Hoja de repaso: Immunité cellulaire et diversité antigénique

📋 Plan du Cours

1. Diversité et taille des répertoires des lymphocytes B et T
2. Reconnaissance antigénique par les récepteurs BCR et TCR
3. Régions hypervariables (CDR) et spécificité des anticorps
4. Organisation multigénique des gènes d’immunoglobulines et réarrangements VDJ
5. Mécanismes générant la diversité des anticorps : diversité combinatoire et jonctionnelle
6. Hypermutations somatiques et maturation de la réponse immunitaire dans les centres germinatifs
7. Ordre séquentiel des réarrangements géniques et exclusion allélique
8. Structure et organisation génétique du complexe TCR αβ
9. Réarrangement des gènes variables du TCR et comparaison avec les immunoglobulines
10. Absence de mutation somatique et commutation isotypique chez les lymphocytes T
11. Commutation isotypique des immunoglobulines et rôle des cytokines (exemple IL-4
12. Expression simultanée d’IgM et IgD et formes membranaires ou sécrétées des chaînes lourdes

📖 1. Diversité et taille des répertoires des lymphocytes B et T

🔑 Notions clés & Définitions

• TCR : récepteur des lymphocytes T qui reconnaît un antigène sous forme de peptide linéaire enchâssé dans une molécule du CMH ; cette reconnaissance est restreinte par le CMH.

• BCR : récepteur des lymphocytes B qui assure la reconnaissance des épitopes des antigènes par des sites complémentaires appelés paratope.

• CMH : molécule dans laquelle est enchâssé le peptide reconnu par le TCR ; elle intervient dans la présentation antigénique par une cellule spécialisée.

📝 Points essentiels

• Le répertoire B, c’est-à-dire la collection complète des spécificités d’anticorps, est de l’ordre de 10^11.
• Le répertoire T est plus étendu, de l’ordre de 10^15.
• Le nombre de BCR et de TCR dépasse très largement le nombre de lymphocytes B ou T présents à un instant donné.

💡 À retenir

Le répertoire B est immense, mais le répertoire T est encore plus vaste. Il faut retenir que le répertoire T est le plus étendu, et que le nombre de BCR et de TCR dépasse très largement celui des lymphocytes B ou T présents à un instant donné.

📖 2. Reconnaissance antigénique par les récepteurs BCR et TCR

🔑 Notions clés & Définitions

• Présentation antigénique : Processus par lequel un antigène protéique est dégradé en peptides, puis associé au CMH avant d’être transporté à la membrane d’une cellule spécialisée.
• Reconnaissance par le lymphocyte : Interaction immunologique par laquelle le lymphocyte T reconnaît l’antigène sous forme de peptide linéaire enchâssé dans le CMH, avec une reconnaissance restreinte par le CMH.

📝 Points essentiels

• Le BCR reconnaît un épitope accessible et hydrophile, de nature séquentielle ou conformationnelle.
• Le BCR peut reconnaître des antigènes protéiques, lipidiques ou polysaccharidiques.
• Le TCR reconnaît un peptide linéaire enchâssé dans une molécule du CMH.
• La présentation antigénique passe par la dégradation de l’antigène protéique en peptides, leur association au CMH, puis le transport du complexe peptide-CMH à la membrane d’une cellule spécialisée.

💡 À retenir

La présentation antigénique passe par la dégradation de l’antigène protéique en peptides, leur association au CMH, puis le transport du complexe peptide-CMH à la membrane d’une cellule spécialisée.

📖 3. Régions hypervariables (CDR) et spécificité des anticorps

🔑 Notions clés & Définitions

• Spécificité de reconnaissance : Propriété d’une immunoglobuline ou du BCR assurée par des zones hypervariables directement responsables de la reconnaissance de l’épitope.
• Chaque famille : Organisation multigénique distincte correspondant à une chaîne polypeptidique de l’immunoglobuline, située sur des chromosomes différents et composée de régions codantes et non codantes.
• Chaînes lourdes : Chaîne polypeptidique de l’immunoglobuline dont le locus est situé sur le chromosome 14 et qui participe à la diversité de reconnaissance par ses segments variables VDJ.

📝 Points essentiels

• Les régions hypervariables sont les zones de l’immunoglobuline où les acides aminés impliqués dans la liaison à l’épitope présentent une grande variabilité par rapport aux autres régions plus conservées.
• Ces zones hypervariables sont directement responsables de la spécificité de reconnaissance de l’immunoglobuline ou du BCR.

💡 À retenir

Les régions hypervariables sont les zones de l’immunoglobuline où les acides aminés impliqués dans la liaison à l’épitope présentent une grande variabilité par rapport aux autres régions plus conservées.

📖 4. Organisation multigénique des gènes d’immunoglobulines et réarrangements VDJ

🔑 Notions clés & Définitions

• Réarrangement productif : Réarrangement codant des fragments géniques qui permet la production d’une immunoglobuline fonctionnelle lorsque l’assemblage des segments est correct.
• Chaîne lourde : Il existe dans la région constante des gènes qui vont coder pour la région constante 9 pour les chaîne lourdes.

📝 Points essentiels

• Chaque chaîne polypeptidique d’immunoglobuline n’est pas codée par un seul gène mais par des familles multigéniques.
• Les familles géniques des chaînes λ, κ et lourde sont situées sur des chromosomes différents.
• Chaque famille comprend des régions codantes et non codantes.
• La production d’une immunoglobuline fonctionnelle dépend d’un réarrangement productif des fragments géniques lourds et légers.
• Le réarrangement VDJ concerne la chaîne lourde, tandis que les chaînes légères reposent sur un réarrangement VJ.
• Multigen Organization og Ig genes Ce qui a été découvert est que chaque chaîne polypeptidique de l’immunoglobuline est codé non pas par 1 gène mais par 3 familles multi- génique pour chacune des 3 chaîne polypeptidique constituant l’immunoglobuline : la chaîne λ, la chaîne 𝛋 et la chaîne lourde.
• Organisation of TCR genes L’organisation des gènes des TCR est comparable en tous points à celle des immunoglobulines, les locus codant pour les chaîne ⍺, β, 𝚫 ou 𝛾 sont sur des chromosomes différents, le chromosome 14 pour la chaîne ⍺ et 𝚫, le chromosome 7 pour la chaîne β et 𝛾.

💡 À retenir

Le réarrangement VDJ concerne la chaîne lourde, tandis que les chaînes légères reposent sur un réarrangement VJ.

📖 5. Mécanismes générant la diversité des anticorps : diversité combinatoire et jonctionnelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Diversité combinatoire : Associé à la combinatoire d’une association d’une chaîne légère λ ou 𝛋 est déjà considérable mais n’explique pas à elle seule la totalité de la diversité du répertoire B.
• Toute : degré supplémentaire de diversité par délétion ou insertion de nucléotide dans les régions variables des immunoglobulines. La recombinaison VDJ permet donc infiné de générée un vaste répertoire d’immunoglobuline à partir d’un nombre restreint de gènes. Grâce à l’utilisation des différents gènes du répertoire, des coupures de l’ADN quelque foi imprécise, ainsi que la diversité jonctionelle. Il est possible de généré pour un individus théoriquement jusqu’à 10^9 immunoglobulines. Un autre mécanisme joue un rôle fondamentale celui des hyper mutations somatiques qui se produit dans les cellules B matures dans le sens germinatif et en présence de l’antigène 6. Recombinaison of immunoglobulin gene segment process Toute altération du fonctionnement de cette machinerie complexes conduit à un déficit combiné sévère se traduisant en clinique à des infections gravissime. 7. During the T cell dependent B cell response ( germinal center ) Deux évènement majeurs affectent le développement du lymphocyte B dans la zone sombre des centres germinatifs des organes lymphoïdes secondaires. Suite à l’initiation de la réponse immunitaire, le lymphocyte B est en phase d’expansion clonale, les division rapides du lymphocyte B introduise des mutations ponctuelle qui affecte principalement les régions hyper-variables et jonctionelle des lymphocytes B matures activé. Elle sont 1000 fois plus fréquente qu’ailleurs. Elles portent donc sur les codons des acides aminés qui font partie du paratope. Elles affectent directement la capacité de reconnaissance à l’antigène et sont à l’origine d’un changement de spécificité ou d’affinité.

📝 Points essentiels

• La diversité combinatoire d’une chaîne lourde dépend du hasard des choix des segments constituant les régions variables.
• L’association d’une chaîne lourde avec une chaîne légère λ ou κ augmente encore le nombre de combinaisons possibles.
• La diversité jonctionnelle résulte d’insertions ou de délétions de nucléotides au moment de la jonction des segments VDJ.

💡 À retenir

La diversité combinatoire d’une chaîne lourde dépend du hasard des choix des segments constituant les régions variables.

📖 6. Hypermutations somatiques et maturation de la réponse immunitaire dans les centres germinatifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Centres germinatifs : Zones sombres des organes lymphoïdes secondaires où, lors de la réponse immunitaire dépendante des lymphocytes T, se déroulent des événements majeurs du développement des lymphocytes B.
• Cytidine désaminase : Enzyme clé du processus d’hypermutation somatique ; une perte de fonction congénitale entraîne un déficit immunitaire primitif.

📝 Points essentiels

• Les hypermutations somatiques se produisent dans les cellules B matures du centre germinatif en présence de l’antigène.
• Les mutations ponctuelles touchent surtout les régions hypervariables et jonctionnelles des lymphocytes B matures activés.
• Ces mutations sont environ 1000 fois plus fréquentes dans ces régions que dans le reste du gène.
• Elles peuvent modifier la capacité de reconnaissance de l’antigène et entraîner un changement de spécificité ou d’affinité.

💡 À retenir

Dans le centre germinatif, les lymphocytes B matures subissent des hypermutations somatiques ciblées puis une sélection positive des clones les plus affins. Les clones qui perdent la reconnaissance antigénique ne reçoivent plus de signaux de survie et entrent en apoptose.

📖 7. Ordre séquentiel des réarrangements géniques et exclusion allélique

🔑 Notions clés & Définitions

• Exclusion allélique : Mécanisme de régulation qui empêche les deux allèles d’un même locus d’immunoglobuline de réussir simultanément des jonctions productives, afin qu’une cellule n’exprime pas deux récepteurs de spécificité différente.
• Appelé exclusion : Désignation donnée au fait d’empêcher la réussite simultanée des deux allèles d’un locus d’immunoglobuline en jonctions productives.

📝 Points essentiels

• Les réarrangements géniques des immunoglobulines suivent un ordre séquentiel et ne se déroulent pas dans un ordre quelconque.
• Le réarrangement de la chaîne lourde précède celui de la chaîne légère.
• La chaîne lourde se réarrange d’abord en D-J puis en V-DJ, tandis que la chaîne légère se réarrange ensuite en V-J.
• Le locus κ est généralement assemblé avant le locus λ.

💡 À retenir

La maturation suit une progression imposée par le succès du réarrangement précédent. Les réarrangements des immunoglobulines sont séquentiels, avec d’abord la chaîne lourde, puis la chaîne légère, et κ avant λ.

📖 8. Structure et organisation génétique du complexe TCR αβ

🔑 Notions clés & Définitions

• Module de transduction du signal : Composant associé aux deux chaînes du TCR αβ qui permet la transmission du signal après la reconnaissance de l’antigène.

📝 Points essentiels

• Le TCR αβ est constitué de deux chaînes, α et β, associées à un module de transduction du signal.
• Chaque chaîne α et β contient des régions hypervariables.
• Les régions hypervariables du TCR forment le site de reconnaissance de l’antigène.
• Chaque chaîne ⍺, β contient des régions hyper-variable qui forme le site de reconnaissance à l’antigène.

💡 À retenir

Le TCR αβ associe deux chaînes de reconnaissance à un module de transduction du signal. Ses régions hypervariables constituent le site de reconnaissance de l’antigène.

📖 9. Réarrangement des gènes variables du TCR et comparaison avec les immunoglobulines

🔑 Notions clés & Définitions

• Gènes J génère durant : Segments J générés au cours du réarrangement génique, dont la diversité combinatoire contribue principalement à la diversité structurale du TCR.
• Dire des gènes J génère : Éléments de jonction produits pendant le réarrangement, qui constituent une source majeure de diversité combinatoire du répertoire T.

📝 Points essentiels

• Les gènes du TCR sont organisés en familles VDJ pour chacun des quatre loci.
• La synthèse d’une chaîne TCR fonctionnelle nécessite des recombinaisons géniques dans les lymphocytes T au cours de la maturation intrathymique.
• La diversité structurale du TCR dépend surtout de la diversité combinatoire des jonctions, en particulier des segments J générés pendant le réarrangement.

💡 À retenir

Les gènes du TCR sont organisés en familles VDJ pour chacun des quatre loci.

📖 10. Absence de mutation somatique et commutation isotypique chez les lymphocytes T

🔑 Notions clés & Définitions

• Lymphocytes T naïfs : Cellules T qui sortent du thymus avec leur TCR et ne le modifient pas en périphérie.

📝 Points essentiels

• Le répertoire réel à un instant donné est modulé par la stimulation antigénique et par la sélection des clones autoréactifs.
• La sélection élimine les clones autoréactifs lors de la maturation dans le thymus.

💡 À retenir

Chez les lymphocytes T, le TCR est fixé après la maturation thymique et n’est pas modifié en périphérie. Le répertoire réel dépend ensuite de la stimulation antigénique et de l’élimination des clones autoréactifs.

📖 11. Commutation isotypique des immunoglobulines et rôle des cytokines (exemple IL-4

🔑 Notions clés & Définitions

• Codant pour : Expression indiquant qu’un segment génétique porte l’information nécessaire à la partie constante d’une immunoglobuline, comme dans le rapprochement du gène VDJ avec un nouveau segment constant.
• Commutation isotypique : Le second évènement est la commutation isotypique, c’est le processus qui permet à un.

📝 Points essentiels

• Les IgM sont principalement produites lors de la réponse primaire, alors que les IgG, les IgA et les IgE sont majoritairement produites au cours d’une réponse secondaire ou tertiaire.
• Au cours du changement d’isotype ou de commutation de classe, le gène réarrangé VDJ se rapproche d’un nouveau segment constant par recombinaison somatique.
• Au cour du changement d’isotype ou de commutation de classe le gène réarrangé VDJ se rapproche d’un nouveau segment constant codant pour les domaines constant d’une classe d’immunoglobuline différentes, par un processus de recombinaison somatique.
• Class switching by IL-4 Un lymphocyte B produit des IgM sous l’influence d’un complexe cytokinique IL-4 le lymphocyte opère une recombinaison entre les points chaud de recombinaisons appelé switch ou S qui sont situés en amont de tous les domaines constants.

💡 À retenir

Les IgM sont principalement produites lors de la réponse primaire, alors que les IgG, les IgA et les IgE sont majoritairement produites au cours d’une réponse secondaire ou tertiaire.

📖 12. Expression simultanée d’IgM et IgD et formes membranaires ou sécrétées des chaînes lourdes

🔑 Notions clés & Définitions

• Site de polyadénylation : Point de maturation de l’ARN dont le choix détermine la forme exprimée : un clivage avant le dernier des deux exons produit la forme sécrétée, tandis qu’un clivage au second site conduit à une forme membranaire.

📝 Points essentiels

• Une même cellule B mature peut coexprimer IgM et IgD à sa surface, et c’est la seule situation où une cellule B exprime deux isotypes différents à sa surface avec la même spécificité.
• Dans ces cellules, l’absence de région S entre Cµ et Cδ explique que le transcrit primaire soit long et contienne les gènes µ et δ.
• Selon le site de polyadénylation, la cellule exprime soit un transcrit ne conservant que Cµ, soit un transcrit contenant Cµ et Cδ.
• Si le transcrit primaire est clivé avant le dernier des deux exons, la forme sécrétée est produite, et cette forme d’épissage est prédominante dans les plasmocytes.

💡 À retenir

L’expression conjointe d’IgM et d’IgD dépend du traitement d’un même transcrit de chaîne lourde. Le choix du site de polyadénylation et de l’épissage détermine aussi si l’immunoglobuline reste membranaire ou devient sécrétée.

🧩 Compléments de couverture

1. Le répertoire B est estimé à l’ordre de 10^11, alors que le répertoire T atteint l’ordre de 10^15.
2. Le BCR reconnaît des épitopes accessibles et hydrophiles, de nature séquentielle ou conformationnelle.
3. Un épitope conformationnel résulte de la juxtaposition spatiale d’acides aminés éloignés dans la séquence.
4. Un épitope séquentiel correspond à une courte séquence d’acides aminés.
5. Si une protéine est linéarisée par chauffage, l’épitope conformationnel est détruit et l’anticorps perd sa reconnaissance.
6. Les chaînes lourdes d’immunoglobulines humaines comportent 40 segments V, 6 segments J et 25 segments D.
7. Le locus des chaînes lourdes d’immunoglobulines est situé sur le chromosome 14.
8. La cytidine désaminase est l’enzyme clé des hypermutations somatiques, et sa perte de fonction congénitale entraîne un déficit immunitaire primitif.
9. La commutation isotypique permet à un même lymphocyte de conserver la même spécificité antigénique tout en changeant de fonctions effectrices.
10. La commutation isotypique aboutit à une délétion de l’ADN intermédiaire et au rapprochement de VDJ avec une région constante, par exemple IgG1.
11. Les IgM sont principalement produites lors de la réponse primaire, tandis que les IgG, IgA et IgE dominent les réponses secondaire ou tertiaire.
12. Le TCR αβ est associé à un module de transduction du signal.
13. C’est la seul situation où une cellule B exprime 2 isotypes différentes à sa surface mais de même spécificité.
14. Après selon le site de polyadénylation la cellule exprimera ses transcrits comprenant seulement Cµ Immunologie Page sur6 7 et les régions Cµ et C𝚫.
15. Mais on se heurte directement que la diversité théorique de la diversité immunologique est supérieur à plusieurs milliards alors que l’on dénombre chez l’homme 30 000 gènes.
16. Comme pour les immunoglobulines les gènes sont regroupés en famille VDJ pour chacun des 4 locus.
17. Il y en a 3 qui jouent un rôle dans la reconnaissance à l’épithope.
18. Chaque réarrangement à environ 1 chance sur 3 d’être correct.

📊 Tableaux de Synthèse

BCR vs TCR

Récepteur	Reconnaissance antigénique	Diversité / répertoire
BCR	Épitope accessible et hydrophile, séquentiel ou conformationnel; peut reconnaître des antigènes protéiques, lipidiques ou polysaccharidiques	Répertoire B de l’ordre de 10^11
TCR	Peptide linéaire enchâssé dans une molécule du CMH; reconnaissance restreinte par le CMH	Répertoire T de l’ordre de 10^15

Immunoglobulines vs TCR

Caractéristique	Immunoglobulines	TCR
Organisation génique	Familles multigéniques sur des chromosomes différents; chaînes lourdes et légères	Familles VDJ pour chacun des quatre loci
Réarrangement	Chaîne lourde en VDJ; chaînes légères en VJ	Recombinaisons géniques lors de la maturation intrathymique
Diversité / maturation	Diversité combinatoire et jonctionnelle; hypermutations somatiques dans les centres germinatifs	Diversité structurale surtout liée à la diversité combinatoire des jonctions, en particulier des segments J

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre la reconnaissance du BCR, qui porte sur un épitope accessible, avec celle du TCR, qui reconnaît un peptide linéaire présenté par le CMH.
2. Croire que le répertoire T est plus petit que le répertoire B alors qu’il est indiqué comme plus étendu.
3. Oublier que les hypermutations somatiques concernent les lymphocytes B matures du centre germinatif et non les lymphocytes T.
4. Confondre réarrangement VDJ des chaînes lourdes d’immunoglobulines avec réarrangement VJ des chaînes légères.
5. Assimiler commutation isotypique et changement de spécificité antigénique alors que la spécificité est conservée.
6. Penser que les lymphocytes T réalisent une commutation isotypique ou une mutation somatique, alors que le contenu indique l’absence de ces mécanismes chez eux.
7. Confondre IgM et IgD membranaires coexprimées avec des isotypes différents de spécificité différente; elles ont la même spécificité.

✅ Checklist Examen

1. Définir TCR et BCR par leur mode de reconnaissance antigénique.
2. Retenir l’ordre de grandeur des répertoires B et T.
3. Savoir distinguer épitope séquentiel et épitope conformationnel.
4. Relier les régions hypervariables CDR à la spécificité des anticorps.
5. Connaître l’organisation multigénique des gènes d’immunoglobulines.
6. Distinguer réarrangement VDJ des chaînes lourdes et VJ des chaînes légères.
7. Expliquer diversité combinatoire et diversité jonctionnelle.
8. Situer les hypermutations somatiques dans les centres germinatifs.
9. Comprendre l’exclusion allélique comme garantie d’une seule spécificité par cellule.
10. Connaître la structure du TCR αβ et son module de transduction du signal.
11. Retenir l’absence de mutation somatique et de commutation isotypique chez les lymphocytes T.
12. Savoir que la commutation isotypique conserve la spécificité mais change les fonctions effectrices.