9 Lymphocytes B et Anticorps

On appelle antigène (AG) toute molécule identifiée comme étrangère par l’organisme (de nature protéique) et capable de provoquer une réponse immunitaire spécifique. Les antigènes sont fixés par des molécules appelées anticorps (AC).

I/ Structure des anticorps

Un anticorps est protéine appelée immunoglobuline, circulant dans le milieu intérieur et constituée de quatre chaînes polypeptidiques : deux courtes identiques ou chaînes légères L (Light) associées chacune à l’une des deux chaînes plus longues ou chaînes lourdes H (Heavy) également identiques et associées entre elles. Les chaînes sont associées par des ponts disulfures. 

La spécificité des anticorps résulte de la diversité des séquences des 100 à 110 AA des extrémités des chaînes H et L qui forment deux domaines variables V appelées VH (pour domaine variable de la chaîne lourde Heavy) et VL ( variable Light). Le site de fixation de l’antigène se trouve aux extrémités des parties VH et VL. 

Le reste des chaînes présente très peu de différences d’un anticorps à l’autre et constitue un ou des domaines qualifiés de constants et nommés C.  Ainsi dans la globalité de l’anticorps, on va distinguer un fragment constant appelé Fc constitué de l’ensemble des domaines CH et CL et un fragment variable appelé Fab constitué de l’ensemble des domaines VL et VH. 

Structure simplifiée d’un anticorps :

source : Anticorps.png, Transféré de fr.wikipedia à Commons.
Auteur Original téléversé par Yohan sur Wikipédia français., CC0, modifié par Sandra Rivière

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anticorps.png

II/ Action des anticorps

La liaison antigène-anticorps est une liaison hautement spécifique : un type d’anticorps n’est capable de se lier qu’à un seul type d’antigène.  L'anticorps neutralise l’antigène mais ne le détruit pas. 

Les anticorps peuvent se fixer directement sur des molécules antigéniques présentées par des virus, sur des bactéries ou sur des parasites (PAMP).  Les anticorps ne se fixent pas sur les antigènes présentés par les cellules dendritiques devenues présentatrices d’antigènes au niveau de leur complexe majeur d'histocompatibilité II (CMH II). Ils peuvent se fixer sur les antigènes présentés par les cellules infectées par un virus ou une bactérie au niveau de leur complexe majeur d'histocompatibilité de type I (CMH I).

Avant tout contact avec l’antigène, de très nombreux clones de lymphocytes B se distinguant par leur anticorps membranaire unique servant de récepteur pour l’antigène, préexistent et sont stockés dans les ganglions lymphatiques. La lymphe circule dans ces ganglions et apporte donc toutes les molécules libres que l’on peut trouver dans le sang. 

Dans le cas d’un premier contact de l’organisme avec l’antigène, il n’existe pas d’anticorps libres lui correspondant dans le sang car les anticorps libres sont produits après activation du système immunitaire. Ainsi la toute première fixation de l’antigène s’effectue forcément sur un anticorps membranaire d’un lymphocyte B. 

Lors du 1er contact avec l’antigène, il y a 3 étapes.

1. Phase de Sélection clonale : La fixation de l’antigène va sélectionner le lymphocyte B porteur de l’anticorps membranaire correspondant à l’antigène..

2. Phase d’Amplification clonale : Le lymphocyte B sélectionné va phagocyter l’ensemble anticorps-antigène puis exprimer à sa surface, grâce à son CMH II, un antigène qu’il présentera aux lymphocytes T de catégorie 4 ( voir chapitres suivants) . Ce lymphocyte B sera ensuite activé par le lymphocyte T4 ayant reconnu l’antigène sur le CMH II : il se multipliera et formera un clone de lymphocytes B ayant la même spécificité (le même récepteur membranaire = anticorps membranaire)

3. Phase de différenciation : Le clone de lymphocytes B va se scinder en deux populations : une population de lymphocytes B mémoires ( un clone mémoire stocké dans les ganglions ) et une population de lymphocytes B différenciés appelés “plasmocytes” producteurs d’anticorps libres.

Plasmocytes :

source : Plasmocyte-4.jpg par Guy Waterval via wikimédia commons, Apache License, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plasmocyte-4.jpg?uselang=fr

4. Phase effectrice : les plasmocytes produisent des anticorps qu’ils libèrent dans le sang et la lymphe. Les anticorps libérés vont recouvrir les éléments étrangers (virus ou cellules du on soi en cas de greffe) ou les cellules infectées porteuses à leur surface de morceaux d’antigènes. On parle d’opsonisation. L’association anticorps + antigène forme ce que l’on appelle un complexe immun. Ce complexe est un produit insoluble qui va précipiter. 

Complexe immun insoluble, formé par des anticorps et des antigènes cellulaires de globules rouges;

d’après Coombs test schematic fr.png, via wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0-migrated

Les AC ont donc donc pour fonction essentielle de neutraliser les AG, les rendre biologiquement inertes : les bactéries ne pourront plus se diviser, les virus ne pourront plus infecter des cellules, les parasites ou des cellules étrangères ou anormales seront immobilisé(e)s.

La phagocytose, fait disparaître les complexes immuns. Même si les phagocytes peuvent reconnaître directement des AG et les phagocyter, ce mécanisme est beaucoup plus efficace si les AG sont liés à des AC du fait de l’inactivation des agents pathogènes.  Les cellules phagocytaires possèdent sur leur membrane des récepteurs du fragment constant des anticorps, ainsi en les fixant, elles peuvent endocyter les complexes immuns.

Les anticorps sont donc des effecteurs de l’immunité acquise, spécifique, et leur synthèse est la signature d’une réaction de l’organisme à la présence d’éléments étrangers. On parle de réaction immunitaire adaptative à médiation humorale.

Schéma bilan de l'action des lymphocytes B dans l'immunité adaptative :

III La diversité des anticorps

Il existe une grande diversité des sites de fixation correspondant à la grande diversité des antigènes. La variabilité s’observe dans les parties VH et VL au niveau de régions très précises appelées CDR (pour Complementary Determining Region).

Dans le fragment V on va ainsi distinguer plusieurs régions successives. 

Pour la chaîne Light, de l’extrémité jusqu’au fragment constant on observe :

• une région variable V contenant les CDR

• une région  de jonction J

Pour la chaîne Heavy, de l’extrémité jusqu’au fragment constant on observe :

• une région variable V contenant les CDR

• une région de diversité D

• une région  de jonction J 

Structure détaillée d’un anticorps :

source : Immunoglobulin basic unit.svg, par Y_tambe via Wikimédia Commons,  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported,  modifié par sandra Rivière https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Immunoglobulin_basic_unit.svg

Ainsi plusieurs gènes sont à l’origine de la production des anticorps : 3 gènes pour les chaînes légères ( gènes VL, JL et CL) et 4 gènes pour les chaînes lourdes ( gènes VH, DH, JH et CH).  

Les gènes des chaînes légères se retrouvent sur le chromosome 2 et le chromosome 22 car il existe deux catégories de chaînes légères, chacune régie par un seul chromosome. Pour la chaîne lourde, les 4 gènes se retrouvent sur le chromosome 14. 

Si les anticorps présentent une telle diversité pour un si petit nombre de gènes, c’est parce que les gènes de chacune des régions V, J et D pour les chaînes lourdes, existent en plusieurs exemplaires sur le même chromosome et dans des versions différentes. Pour les chaînes légères il n’existe qu’un seul exemplaire du gène C alors que pour les chaînes lourdes il en existe plusieurs. 

Les exemplaires de ces gènes ne sont pas forcément contigus (voisins). Or ils doivent l’être au moment de la transcription afin de produire un ARN codant pour une chaîne légère (VL-JL-CL) ou lourde (VH- DH- JH- CH1- CH2- CH3).  

Ainsi avant toute transcription, il va y avoir un mécanisme de recombinaison de l’ADN par boucle d’excision : la molécule d’ADN forme une boucle permettant de juxtaposer deux exemplaires des gènes d’intérêt et de les associer afin de créer une lecture continue de ceux-ci, sans interruption par des séquences d’adn sans intérêt. Chaque lymphocyte B ne produit donc qu’un seul type d’anticorps membranaire suite à une recombinaison par boucle d’excision de son ADN. 

Recombinaison par boucle d’excision :

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Immunité adaptative 2 : Lymphocytes B et Anticorps - SVT - SANTÉ 1ère spé #9 - Mathrix