol et pour
être transportée à l'extérieur doivent être
transportée par une citerne du RE. Mise en place d'un système
qui fait appel aux protéasomes : complexe qui dégrade l'antigène
en partie plus petites (protéases à cystéines + complexe
multi-catalitique). L'antigène pourra alors passer dans les citernes.
Pour cela, il faut l'intervention de molécule particulière les
TAP, molécules qui implique l'intervention de l'ATP. TAP1 et TAP2.

4. Notion de super antigène:

àtoxines
àentérotoxines (ex issu de
staphylococcus aureus : niveau intestinalà troubles cliniques dues à
une sur abondance de lymphocytesà énorme prolifération
lymphocytaire (100 molécules de toxinesà prolifération
lymphocytaire analogue à un milliard de molécules d'antigènes
classiqusà super antigènes

Un antigène classique active 1 LT pour 10000. Dans le cas des super-AG

(1 pour 5) tous les LT actifs produisent une grande quantité d'IL2 et
les troubles que l'on constate sont dus à l'excès d'IL2 (IL2 stimule
les LT cytotoxiques).

Les chaînes du CMH II présentent les épitopes B

les chaînes du CMH I présentent les épitopes T

les super-Ag activent de façon non spécifique tous les récepteurs
car présentent un changement de conformation.

5. Prédiction des épitopes:

Liés aux modalités de vaccination. Avant on utilisait un antigène
purifié et désactivé. Maintenant, on utilise des épitopes
synthétiques. Dans ce cas :

àépitope B :
on possède la partie antigénique qui a été purifiée.
On détermine les sites antigéniques. On sélectionne la
partie de la molécule qui est réactive et on la couple avec une
protéine peu réactiveàmeilleure

tolérance de l'individu.
On cherche les gènes de synthèse de diverses méthodes :
diffractions aux RX, RMN. Si on connaît la structure I de l'antigèneàcDNA.
Pb : on a la structure II et les anticorps reconnaissent la structure
et non
un alignement. On va chercher des molécules ayant des séquences
analogues. Si par chance on trouve une telle molécule dont la
structure
III est connue, on aura une idée sur la conformation globale. On peut
faire des modélisations moléculaires.

àépitopes T :
les épitopes sont présentés par le CMH : petite partie
de l'Ag et il est difficile de prévoir qu'elle sera la partie
antigénique
qui sera présentée par le CMH. De plus, il existe des parties
internes de la molécule présentée par le CMHà augmente
la difficulté.
Dans le réticulum l'antigène va s'associer aux 2 chaînes
du CMH I. Le CMH I ne présente pas de chaîne b

mais une molécule de b2 microglobuline.

6. Les voies de migration des molécules

de classe I ou II :

Les antigènes synthétisés dans la cellule, tels que les
polypeptides viraux, s'associent préférentiellement aux molécules
du CMH I. Ce phénomène prend place au cours de la synthèse
des molécules de classe I. La liaison avec le peptide antigénique
stabilise la chaîne a dans son association
avec la b2 microglobuline. Après leur
synthèse,
ces molécules de classe I migrent depuis le golgi jusqu'à la membrane
cellulaire où elles peuvent présenter tout antigène qui
leur est associé aux LT (CD8).
A l'opposé les antigènes endocytés par la cellule tels
que les complexes immuns s'associent plutôt au CMH II. On considère
que la chaîne invariante Ii présente seulement les molécules
néoformées, est échangée avec le peptide antigénique
dans un endosome, avant que les molécules de classe II, ne soient
transportées
à la surface de la cellule.

7. Comparaison des modalités de
reconnaissance
entre LB et LT :
Les épitopes reconnus par les anticorps sur une même molécule
(épitope B) sont différents des épitopes reconnus par les
LT.

Les épitopes T reconnus par les CD4 et les CD8 sont aussi différents
;

Les épitopes reconnus par les LT lorsqu'ils sont présentés
par CMH I sont de petites tailles 7 à 8 AA. Ceux présentés
par le CMH II sont plus longs (10 à 15 AA).