Réponse effectrice des lymphocytes T Flashcards
1
Q
Distinguer priming et réponse
A
- l’activation dans les organes lymphoïdes secondaires d’une cellule T naïve (priming) implique la reconnaissance de l’Ag et l’engagement de molécules de co-stimulation, ainsi que la prolifération et la polarisation vers une fonction effectives
- réponse effectrice dans les tissus périphériques
- les cellules T activées prolifèrent rapidement en réponse à l’IL-2 (4-5 jours) et acquièrent les molécules requises pour leurs fonctions spécialisées (auxiliaires ou cytotoxiques)
- la fonction effectrice ne requiert pas de co-stimulation (sinon, seules les cellules exprimant ces molécules pourraient être ciblées par la réponse effectrice) (besoin de costimulation pour priming mais pas pour la fonction effectrice, juste besoin de l’engagement du TCR)
- phase 1 = reconnaissance (stimulation d’une celle naïve)
- phase 2 = prolifération et différenciation (prolifération des cellules T)
- phase 3 = fonction effectrice (cellule T effectrice tuant une cellule infectée par un virus)
2
Q
Le priming des cellules T naives
A
- les cellules T naïves sont activées (« primées ») par les cellules présentatrices d’antigènes (APCs) dans les organes lymphoïdes secondaires en réponse à une stimulation par leur TCR et d’autres signaux (1, 2 et 3)
- celles-ci se différencient en cellules spécialisées avec des fonctions effectrices propres
3
Q
CD4 effectrices et priming des CD8
A
- 2 possibilités pour « primer » des CD8 :
- CD4 indépendante (non représentée): activation directe par des cellules dendritiques matures qui ont des capacités de co- stimulation intrinsèques élevées ce qui conduit à une production autocrine d’IL-2 par les CD8 suffisante à leur prolifération
- en général (voir schéma: majorité des infections virales), une aide supplémentaire est nécessaire
- celle ci est apportée par les CD4 :
1) L’APC stimule les CD4 via MHCII + B7 (CD80/86)
2) Expression d’IL-2 et de CD40L par les T CD4
3) Liaison CD40L (T CD4) <-> CD40 (APC) augmente l’expression de B7 et induit 4-1BB-ligand par les APC, ce qui active les T CD8 naïves (+ TCR évidemment)
4) L’IL-2 produite par les CD4 effecteurs induit la prolifération et la différentiation des T CD8
4
Q
Phases de la réponse T
A
- la réponse T effectrice est responsable du contrôle et/ou de l’élimination de nombreux pathogènes
- son développement (expansion) est concomitant au contrôle
- après élimination du pathogène, les cellules effectrices disparaissent (contraction) et un faible nombre de cellules mémoires persistent
- phase 1 : activation
- phase 2 : réponse effectrice
5
Q
Définition d’une cellule T effectrice **
A
- spécifique d’un antigène
- possède une capacité de migration
- possède des fonctions spécifiques (auxiliaire, cytotoxique)
- contribue à l’élimination de pathogènes
- peut (en général) générer des lymphocytes T mémoires
6
Q
Modulation des récepteurs
A
- la différenciation en cellule effectrice s’accompagne d’un changement d’expression de plusieurs récepteurs de surface, notamment :
- perte de la L-selectin (ou CD62L, récepteur impliqué dans la migration aux organes lymphoïdes secondaires donc perte pour pouvoir quitter)
- augmentation de VLA-4 (ou α4β1, impliqué dans la migration vers l’endothélium vasculaire. Ligand : VCAM-1) (s’accrocher aux vaisseaux sanguins)
- augmentation de LFA-1 et CD2, impliqués dans les étapes précoces pour trouve4r la cible de la fonction effectrice (reconnaissance). Ligands: ICAM-1 et CD58
7
Q
Lymphocytes T effecteurs
A
- les fonctions “effectrices” assurées par les lymphocytes T sont nombreuses
- 2 grandes familles de cellules effectrices: CD4 et CD8
- nouvelles fonctions des CD4 non représentées ici : Th9, Th22
8
Q
Fonction d’aide des lymphocytes T CD4
A
- les cellules T CD4 « aident » à la prolifération et la différenciation des
lymphocytes B et des lymphocytes T CD8 - ces aides impliquent des interactions cellulaires distinctes
- mais elles peuvent faire encore bien plus
9
Q
Les autres fonctions des lymphocytes T CD4 indépendantes de l’aide (non-helper)
A
- activation des CPA (doit avoir activation CD4 avant et dit aux CPA de s’activer plus)
- induction d’un programme antiviral
- action cytotoxique (rare, CD4 cytotoxique)
10
Q
LT effecteurs : nomenclature
A
- T = cellule T ; h = helper (auxiliaire car CD4)
- historiquement, les premières cellules T CD4 effectrices décrites sont les Th1 et les Th2 (d’où leurs noms)
- par la suite, de nouvelles sous populations ont été caractérisées et nommées en fonction:
- des cytokines qu’elles sécrètent : Th9, Th17, Th22 pour IL-9, IL-17 et IL-22
- de leur fonction : Treg pour lymphocyte T régulateur
- de leur localisation: Tfh pour « follicular helper »
11
Q
Lymphocytes T effecteurs TCD4
A
- le destin d’une cellule naïve CD4 dépend des cytokines (3ème signal) auxquelles elle sera exposée lors de sa stimulation
- c’est la polarisation.
- chaque cellule T effectrice peut être caractérisée par les cytokines qu’elle produit et par un facteur de transcription spécifique
- il ne faut pas confondre les cytokines induisant la différenciation des cellules T des cytokines qui sont sécrétées par les cellules effectrices une fois différenciées (toutefois, parfois celles-ci sont communes)
12
Q
Th1
A
- cytokines : IL-2, IFN-gamma, TNF-alpha, LT-alpha
- facteur de transcription : T-bet
- souvent associées à la réponse « cellulaire »
- apportent de l’aide pour contrôler les infections intracellulaires (bactéries intracellulaires et virus)
- aident à la différenciation et la prolifération (IL-2) des T CD8 cytotoxiques
- peuvent augmenter l’activation des macrophages pour augmenter leurs mécanismes microbicides
13
Q
Th2
A
- cytokines : IL-4, IL-5, IL-13
- facteur de transcription : GATA3
- souvent associées à la réponse « humorale »
- apportent de l’aide pour contrôler les infections parasitaires (helminthes) en induisant l’activation des éosinophiles, des mastocytes et la production d’IgE
- les IgE sont nécessaires à la lutte contre les helminthes et ne peuvent être produit par les B qu’avec l’aide des Th2 (commutation de classe).
- rôle dans les allergies
14
Q
TH17
A
- cytokines : IL-17, IL-21, IL22
- facteur de transcription : RORgammaT
- apportent de l’aide pour contrôler les bactéries extracellulaires et les infections fongiques en stimulant les neutrophiles
- contribuent également à l’homéostasie (renouvellement) et à l’inflammation des épithéliums (intestin, peau)
15
Q
Tfh
A
- cytokines : IL-21
- facteur de transcription : Bcl-6
- cellules spécialisées dans l’aide aux cellules B
- localisées dans les organes lymphoïdes secondaires
- indispensables à la maturation et à la production d’anticorps en général et sont donc impliquées dans presque toutes les réponses immunitaires
16
Q
Tregs
A
- cytokines : IL-10, TGF-beta
- facteur de transcription : FoxP3
- rôle d’inhibition de la réponse T (contrairement aux autres) et protègent contre l’auto-immunité (baisse activité du système immunitaire)
- 2 sous groupes :
- les Tregs naturelles, programmées pour être des cellules régulatrices dès leur production dans le thymus
- les Tregs induites (ou adaptatives), issues de la différenciation de cellules T CD4 naïves soumises à certaines conditions (cytokines par exemple)
17
Q
Th9
A
- cytokines : IL-9, IL-10
- facteur de transcription : PU.1
- récemment caractérisées
- impliquées dans les processus inflammatoires incluant certaines allergies
18
Q
Th22
A
- cytokines : IL-22, Il-13
- facteur de transcription : AHR?
- récemment caractérisées
- impliquées dans l’homéostasie et l’immunité de la peau
19
Q
Plasticité des lymphocytes T CD4
A
- bien que la différenciation des cellules naïves en cellules effectrices soit polarisée (par les cytokines), il existe une certaine plasticité dans la fonction des T CD4 différenciées
- ainsi, la fonction effectrice des lymphocytes T CD4 peut être modifiée après l’activation initiale, souvent en passant pas des stades intermédiaires et transitoires de différenciation
- ex : Tfh peuvent devenir Th17
20
Q
Amorçage de la réponse effectrice
A
- une fois que la cellule T CD4 effectrice a terminé sa différenciation dans un organe lymphoïde, elle doit trouver la cellule cible qui présente l’antigène (sauf les Tfh qui demeurent dans le follicule B)
- les T effectrices passent par le canal thoracique pour gagner le sang
- elles sont ensuite guidées par des molécules d’adhérence et par des chimiokines vers le site effecteur
- chaque type de cellules T effectrices CD4 assure un rôle différent
- dans tous les cas, cette fonction nécessite une reconnaissance de l’antigène
- la première interaction est non spécifique de l’antigène: les T activées expriment de forts niveaux de LFA-1 et CD2 (ligands: ICAM et CD58)
- cette interaction est transitoire, à moins que l’antigène ne soit reconnu
- dans ce cas, cette interaction est prolongée (en particulier pour les CD4)
- elle entraine le relargage des molécules effectrices
21
Q
Synapse immunologique
A
- c’est le point de contact entre la cellule effectrice et sa cellule « cible »
- groupement (cluster) des TCR et des molécules de co-stimulation dans le SMAC (SupraMolecular Activation Complex)
- pSMAC: anneau externe: LFA-1, Talin (intra)
- cSMAC: anneau interne: TCR, CD28, PKC-θ (intra)
22
Q
Polarisation et relargage ciblé
A
- ce « cluster » des TCR induit des changements du cytosquelette, ce qui polarise la cellule T afin d’excréter les molécules effectrices de façon
ciblée - la polarisation débute par la réorganisation de l’actine du cytosquelette au point de contact, ce qui conduit à la réorientation du « microtubule
organizing center » (MTOC) et du Golgi - cette réorganisation permet de cibler le relargage des molécules effectrices au point de contact: molécules néo-synthétisées (IL-4 pour les Th2) ou granules cytotoxiques déjà formés (CD8)
- collision et adhérence non-spécifique
- reconnaissance spécifique réorganise le cytosquelette et le Golgi
- remariage de granule lytiques au site de contact
23
Q
Polarisation et relargage ciblé : autre exemple
A
- il s’agit d’un lymphocyte T CD4+ qui « aide » une cellule B en sécrétant de l’IL-4 (donc une cellule Th2)
- LT CD4 adhère à la LB et après reconnaissance de l’ag, commence à
synthétiser IL-4 et CD40L - LT CD4 réoriente son cytosquelette et son Golgi vers la cellule B
- IL-4 est sécrétée de façon ciblée entre LT CD4 et LB
24
Q
Rôle du TCR dans le ciblage des réponse effectrice
A
- il induit la liaison « serrée » (ou attachement) de la cellule effectrice à sa cellule cible, ce qui crée un mince espace dans lequel les molécules effectrices peuvent se concentrer
- il permet le relargage des molécules effectrices d’une manière ciblée grâce à la réorientation de la machinerie sécrétoire de la cellule effectrice
- il induit la synthèse et la sécrétion des molécules effectrices
25
Q
Fonctions es cellules T effectrices
A
- la fonction effectrice d’une cellule T est déterminée par le type de molécules effectrices qu’elle produit
- cytotoxines : stockées dans les granules cytotoxiques (CD8 ou CTL)
- cytokines : néoproduites (fabrique) (CD4 et CD8)
26
Q
Cytokines
A
- petite molécule soluble sécrétée par une cellule et qui altère le comportement ou les propriétés de cette cellule (effet autocrine) ou d’une autre cellule (effet paracrine)
- peuvent agir localement ou à distance
27
Q
Interleukines
A
- cytokine originellement identifiée comme « produite par des leucocytes » et servant à leur communication (inter-leukine)
28
Q
IFN-gamma
A
- produit par les effectrices CD8
- bloque la réplication virale
- peut même éliminer le virus sans tuer la cellule
- également produit par les Th1 pour activer les macrophages (augmente l’expression des CMHI et II)
29
Q
IL-2
A
- produite essentiellement par les Th1. Induit la prolifération des cellules T (CD4 et CD8)
30
Q
TNF-alpha
A
- produit par les Th1, certaines Th2 et certaines cellules T cytotoxiques.
- induit l’activation des macrophages
31
Q
IL-4
A
- produite par les Th2.
- induit l’activation des cellules B et contribue à la commutation de classe des Ig
32
Q
IL-17
A
- produite par les Th17
- favorise le recrutement des neutrophiles
- stimule également les fibroblastes et les cellules épithéliales (production de chimiokines)
33
Q
IL-19
A
- produite par les Treg, les Th2 et certaines Th1
- inhibe les réponses Th1 et la sécrétion de cytokines par les macrophages
34
Q
TGF-beta
A
- produite par les Treg. Inhibe la prolifération des T, des B et l’activation des macrophages
35
Q
Récepteurs de la fonction effectrice
A
- la plupart des cellules T effectrices expriment des protéines membres de la superfamille du TNF à leur surface
- les plus importantes sont:
- le TNF-alpha, qui peut être soluble ou membranaire, toujours sous forme d’homotrimère
- la lymphotoxine-alpha (LT-alpha ou TNF-beta, qui peut être soluble ou membranaire (dans ce cas, liée à LT-beta qui est transmembranaire, donc hétérotrimérique)
- les formes membranaires du TNF-alpha et LT-alpha peuvent être rendues solubles par TACE (« TNF-alpha converting enzyme »)
- TNF-alpha et LT-alpha ont pour récepteur TNFR-I et TNFR-II qui peuvent induire l’apoptose de la cellule cible ou induire son activation
- deux autres récepteurs qui font également partie de la super famille du TNF
- Fas-ligand
- CD40-ligand
36
Q
Fas-ligand
A
- toujours membranaire.
- ligand : Fas (CD95), exprimé par la cellule cible, contient un domaine de mort cellulaire (« death domain ») dans sa queue cytoplasmique, qui
entraîne la mort de la cellule cible par apoptose
37
Q
CD40-ligand
A
- toujours membranaire.
- ligand CD40, exprimé par la cellule cible
- très important pour la fonction effectrice des cellules T CD4 (Th1, Th2, Tfh), en particulier pour l’aide aux cellules B (croissance et instruit la commutation de classe) et aux macrophages (sécrétion de TNF-alpha, et sensibilité accrue à IFN-gamma)
- pas de « death domain » dans CD40, mais lié aux TRAFS (TNF-receptor associated factors)
38
Q
La mort sans granule : Fas et Fas-ligand
A
- Fas-Ligand trimérique se lie à et trimérise Fas
- regroupement des death domains dans la queue cytoplasmique de Fas permet à Fas de recruter FADD
- regroupement des death effector domains (DED) recrute la procaspase 8
39
Q
Récepteurs de la fonction effectrice
A
- les récepteurs de la famille du TNF sont exprimés par des cellules très diverses.
- ainsi, les cellules T effectrices peuvent agir sur des fonctions très variées
40
Q
Lymphocytes T cytologiques (CTL)
A
- principalement CD8 => essentiellement
restreints au CMH classe I - cibles:
- les cellules infectées par des pathogènes intracellulaires
- virus
- bactéries intracellulaires
- les cellules tumorales
- les cellules infectées par des pathogènes intracellulaires
41
Q
Cytotoxicité
A
- les lymphocytes T cytotoxiques (CTL) tuent en induisant la mort cellulaire programmée c’est à dire l’apoptose (et non pas la nécrose
- la cytotoxicité des CD8 est un processus rapide : en moins de 5 minutes, les premières cibles sont « tuées »
- cette rapidité reflète le relargage de molécules effectrices préexistantes (plutôt que de la néosynthèse)
- l’apoptose est préférable à la nécrose pour éliminer les cellules infectées par des pathogènes (évite l’inflammation, contenu dans des vésicules)
- par exemple, les nucléases qui dégradent l’ADN cellulaire peuvent également dégrader l’ADN viral (ce qui évite l’infection de nouvelles cellules)
- dans le cas de la nécrose, des pathogènes intacts sont relâchés dans l’environnement cellulaire.
- deux mécanismes d’induction de l’apoptose
- Fas/Fas-Ligand: essentiellement impliqué dans la phase de contraction de la réponse lymphocytaire: les lymphocytes activés expriment à la fois Fas et Fas-ligand
- comme les CTL, les Th1 et les Th2 sont capable d’induire l’apoptose par cette voie.
- granules cytotoxiques: mécanisme principal de cytotoxicité antigène dépendant
42
Q
Granules cytotoxiques
A
- les granules cytotoxiques sont des lysosomes modifiés qui contiennent plusieurs classes de protéines cytotoxiques, spécifiques des CTL
- bien qu’ils soient sous forme active, les médiateurs de la cytotoxicité ne deviennent fonctionnels qu’après avoir été dégranulés (car pH trop acide dans le granule)
- perforine (« pore forming protein ») : essentielle à la pénétration du contenu des granules dans la cellule cible (tunnel)
- granzymes : Sérine proteases (10 chez la souris, 5 chez l’homme) qui activent l’apoptose dans la cellules cible
- granzyme B => apoptose
- granzyme A => apoptose très lente
- granzymes orphelins (H, K, M): fonction inconnue
- granulysine (chez l’homme, mais pas la souris) : Action antimicrobienne, et à forte concentration, peut également induire l’apoptose de la cellule cible
- serglycine : Proteoglycan qui sert de matrice pour « empaqueter » les granzymes (liaison forte à pH acide dans le granule, libération à pH neutre dans l’espace intracellulaire)
43
Q
Perforine
A
- monomères qui polymérisent en présence de calcium
- ne peuvent pas se polymériser dans le granules car pH acide
- créent des pores dans la membrane de la cellule- cible, la perte de l’intégrité membranaire et du contrôle osmotique de la cellule-cible (insuffisant pour la mort)
- constituent la porte d’entrée dans la cellule-cible des effecteurs de l’apoptose
44
Q
Granzymes
A
- les granzymes induisent l’apoptose en activant les caspases
- granzyme B clive et active caspase 3 qui active CAD (caspase-deactivated deoxyribonuclase) en clivant ICAD (protéine inhibitrice)
- CAD dégrade l’ADN (en fragment de 200pb environ)à
- granzyme B peut cliver BID (BH3-interacting domain death agonist protein) directement et indirectement, ce qui perturbe la membrane externe des mitochondries, et conduit à la libération de molécules pro-apoptotiques de l’espace mitochondrial intermembranaire comme le cytochrome C.
- les corps apoptotiques sont rapidement ingérés par les phagocytes => pas d’inflammation ou de réponse = processus immunologiquement silencieux
45
Q
Apoptose
A
- engagement du TCR par un complexe CMH/peptide entraine l’excrétion ciblée de perforine et de granzyme/serglycine
- granzyme entre dans le cytosol de la cellule cible et clive BID et procaspase 3
- BID tronqué (tBID) altère la membrane mitochondriale externe, et la caspase 3 activée clive ICAD, relachant CAD (caspase activated Dnase)
- relargage du cytochrome C dans le cytosol active l’apoptose et CAD induit la fragmentation de l’ADN
46
Q
CTL : un tueur en série
A
- l’apoptose induite par les CTL est spécifique de l’antigène (pas de mort des cellules alentour, ni des autres CTL) en raison de la polarisation du Golgi et des microtubules
- l’action des CTL est rapide car les granules sont préexistants
- le signal TCR induit également la synthèse de novo de perforine et de granzyme => renouvellement du stock de granules
- permet à la même CTL de tuer plusieurs fois
- le CTL reconnaît et s’attache à la cellule infectée par un virus
- le CTL programme la cible pour la mort en fragmentant son ADN
- le CTL migre vers une nouvelle cible
- la cible meurt par apoptose
47
Q
Pourquoi les CTL ne sont pas tuées par leurs propres perforantes et granzymes
A
- les CTL sont rendues insensibles aux perforines car elles réorganisent leur membrane au niveau de la synapse
- il y a 2 mécanismes complémentaires:
- des structures lipidiques (lipid raft) qui ont peu d’affinité pour la perforine se concentrent à la synapse
- une concentration élevée de phosphatydilserines séquestre et inactive les perforines
48
Q
Lymphocytes T effecteurs : cytokines
A
- en plus de leur fonction cytotoxique, les CTL exercent leurs fonctions effectrices en produisant des cytokines (IFN-gamma, TNF-alpha, LT-alpha)
- l’IFN-gamma nhibe la réplication virale et augmente l’expression des molécules du CMH I à la surface de la cellule cible (augmente les chances de cytotoxicité)
- il active les macrophages au site de l’infection qui servent à la fois de cellules effectrices et d’APCs.
- TNF-alpha et LT-alpha synergisent avec IFNgamma pour l’activation des macrophages et en activant les récepteurs de TNF pour induire l’apoptose.
49
Q
Un mécanisme effecteur coopératif : activation des macrophages par les Th1
A
- certains microorganismes intracellulaires comme les mycobactéries se multiplient dans les phagosomes des macrophages => échappement aux anticorps et aux CTL
- toutefois, présentation par CMH classe II
- l’activation d’une Th1 reconnaissant ce complexe CMH:peptide présenté par le macrophage conduit à l’activation du macrophage
- bon exemple de coopération cellulaire pour développer la réponse effectrice
- activation des macrophages requiert 2 signaux délivrés par les Th1: IFN-gamma et CD40L
- production de TNF-alphapar le macrophage qui l’active davantage
- le macrophage devient « microbicide » (TNF-alpha va l’autoactiver)
- Th2 peu efficaces pour l’activation des macrophages
50
Q
Macrophage effecteur
A
- activation du macrophage convertit cette cellule en une puissante cellule effectrice antimicrobienne
- fusion phagosome-lysosome
- production de dérivés réactifs de l’oxygène et de l’azote (NO, O2-)
- activation tellement efficace qu’elle est dommageable pour le tissu environnant (beaucoup d’inflammation)
- processus inhibé par IL-10 et TGF-beta (produit par les Tregs et/ou les Th2)
- en plus des mécanismes intracellulaires d’élimination du pathogène, le macrophage activé exprime davantage de B7, CD40, CMHII, TNFR à sa surface => + de présentation, + de réponse effectrice
- macrophage activé produit IL-12 => Priming des Th1
51
Q
Exemple de défaut d’activation du macrophage
A
- cChampignon opportuniste Pneumocystis jirovecii (autrefois appelé P. carinii) contrôlé naturellement dans les poumons d’individus non immunodéprimés grâce à la phagocytose et à la lyse intracellulaire faite par les macrophages
- ce champignon est toutefois une cause fréquente de décès chez les personnes développant un sida
- VIH/Sida: Déplétion des T CD4, en particulier des Th1 => défaut d’activation des macrophages
- le pathogène colonise la surface de l’épithélium et envahit le tissus pulmonaire
52
Q
Échappement à la réponse effectrice
A
- de nombreux pathogènes ont évolué pour échapper à la réponse effectrice :
- inhibition de la fusion des phago/lysosomes
- inhibition de la présentation par les classe I (VIH également: protéine Nef)
- induction de la production d’IL-10
- production de récepteurs solubles
