Le Complément

Le Complément



Découvert par Buchner et Muttal, le sérum d'animaux ayant subi
une injection bactérienne, peut lyser les bactéries responsables
de l'infection. Ce sérum a acquis des propriétés lytiques.Le
sérum possède des substances thermostables spécifiques,
ce sont les Ac. Mais elles seules ne sont pas capable de provoquer la
lyse des
bactéries.
Il existe une substance thermolabile, non spécifique, capable de
lyser
les bactéries. Elle complète l'action des Ac. Le terme de complément
est mis en place par Erlich. Bordet découvre que l'action des
Ac-complément
permet aussi de lyser les hématies. Test de Bordet-Wasserman.
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Introduction
Le complément est constitué de plus d'un 30 de protéines
solubles (environ 5% des protéines plasmatiques) et membranaires
(récepteurs
et protéines régulatrices) capables d'interagir entres-elles sur
les membranes biologiques. L'activation en cascade de ses différents
composés est à l'origine d'activités biologiques essentielles
:

• réaction inflammatoire
  
• phagocytose des microorganismes
  
• neutralisation des virus
  
• élimination des complexes antigènes-anticorps
  
• présentation des antigènes
  
• régulation de la réponse immunitaire.
  

La plupart de ces activités dépendent d'interactions entre des
protéines du complément (Douleur fragments d'activation) et de
récepteurs cellulaires spécifiques.
Comme les autres systèmes plasmatiques participant aux mécanismes
de défense et d'inflammation (système de contact, coagulation,
fibrinolyse), le complément a pour vocation d'être activé
rapidement et de façon localisé, ce qui implique des mécanismes
d'amplification et de contrôles efficaces.
La demi-vie est de quelques heures à 60 heures. Sa synthèse est
élevée, notamment au niveau du foie, les cellules épithéliales,
les monocytes et les macrophages. C3, C4 et facteur B sont codés par
les gènes du CMH et font l'objet d'un polymorphisme allotypiques.
Action du complément
Réaction en cascade. Les molécules sont sous forme inactive.
Un facteur d'activation va scinder les protéines en 2 éléments.
1 et 2 acquièrent des activités équivalentes, enzymatiques
et vont activer d'autres protéines.
Le complément peut être opérationnellement divisé
en 3 unités : 2 unités de reconnaissance conduisant au clivage
de la molécule C3 par des voies parallèles mais distinctes et
une unité effectrice terminale.
La voie classique est activée par les anticorps combinés à
l'antigène. La voie externe et activée directement par certains
polysaccharides bactériens an l'absence d'Ac. Le complexe d'attaque
membranaire
ou complexe lytique est mis en jeu par les 2 voies.

I. protéines du complément
Les composés de la voie classique et du complexe lytique sont des
protéines
désignées de C1 à C9. Le composé C1 est formé
de 3 sous-unités : C1q, C1r et C1s.
Les fragments de clivages enzymatiques sont représentés par des
lettres C3a, C3b.
La lettre i : Inhibiteur : C3bi.
Les protéines de la voie alterne sont désignées en capitale
P (proderdine), facteur B (C3 pro-activateur), facteur D (C3
pro-activateur
convertase). Les protéines du complément ont spontanément
tendances à former des complexes multimoléculaires réversibles.

II. la voie classique
Elle est déclenchée par la reconnaissance du complexe Ag-Ac.
Point de départ spécifique.
Le C1 se fixe sur la partie Fc de l'Ac . C1 doit prendre appui sur 2
AC. Ceci
nécessite une densité suffisante, critique en Ac pour que la réaction
ait lieu. Les IgM fixent + fortement le complément. Car, elles
possèdent
une structure pentaradiaire. Accrochement du C' entre les différentes
branches.
C1q s'accroche sur IgM sur IG1à3
mais pas sur 4. Ni sur IgA , ni IgD.
Lorsque les Ac sont libres da s le sérum, leur partie Fc n'a qu'une
faible affinité pour le C1. Quand ils sont fixés à l'Ag,
il y a une forte affinité de la partie Fc, car modifications
moléculaires.
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1. Mécanisme
La molécule C1q a une structure évoquant un bouquet de 6 tulipes
avec une portion fibrillaire analogue au collagène et 6 sous-unités
périphériques globulaires se liants aux fc des AC.
En présence de calcium, le C1q active le C1r et le C1s.
Le C1s activé clive à la fois le C4 et le C2 entraînant
la formation des fragment C4b et C2a qui constituent la C3 convertase
classique,
complexe bi-moléculaire stabilisé par le Mg2+.
Celle-ci clive le C3 en C3a et C3b. C3 est importante/ protéine du
complément
la + élevée du plasma (C3 10 X Sup C5). Glycoprotéine avec
2 chaînes A et ß reliée par S-S. Elle se fixe sur site activateur.
C3 comprend un groupement thiol ester : S-C=O. Clivage sous l'action
de C3
convertase--> C3a et C3b. Le clivage permet le départ du C3 à
forte activité biologique. On a association avec un oxydyl du substrat

qui permet la fixation du C3b sur le substrat. Intervention de la
protéase
et d'un cofacteur. Intervention du C3F, le C3b devient inactif.
On parle d'adhérence immune. La bactérie sera plus facilement
reconnue par le macrophage et phagocyté.
Le C3a anaphylatoxine, signal d'alarme. Elle va attirer les
mastocytes
qui vont libérer des substances (histamines). Ce qui va provoquer la
synthèse de leucotriène et de prostaglandines (facteur isolé
de la lignée prostatiques).
Ces facteurs agissent sur la paroi des vaisseaux sanguins et vont
augmenter
les possibilités de diapédèses (une cellule sanguine s'insinue
entre deux cellules endothéliales pour traversés la paroi). Les
cellules sanguines sortent alors du circuit sanguin et viennent sur le
site
d'action du complément (site d'infection).
Le C 3b : rôle intermédiaire / mouvement de prolifération
des LB. Il facilite la capture des Ag par les cellules présentatrices
d'Ag dans les macrphages. Il va vite se dégrader en une forme qui est
le iC3b qui se casse en petits éléments C3c, C3dg et C3d. Le iC3b
augmente les capacités de phagocytose et notamment des macrophages.
Le C3b se fixe sur C5 par liaison covalente et au même comportement.
Le complexe tri moléculaire C4b2a3b, possède la propriété
de cliver le C5 à condition que ce dernier soit présenté
fixé à une molécule de C3b.
On obtient le C5a et C5b :

• C5a : anaphylatoxine
  
• C5b : convertase
  

la convertase agit sur les éléments terminaux : C6, C7, C8 et
C9. Tous ces éléments C6-9 constituent le complexe d'attaque de
la membrane : CAM

• C6 et C7 : une seule chaîne peptidique
  
• C8 : 3 chaînes
  
• C9 : molécule de 80 kDa, glycoprotéine. Elle se polymérise,
  ce qui va engendrer un pore dans la membrane (bactérie ou hématie).
  Ce qui entraîne la mort de l'élément étranger ou
  lyse de l'hématie.
  

Le C7 s'insère dans la membrane puis entraîne C8 et C6 et C5b
puis arrive C9: trou : complexe d'attaque membranaire.
Les éléments du C9 présente une convergence avec les perforines,
molécules cytotoxiques synthétisés par les LT cytotoxiques,
mais aussi les NK (natural killer).
Dans ce système, il faut des processus de régulation sinon
emballement.
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2. Mécanismes de régulation
L'activation de la voie classique est soumise à différents mécanismes

régulateurs. Le C1 inhibiteur inhibe l'activité de C1r et de C1
en formant un complexe avec ces enzymes et en les dissociant de C1q.
Son absence congénitale est responsable de l'œdème angioneurotique
(œdème sous cutané. Pendant les crises le sujet a le visage
gonflé. Le sérum sort des vaisseaux. Troubles digestifs. Pendant
les crises on a une chute de C2 et du C4. Dans cette pathologie
Cuhing, toutes
les cellules mastocytaires vont libérer de l'histamine. la
perméabilité
vasculaire est exagérée, le sérum passe dans les tissus.
. La C4bp : C4 binding protein se lie à C4b, elle interfère avec
la formation de la C3C5convertase et permet au facteur I (inactivateur
de C3b)
d'inactiver C4b en le clivant an C4c et C4d.
Le C1qinh inhibe l'activation de la voie classique par interaction
avec le
C1q.
La convertase C4bC2 est controlée par des protéines présentes
à la surface de la plupart des cellules : DAF (CD55), CR1 (CD35) et
CMP
(CD46, membrane co-factor protein) qui limitent l'activation du
complément
sur les cellules homologues.
Les proteines C1r, C1s, C2, B,H C4bp, MCP, DAF, CR1 ainsi que CR2, C6
et C7
sont formées d'unités de séquences répétitives
de 60 à 70 aa (SCR : short consensus repeats) dont les nombre varie de

2 (C1r, C1s) à 56 (C4bp).
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III. La voie alterne
Cette voie qui utilise C3 et les facteurs B et D est mise en jeu par
des polysaccharides
tels que l'inuline, le zymosan (levures), les endotoxines bactériennes

et les membranes de globule rouges de lapin.
L'activation de la voie alterne est facilitée en présence
d'anticorps.
Une fois activée, la voie alterne est accélère par une
boucle d'amplification qui aboutit à la formation de la C3 convertase
stabilisée par la properdine.
En présence de Mg2+, C3b et B forment un complexe biomoléculaire
C3bB : convertase initiale avec une faible activité
1. Voie d'activation :
L'enzyme C3bB en présence du facteur D et d'ions Mg2+ clive le
facteur
B au sein du complexe en Ba soluble et Bb ce qui conduit à la
formation
de la C3 convertase C3bBb de la voie alterne. Cette convertase clive
C3, formant
de nouvelles molécules de C3b capables à leur tour d'engendrer,
après réaction avec B et D, de nouvelles convertases alternes.


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2. Voie de régulation :

S'il n'était pas contrôlé, ce mécanisme d'amplification
entraînerait rapidement la destruction de tout le C3 présent dans
le sérum. Deux protéines contrôlent la boucle d'amplification
du C3b : H et I.
Le facteur H se lie à C3b de façon compétitive avec B,
ce qui entraîne une dissociation accélérée de la
C3 convertase alterne C3bBb qui perd son activité.
De plus H lié à C3b a un rôle de cofacteur enzymatique
pour I, permettant au facteur I de cliver C3b en C3bi, molécule
incapable
de se lier à B, pour former la C3 convertase alterne.
Le même facteur I dégrade C3bi en C3c soluble et C3dg qui reste
fixé à la membrane. Les protéine membranaire DAF et CR1
contrôle la C3 convertase alterne, C3bBb.
Le déficit génétique en I entraîne une consommation
très accélérée et totale du C3 circulant.
Des molécules de C3b sont produites en permanence en faible quantité.

Elles sont rapidement inactivées en solution dans le plasma ou
déposées
sur une membrane cellulaire non activatrice (globule rouge de l'hôte
par
exemple).
Par contre, si elles se lient à une surface activatrice (bactérie
gram négatif par exemple), elles deviennent inaccessibles au H et
forment
une C3 convertase. La boucle d'amplification se développe à la
surface de la particule et conduit au dépôt de nombreuses molécules
de C3b.
Le facteur néphrétique (C3NeF) est un auto-anticorps (IgG)
dirigé contre la C3 convertase qui stabilise e complexe et le rend
résistant
à l'action de H.

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IV. les récepteurs du complément
CR1 : récepteur du C3b, chaîne peptidique, rencontré
sur diverses cellules sanguines dont les érythrocytes, leucocytes et
lymphocytes.
CR2 : Récepteur du C3b sous forme inactive iC3b
CR1 et CR2 : forment des domaines SCR : short consensus repeat. CR1 a
une structure
+ longue que CR2

• 16 répétitions pour CR2 : 10 boucles de 60 AA
  
• 30 pour CR1. : 20 boucles de 60 AA : LHRAà LHRD.
  
• Squelette : 4 Cys.
  

Le clivage du C3b en iC3Bà perte importante de l'affinité pour
CR1...mais, affinité pour CR2
hypothèse : CR1à CR2
CR3 et CR4 : molécules qui relèvent du groupe des intégrines
: molécules d'adhérence. Ils représentent un site de fixation
pour le iC3b, forme de fixation dépendante des ions Ca++. L'activation

des cellules, suite à une excitation virale par exempleà augmente
le nombre de récepteur
ex: au repos : cellules sanguines quiescentes : 5000 R de
CR1/Cellules

• Après excitation (in vitro, on met une substance chimiotactisme)
  : 30000 R
  
• Si infection par le virus d'Epstein barr : 50000 R CR1 et 100000 R
  CR2
  

V. Rôle biologique du complément
Le complément aura un rôle important dans la défense anti-bactérienne

par diverses actions.
Intervention dans les processus d'opsonisation : Quand une cellule
phagocyte.
Comme le macrophage en présence d'une bactérie à le point
initial de la phagocytose sera un processus d'adhérence. Le processus
d'adhérence est faible si on a uniquement une reconnaissance de type
lectine.
Augmente si la bactérie fixe des éléments du C3b.
En effet la membrane du macrophage possède des R pour C3b, on a une
augmentation de la reconnaissance à adhérence facilitée
à opsonisation renforcé si des AC viennent se fixer.
Le macrophage présente des Recepteurs à Fc des Ac et aussi des
Recepteur C3b--> double phénomène d'engrenage.

• Processus de lyse : pore formé par C9 ;
  
• processus inflammatoire C3a} libération d'histamines
  
• prostaglandines : C5a} libération d'histamines
  

- Si déjà sensibilisé à la bactérie : on
a des ACàvoie classique mise en
parallèle à la voie alterne
et peut aussi se mettre en route. La réponse de voie alterne est +
forte,
ceci grâce à la boucle d'amplification.
- Si Ag inconnu : voie classique très retardée car il faudra
attendre la synthèse d'Ac.