Le système immunitaire de l’Homme: les mécanismes de protection du corps.
Dans cet article, je vais détailler plusieurs points du fonctionnement du système immunitaire chez l’Homme (que l’on soit cœliaque ou non, il fonctionne sur les mêmes bases). L’objectif est de poser les bases nécessaires pour pouvoir ensuite expliquer les mécanismes moléculaires de la maladie cœliaque tels qu’ils sont actuellement compris.
Le système immunitaire permet de maintenir l’intégrité de l’organisme. Il intervient notamment dans la lutte contre les pathogènes, comme les virus ou les bactéries. L’étude de l’immunologie aide ainsi à comprendre la physiopathologie de la maladie cœliaque. Je suis super contente de vous emmener avec moi dans un domaine qui me passionne et que j’adore enseigner à mes élèves du lycée ou du supérieur.
Les barrières naturelles de protection de notre corps.
Ces barrières de protection naturelles (que l’on appelle anté-immunité) peuvent être mécaniques (peau, cils…), chimiques (pH acide de l’estomac, composition salée des larmes) ou écologiques (flore intestinale…). Ce sont ces barrières qui nous protègent en permanence de notre environnement. Elles permettent d’éviter que des micro-organismes pathogènes entrent dans notre corps et s’y multiplient entrainant une infection.
Dans certains cas, comme lors d’une coupure par exemple, ces barrières sont rompues. L’intégrité de l’organisme est menacée, c’est alors que le système immunitaire intervient.
Les barrières naturelles du tube digestif :
Comme je vous prépare à travailler la physiopathologie de la maladie coeliaque, il me tient à coeur de décrire en détails les barrières naturelles que l’on retrouve dans le tube digestif. Elle permet de faire face en permanence à ce qui entre dans l’organisme par l’alimentation, tout en limitant le passage d’éléments indésirables.
Cette barrière n’est pas constituée d’un seul élément, mais de plusieurs niveaux de protection qui agissent ensemble :
- Une barrière mécanique : La paroi du tube digestif est tapissée d’une muqueuse, composée de cellules épithéliales très serrées les unes contre les autres. Ces cellules forment une surface continue qui limite le passage incontrôlé de substances depuis la lumière intestinale vers l’organisme.
- Une barrière chimique : Le tube digestif produit différentes substances, comme de l’acide gastrique dans l’estomac, du mucus, qui recouvre la muqueuse et la protège. Ces éléments participent à la destruction de certains agents extérieurs potentiellement pathogènes.
- Une barrière biologique (ou écologique) : Le tube digestif abrite une flore intestinale, composée de milliards de micro-organismes. Cette flore participe à l’équilibre du milieu intestinal et limite l’installation de micro-organismes potentiellement pathogènes. On l’appelle aussi le microbiote intestinal.
L’ensemble de ces mécanismes permet au tube digestif d’assurer sa fonction d’absorption des nutriments tout en maintenant une séparation efficace entre le contenu intestinal et le reste de l’organisme.
Les acteurs du système immunitaire.
Le système immunitaire est divisé en deux grandes sous-catégories : le système inné et le système adaptatif.
- Le système inné est présent dès la naissance. Il ne possède pas de mémoire et n’est pas capable d’identifier précisément la nature d’un pathogène : il reconnaît essentiellement le soi et le non-soi.
- Le système adaptatif n’est pas présent à la naissance, il s’acquiert au cours de la vie. Il possède une mémoire immunitaire et peut s’activer de manière spécifique à chaque pathogène.
Les cellules du système immunitaire inné et adaptatif :
Le système immunitaire repose sur l’action de différentes cellules spécialisées, que l’on retrouve principalement dans le sang et les tissus.
- Le système immunitaire inné est constitué de plusieurs types de cellules, comme les macrophages, les granulocytes et les cellules dendritiques. Ces cellules interviennent rapidement. Leur rôle principal est de reconnaître ce qui n’appartient pas à l’organisme et d’éliminer ou de contenir ces éléments étrangers. C’est ce que l’on appelle la reconnaissance du non-soi.
Les macrophages, par exemple, sont capables d’englober et de digérer des micro-organismes. Les granulocytes participent surtout aux réactions inflammatoires. Les cellules dendritiques jouent un rôle particulier : elles assurent un lien entre le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif. Ce sont elles qui vont activer le système immunitaire adaptatif lorsque c’est nécessaire.
- Le système immunitaire adaptatif est principalement constitué de lymphocytes. On distingue les lymphocytes B, capables de produire des anticorps, et les lymphocytes T, qui interviennent dans la reconnaissance et la réponse ciblée contre des éléments spécifiques
L’ensemble de ces cellules fait partie des leucocytes que vous connaissez sûrement sous le nom de globules blancs du sang. Elles circulent dans l’organisme et peuvent se déplacer vers les tissus lorsque cela est nécessaire.
Les organes du système immunitaire :
Le système immunitaire ne repose pas uniquement sur des cellules circulant dans le sang. Il est aussi constitué de plusieurs organes spécialisés, dont le rôle est d’assurer la production, la maturation et la différenciation des cellules immunitaires.
- La moelle osseuse est le lieu de production de la majorité des cellules du système immunitaire. C’est à partir de cette moelle que sont formés les globules blancs.
- Le thymus joue un rôle important dans la maturation de certains lymphocytes, notamment les lymphocytes T. Cette étape est essentielle pour que ces cellules puissent ensuite fonctionner correctement dans l’organisme.
- Les ganglions lymphatiques sont des lieux de rencontre et d’activation des cellules du système immunitaire. Ils permettent aux cellules immunitaires d’échanger des informations et de coordonner leur réponse.
- La rate est un organe impliqué dans la surveillance du sang. Elle participe à l’élimination de certains éléments indésirables circulants et à la mise en relation des cellules immunitaires.
Comment fonctionne le système immunitaire ?
La réponse immunitaire innée :
Pour vous expliquer tous ces mécanismes aussi fascinants que complexes, j’ai choisi de prendre l’exemple d’une coupure au doigt. La réponse immunitaire innée est la première à se mettre en place. Elle est rapide, non spécifique et ne possède pas de mémoire.
Lorsqu’on se coupe, la première chose que l’on remarque est l’inflammation. Elle se manifeste par une douleur, une rougeur, une sensation de chaleur et un gonflement au niveau de la zone touchée. Ces différents signes sont liés à la libération locale de molécules de l’inflammation, produites en réponse à la lésion.
Ces molécules participent à l’activation du système immunitaire inné. Elles favorisent notamment l’arrivée de certaines cellules immunitaires sur le lieu de la coupure. Parmi ces cellules, on retrouve les macrophages. Certains sont déjà présents dans les tissus, tandis que d’autres arrivent depuis le sang. Sur place, ils entrent en contact avec des micro-organismes, comme des virus ou des bactéries, qui ont pu pénétrer par la coupure.
Comment ces cellules font-elles la différence entre ce qui appartient à l’organisme et ce qui lui est étranger ?
Les macrophages possèdent à leur surface des récepteurs spécifiques, appelés PRR (Pattern Recognition Receptors). Ces récepteurs reconnaissent des caractéristiques communes à de nombreux pathogènes, appelées PAMP, absentes des cellules humaines. Cette reconnaissance déclenche l’activation des macrophages et conduit à la phagocytose : les macrophages englobent les pathogènes, puis les détruisent. À ce stade, l’organisme se défend de manière rapide et globale.
Dans certaines situations, cette réponse innée ne suffit pas. Le corps met en place une réponse plus ciblée, adaptée à la nature du pathogène. C’est à ce moment-là qu’intervient le système immunitaire adaptatif.
Les cellules dendritiques jouent un rôle clé dans cette transition. Elles capturent des fragments de pathogènes, puis migrent vers les ganglions lymphatiques afin de les présenter aux cellules du système immunitaire adaptatif. C’est notamment lors de cette phase que les ganglions peuvent devenir plus volumineux et parfois sensibles.
La réponse immunitaire adaptative:
La réponse immunitaire adaptative est plus lente que la réponse innée. En revanche, elle est spécifique et possède une mémoire immunitaire.
Lorsque la cellule dendritique arrive dans les ganglions lymphatiques, elle présente à sa surface des fragments de pathogènes, appelés antigènes. Elle entre alors en contact avec d’autres cellules du système immunitaire : les lymphocytes T CD4+ naïfs (dits naïfs car ils n’ont encore jamais rencontré d’antigène).
Un antigène est une molécule, le plus souvent d’origine étrangère, que le système immunitaire est capable de reconnaître. Cette reconnaissance peut déclencher une réponse immunitaire spécifique, notamment par l’activation de certaines cellules immunitaires. Tous les antigènes ne provoquent pas systématiquement une réaction : cela dépend du contexte et des mécanismes de régulation du système immunitaire.
Plusieurs étapes de reconnaissance ont lieu entre la cellule dendritique et le lymphocyte T. Ces étapes permettent de sécuriser l’activation du lymphocyte et d’éviter une réaction dirigée contre le soi.
Si cette reconnaissance est validée, les lymphocytes T CD4+ s’activent et se multiplient : c’est l’expansion clonale. Ils se différencient ensuite en lymphocytes T auxiliaires (TH) et en lymphocytes mémoires, qui permettront une réponse plus rapide lors d’un nouveau contact avec le même antigène.
Les lymphocytes T auxiliaires :
Les lymphocytes T auxiliaires peuvent se différencier en plusieurs sous-types : les TH1 et les TH2. Ces cellules jouent un rôle central dans l’orientation de la réponse immunitaire.
Selon la nature du pathogène et le contexte de l’infection, certaines voies de différenciation sont privilégiées. On peut ainsi observer une réponse majoritairement de type TH2, notamment lors d’infections bactériennes extracellulaires, ou de type TH1, plus impliquée dans la réponse contre des agents intracellulaires comme les virus.
Le cas d’une réponse à médiation humorale : TH2.
Dans le cas d’une réponse de type TH2, les lymphocytes TH2 activent les lymphocytes B, après plusieurs étapes de reconnaissance qui assurent là encore la sécurité de la réponse.
Les lymphocytes B se multiplient puis se différencient en lymphocytes B mémoires (en cas de nouvelle exposition au même antigène) et en lymphocytes B effecteurs, appelés plasmocytes, qui produisent des anticorps spécifiques dirigés contre l’antigène.
Ces anticorps sont ensuite acheminés par le sang vers le lieu de l’infection. En se fixant aux pathogènes, ils facilitent leur neutralisation et favorisent leur élimination par les macrophages.
Le cas d’une réponse à médiation cellulaire : TH1.
Dans le cas d’une réponse de type TH1, les lymphocytes TH1 activent d’autres lymphocytes T. Ceux-ci se multiplient et se différencient en lymphocytes T mémoires et en lymphocytes T cytotoxiques.
Les lymphocytes T cytotoxiques se rendent sur le lieu de l’infection et détruisent les cellules infectées par les virus. Ils peuvent également intervenir dans l’élimination de certaines cellules anormales, comme les cellules tumorales.
Coordination du système immunitaire et lien avec la maladie coeliaque
L’ensemble de ces mécanismes montre que le système immunitaire fonctionne de manière coordonnée et finement régulée, grâce à de nombreux échanges moléculaires entre les cellules.
On comprend ainsi pourquoi la réponse immunitaire adaptative est plus lente : elle nécessite l’activation, la multiplication et la différenciation de nouvelles cellules.
Dans le cas de la maladie cœliaque, l’une des voies principalement impliquées est une réponse de type TH1. La maladie cœliaque est ainsi classée parmi les hypersensibilités de type IV, car elle dépend de mécanismes cellulaires impliquant les lymphocytes T.
Il s’agit d’une réponse immunitaire inappropriée face à une exposition prolongée à un antigène alimentaire : la gliadine, une protéine du gluten. Je vous expliquerai dans l’article suivant les mécanismes immunitaires impliqués dans la maladie coeliaque.
Pour plus d’informations sur la maladie coeliaque:
🌱 Zoom sur les mécanismes immunitaires impliqués dans la maladie coeliaque
🌱 Zoom sur la maladie coeliaque
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