Immunologie 3 - Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) PDF

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Immunologie 3 - Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH)...

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Chapitre 2 : Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) Le LT ont une réponse restreinte à une présentation par le CMH. On regardera d’où viennent les molécules du CMH. On considérera d’abord le CMH1 puis le CMH2.

I/ CMH1 1. Aspect structural On entend par CMH1, molécule de classe 1 du CMH qui sont en fait des protéines et plus précisément des protéines de la membrane cytoplasmique. Ces protéines peuvent être visualisées par un schéma.

On se situe à la périphérie de la cellule. On aura un domaine intracellulaire Ct relativement court, un passage transmembranaire et 3 boucles α1, α2, α3. L’ensemble est structuré. On a des ponts disulfures et des glycosylations. La liaison α1-α2 est une cavité qui va accueillir un peptide antigénique. La cavité est organisée en feuillets β plissés avec des bords en hélice α. Cette cavité va former une zone de fixation pour des peptides qui sont essentiellement d’origine endogène : endopeptide. Ces peptides ont des propriétés antigéniques. Cette zone est aussi caractérisée par son haut polymorphisme. Les protéines de CMH1 sont forcément déjà associées aux peptides. On aura uniquement un endopeptide antigénique par cavité. Par ailleurs, la structure a eu besoin d’une sorte de béquille : elle est toujours associée à une autre protéine : β-2-microglobuline (β2µG).

2. Système génétique Chez l’Homme, ce système génétique est porté par le chromosome 6 : c’est le système HLA. Précisément, ce sont les gènes HLA A, B et C. On a à faire à un système multigénétique, multiallélique et codominant c'est-à-dire que les deux allèles d’un même gène se retrouve à la surface. Cf. poly page 17 3. Expression cellulaire Des tissus vont fabriquer les molécules du CMH1. On a une expression ubiquitaire. La plupart des cellules expriment les molécules du CMH1 : entre 10 000 et 50 000 exemplaires par cellule. L’expression sera particulièrement abondante sur les mastocytes et les macrophages. A l’inverse, on n’en trouvera pratiquement pas sur les globules rouges, sur les cellules du système nerveux central, sur les cellules

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embryonnaires en début de développement, sur le trophoblaste (structure qui précède le placenta), certaines cellules épithéliales, sur les glandes salivaires, sur certaines cellules tumorales etc…

4. Fonctions La fonction principale est de présenter un peptide au LTCD8+ (LTc) dans le but de les activer ou pas.

5. Mécanisme d’apprêtement

Des ARNm vont venir se greffer sur des ribosomes avec des peptides signal qui se fixe au REG. L’ARNm va permettre la fabrication de la molécule du CMH1. Dans le RE ont aura des molécules du CMH1 qui vont apparaitre. D’autres ribosomes vont fabriquer la β2µG : elle sera relargué dans la lumière du REG. Des protéines chaperonnes vont permettre le folding des molécules. Les molécules de CMH1 vont devoir quitter le REG. Le protéasome va récupérer des protéines du « soi » et va les transformer en peptides. Ces peptides du « soi » rentreront dans le REG grâce au système TAP (transporteur de peptide, ATP dépendent). Il va y avoir rencontre des peptides et des molécules du CMH1. On aura une liaison non covalente mais forte. Ensuite, on aura l’envoie de la molécule de CH1 au golgi grâce à une navette. Puis, cette molécule va transiter dans le golgi : on aura la glycosylation à ce moment-là. Le transite dans le golgi se fait grâce à la formation d’une vésicule par bourgeonnement (exocytose interne) à partir d’un saccule golgien. Cette vésicule est une navette. On aura ensuite fusion de la navette sur le saccule golgienne suivante. 21

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A la fin, la protéine du CMH1 va se retrouver dans la dernière navette : c’est la fin du routage. On a une exocytose qui va lui permettre de finir son trajet en étant arrivé à destination. On va imaginer que la cellule a eu une infection virale. Le virus entre dans la cellule cible. Il va donc faire produire des protéines virales. Ces protéines vont entrer dans le protéasome. On aura donc des peptides viraux. Un certain nombre vont se retrouver fixer sur les molécules du CMH1. On aura, à la fin, des molécules du CMH1 complète et glycosylé mais avec un peptide viral. Les LTc vont être capable de reconnaitre ce peptide viral présenté par le CMH1 et donc être activé. C’est ce qu’on appelle l’apprêtement : la manière dont la cellule à mis un peptide sur le CMH1. Cela explique que la plupart du temps, les cellules n’activent pas les LTc puisque ce sont des peptides du « soi » qui sont présenté.

6. Activation du LTc (CD8+) L’activation va conduire à la lyse de la cellule cible. L’activation du LTc va dépendre d’une double reconnaissance. On va devoir reconnaitre l’AG viral (peptide mis sur le CMH1) grâce aux TCR. Mais il faut aussi reconnaitre le CMH1. Il faut donc à la fois reconnaitre l’AG mais aussi la cavité. Cette double reconnaissance va donner naissance à un renforcement de l’interaction. Ce renforcement d’interaction se fait grâce à des molécules d’adhérences. On aura des interactions spécifiques entre α3 et CD8+. Tout cela abouti à la formation d’une synapse immunologique en une 20aine de minutes.

II/ CMH2 1. Structure

Il s’agit de protéines essentiellement localisées sur la membrane cytoplasmique et que ces protéines sont composées de deux chaines : α (2 boucle) et β (2 boucle). Ce sont des protéines qui présentent des glycosylations. La différence est que la cavité est composé à la fois de la partie Nt de là sous unité α et de la partie Nt de là sous unité β. La cavité va être un présentoir d’un peptide. Il existe un système qui permet de présenter autre chose qu’un peptique (mais on ne le développera pas cette année). Ce peptide est plutôt un exopeptide : donc avec une origine extracellulaire.

2. Système génétique Il s’agit du système HLA D principalement DR, DP et DQ. Le système CMH2 est un système multigénique, multiallélique et codominant.

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3. Expression cellulaire Les molécules du CMH2 vont être fabriquées par les CPA (constitutive ou inductive).

4. Fonction La fonction principale est l’activation des LTh.

5. Mécanisme d’apprêtement

On va avoir des éléments en plus. En effet, on va avoir des molécules de CMH2 qui vont se retrouver dans le réticulum. Les peptides ne vont pas s’accrocher au CMH2 puisque cette dernière sera recouverte par une protéine Li qui masquera le site de fixation de l’AG. La molécule du CMH2 va donc traverser le REG vierge de tout peptide. On aura ensuite l’envoie de cette molécule au golgi. A la sortie du golgi on aura une molécule du CMH2 qui va être glycosylé.

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On n’aura pas d’exocytose mais la protéine du CMH2 va être envoyé dans un endosome particulier : endosome CMH2. Dans cet endosome, le pH est acide, la protéine Li sera alors fragmentée et laissera uniquement un petit bout de peptide CLIP. S’il y a phagocytose, on va avoir dans la cellule un endroit où on aura digestion de ce qui a été phagocyté : phagolysosome. Certains éléments digérés vont être envoyé dans l’endosome. On a maintenant dans un compartiment, tous les acteurs. Par un jeu de compétition, le fragment CLIP est remplacé par le peptide qui a le plus d’affinité. La molécule de CMH2 se retrouve associée au peptide du système extérieur (peptide issu de la digestion des éléments phagocytés). La molécule de CMH2 va s’accroché à la membrane.

6. Activation du LTh (CD4+) L’activation dépend d’une double reconnaissance : AG d’origine exogène par le TCR du LTh et on va devoir aussi reconnaitre une protéine membranaire : CD4 qui reconnait β2. La conséquence de l’expression de surface de molécule de CMH2 associé à des peptides exogènes et lors des contacts avec LTh, on aura activation de LTh. La double reconnaissance permet par le renforcement de la liaison par la présence de molécule d’adhérence, va aboutir à la formation d’une synapse immunologique. Conséquence de l’activation de LTh : Le LTh passe en mode actif LTh1, LTh2 et va se mettre à sécréter des cytokines activatrices telles qu’IL2.

III/ Compléments sur le CMH 1. A propos de la synapse immunologique La synapse permet l’induction d’un lymphocyte T :  Le LT va interagir avec la CPA  Le LT va intervenir avec une cellule quelconque via le CMH1 dans ce cas on a un LTc Une membrane de cellule est recouverte de pleins de protéines avec des expansions extracellulaires importantes. Les molécules du CMH sont relativement petites et inaccessibles. Il faut une succession d’élément pour que la synapse se mette en place. Au début, il va falloir qu’il y ait plusieurs TCR d’engager pour que le mécanisme de la synapse commence. Si plusieurs TCR sont engagés, on va former une structure plus grosse que l’on appelle agrégats. On s’aperçoit que le phénomène d’agrégats a toujours la même conséquence : une information peu lisible va devenir lisible et émerger. Ce phénomène est rapide, de l’ordre de quelques secondes. A partir du moment où l’agrégat se forme, un mécanisme plus long apparait (environ 20 minutes). On passe de l’agrégat à la synapse. La formation de l’agrégat est liée à une double reconnaissance : TCR – peptide et TCR – CMH. La deuxième interaction dépend du type de lymphocyte, si on a un LTh on aura une interaction avec les CHMII alors que si on a un LTc l’interaction se fera avec le CMHI. On va avoir de part et d’autre de la zone centrale, une région riche en intégrine et d’autres molécules d’adhésion. On n’aura pas les mêmes molécules d’adhésion en fonction de la nature des lymphocytes. Figure 26 poly : exemple de LTh (CD4)  on a des partenaires bien identifié, spécifique du type cellulaire.

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Si on prend le cas de LFA1 : c’est un hétérodimère qui appartient aux intégrines. Cette intégrine va être activé par la fixation d’ICAM1. On active une intégrine par phosphorylation. Donc l’interaction LFA1 et ICAM1 dépend d’une phosphorylation qui est induite par la formation de l’agrégat. La liaison entre le TCR et le CMH va activer un certain nombre de protéines. Parmi celle-ci, certaines activeront la phosphorylation d’ICAM1. Certaines associations vont changer : des acteurs de liaison vont être remplacé par d’autre et on aura des interactions différentes en fonction des partenaires. 2. A propos du polymorphisme du CMH Cela nous amène à nous poser la question : quel polymorphisme a-t-on avec le CHM ? Les molécules du CMH (I et II) sont liées à un système génétique formé de pleins de gène polyallélique. Le polymorphisme du CMH repose sur les gènes polyallélique. Si on prend pour le CHM1, les gènes HLA A, B et C. Les gènes HLA A on aura 600 allèles, pour HLA B autour de 1000 et pour HLA C environ 340. Si on prend le CMHII, les gènes D :  DP α : moins de 15 allèles  DP β : 110 allèles  DR α : 2 allèles  DR β : 560 allèles  DQ α : moins de 25 allèles  DQ β : 70 allèles Cela renforce considérablement l’idée de polymorphisme des structures. On va avoir un ensemble de combinaison possible dans la population humaine de l’ordre de 10 10. La probabilité d’avoir le même CHM que quelqu’un est très faible. Les zones les plus différentes entre ces allèles est la zone de présentoir. On a donc des régions avec un très haut polymorphisme, on va donc pour définir un haplotype par individu c'est-à-dire l’identité génétique de chacun. Tous ces gènes sont portés par la même zone du chromosome 6 : petite région de 3 locus et 4000 kb.

Illustration de la notion d’haplotype grâce au test de paternité :

On considère une famille avec 6 enfants. On va d’abord définir les haplotypes parentaux. Haplotype du père :

A 1 /B 8/ DR 3 a = A 2/ B 12/DR 4 b

Haplotype de la mère :

c A 3 /B 7/ DR 2 = A 10 /B 27/ DR 5 d 25

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1 a/c

2 a/d

3

4

b/c

d/b

5 a/c

6

A 1/ B 8/ DR 3 A 10 /B 7/ DR 2

Pour le dernier enfin, on observe une recombinaison : il y a eu des crossing over. Au sein d’une fratrie, la probabilité de transmission d’un HLA identique est de 25%. La probabilité d’avoir reçu qu’un seul haplotype commun est de 50% HLA semi-identique. La probabilité de n’avoir aucun haplotype commun est de 25%. Les HLA recombiné est inférieur à 1%. Si on fait un test de paternité, on va chercher des marqueurs du CMH et on va regarder s’il y a des marqueurs communs : a ou b.

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17 MAI EXAM  10h-12h 10 MAI  séance de révision TD : 29 mars, 26 avril, 3 mai

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