LES ORGANES DU SYSTÈME IMMUNITAIRE

LES ORGANES DU SYSTÈME IMMUNITAIRE



Les cellules lymphoïdes prennent naissance, sont différenciées et sont stockées dans des organes lymphoïdes spécialisés.

Les lymphocytes sont issus des cellules souches hématopoïétiques totipotentes (puisque capables de donner naissance à toutes les lignées cellulaires du sang), présentes successivement dans le sac vitellin, le foie et la rate chez l'embryon puis la moelle osseuse chez l'enfant et l'adulte. Les cellules souches hématopoïétiques se différencient en cellules souches lymphoïdes qui donnent naissance aux lymphocytes pro-T et aux lymphocytes pro-B.

Les organes lymphoïdes centraux vont assurer la différenciation et la maturation de ces lymphocytes :

le lymphocyte pro-T migre dans le thymus,
le lymphocyte pro-B migre dans la bourse de Fabricius.
La bourse de Fabricius est un organe primaire propre aux oiseaux. Chez l'homme (et les autres mammifères) c'est dans la moelle osseuse elle-même qu'a lieu la différenciation et la maturation des lymphocytes pro-B (B pour Bone-marrow).

Les lymphocytes T (pour Thymus) et B (pour Bourse de Fabricius) fonctionnels, repérables par des marqueurs leur conférant le label "Tc", "Th" ou "B" et sélectionnés par la qualité de leurs récepteurs pour l'antigène, vont s'établir dans les organes lymphoïdes périphériques.

Les organes lymphoïdes périphériques



Ces organes reliés entre eux par la circulation sanguine et la circulation lymphatique sont les ganglions lymphatiques, la rate et le système immunitaire commun aux muqueuses (le MALT).

Ce sont les organes dans lesquels se déroulent les réactions immunitaires : les lymphocytes T et B sont prêts à proliférer en réponse aux diverses stimulations antigéniques.

Les lymphocytes B et T sont des SDF : ils circulent par les voies sanguines ou lymphatiques et peuvent ainsi atteindre tous les territoires de l'organisme. Ils peuvent ainsi, temporairement, s'établir dans un autre organe lymphoïde.

Cette "recirculation" des lymphocytes est un élément capital palliant l'impossibilité qu'a l'organisme d'exprimer en tout site et à n'importe quel moment l'intégralité du répertoire immunologique.

I - Les organes lymphoïdes primaires



- Le thymus

Les cellules pro-T médullaires (ou prothymocytes) colonisent le thymus.

Le thymus est situé derrière le sternum, dans le médiastin antérieur, au-dessus du cœur (le "manteau du cœur").

Le thymus est un organe lympho-épithélial constitué de deux lobes séparés par une cloison et entourés d'une capsule. Chaque lobe thymique est divisé en lobules par des travées conjonctives. L'irrigation est assurée par des vaisseaux provenant des artères thoraciques.

Chaque lobule comprend deux zones :

une zone périphérique, le cortex, peuplé de "thymocytes corticaux" qui sont produits par la multiplication des prothymocytes de la moelle osseuse;
une zone médullaire qui contient, en densité plus faible, des lymphocytes T matures et différenciés.
On trouve, tant dans la corticale que dans la médullaire, des cellules épithéliales, des cellules dendritiques et des macrophages :

les cellules épithéliales produisent des hormones thymiques qui influencent la maturation des thymocytes. D'autres, dans la médullaire, forment des agrégats appelés corpuscules de Hassal, dont la signification est obscure.
les cellules dendritiques et les macrophages sont des cellules présentatrices d'antigène (CPA) et expriment donc les molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I et II.
En migrant du cortex vers la zone médullaire, le thymocyte cortical se différencie progressivement, exprimant à chaque étape des protéines de surface (les molécules CD) :

le thymocyte cortical exprime CD1, CD4 et CD8.
le thymocyte médullaire n'exprime plus CD1. Il possède un récepteur TCR spécifique d'un déterminant antigénique, il exprime CD3 (associé au TCR) et, soit CD4, soit CD8.
la sélection thymique

Les récepteurs TCR étant produits au hasard des recombinaisons génétiques, il existe un risque que certains d'entre eux reconnaissent les antigènes du soi comme étrangers. Une telle reconnaissance aurait comme conséquence une autodestruction des cellules de l'individu par son propre système immunitaire.

Les thymocytes porteurs de tels récepteurs doivent donc être éliminés : c'est la sélection des lymphocytes.

Le TCR des lymphocytes T doit reconnaître en même temps un épitope associé à une molécule CMH de classe I ou II. La sélection des lymphocytes se fait donc en deux temps :

1° temps : une "sélection positive", dans le cortex, qui sélectionne les thymocytes corticaux capables de reconnaître les molécules du CMH.

Les cellules du thymus sont porteuses des molécules du CMH et vont les présenter aux TCR des thymocytes :

si le TCR ne reconnaît pas de molécule CMH : il est éliminé par apoptose.
si le TCR reconnaît une molécule CMH : il est conservé.


La sélection des lymphocytes est impressionnante : 5 % des thymocytes seulement sont conservés : les lymphocytes qui ont reconnu une molécule CMH de classe I deviendront des lymphocytes CD8+ , ceux qui ont reconnu une molécule de classe II deviendront des lymphocytes CD4+ .

Les lymphocytes conservés migrent ensuite vers la médullaire.

2° temps : une "sélection négative", dans la médullaire, qui élimine par apoptose les thymocytes reconnaissant les auto-antigènes du soi associés à une molécule du CMH :

si le TCR reconnaît le complexe CMH + peptide du soi, il est éliminé par apoptose.
si le TCR ne reconnaît pas le complexe CMH + peptide du soi, il est conservé.
Les lymphocytes conservés sont des lymphocytes immunocompétents : ils peuvent quitter le thymus pour aller coloniser les organes lymphoïdes périphériques.

Le thymus ne possède pas de circulation lymphatique, de sorte que les lymphocytes T qui en sont sortis n'y reviennent jamais.

Le thymus subit, à partir de la puberté, une involution très progressive mais ne disparaît jamais complètement.



- La moelle osseuse

La moelle osseuse est localisée dans les os plats et dans les épiphyses. Elle est constituée d'un réseau de fibrilles vascularisé par des sinus sanguins. Elle contient des cellules adipeuses et du tissu hématopoïétique (moelle rouge) dans lequel se trouvent les cellules souches hématopoïétiques totipotentes.

Les cellules hématopoïétiques totipotentes se différencient en progéniteurs "déterminés", à l'origine de toutes les cellules sanguines : hématies, plaquettes, monocytes, macrophages, lymphocytes pro-T, lymphocytes pro-B.

Outre sa fonction d'organe producteur, la moelle se comporte également comme un organe lymphoïde primaire pour la différenciation et la maturation des lymphocytes B.

La différenciation des lymphocytes pro-B en lymphocyte B se déroule en plusieurs étapes conduisant à l'individualisation de stades cellulaires : pré B et cellules B immatures caractérisés chacun par l'organisation du réarrangement des gènes codant le BCR, et par l'expression des molécules de surface.

Comme les cellules épithéliales du thymus, les cellules du stroma de la moelle interviennent en se liant aux précurseurs des lymphocytes B et en produisant des facteurs de croissance nécessaires à la multiplication des cellules.

la sélection médullaire

Puisque les BCR sont produits au hasard des réarrangements génétiques, il existe aussi un risque que ceux-ci reconnaissent les antigènes du soi comme étrangers . Les lymphocytes B porteurs de tels récepteurs doivent donc être éliminés.

Les cellules de la moelle osseuses expriment des molécules CMH de classe I et II qu'elles présentent aux lymphocytes pré-B immatures :

soit le BCR reconnaît une molécule CMH : la liaison entraîne la mort du lymphocyte par apoptose.
soit le BCR ne reconnaît pas les molécules CMH : il est sélectionné, devient immunocompétent et quitte la moelle osseuse par voie sanguine

II- les organes lymphoïdes secondaires



A la sortie des organes lymphoïdes centraux, les lymphocytes sont devenus des lymphocytes immunocompétents Tc, Th ou B capables de reconnaître un antigène :

ð la reconnaissance ne dépend pas de l'antigène.

Les cellules immuno-compétentes colonisent les organes lymphoïdes secondaires ; cette colonisation commence chez l'homme un peu avant la naissance. Les lymphocytes T et B ne se répartissent pas au hasard : par le "homing", chaque population va élire domicile dans des zones particulières.

C'est au sein de ces formations lymphoïdes périphériques qu'a lieu rencontrent cellules immuno-compétentes et antigène pour initier la réponse immunitaire.

- les ganglions lymphatiques



On dénombre environ 1000 ganglions répartis dans tous les points de l'organisme. Ce sont de petits organes arrondis ou réniformes de 1 à 15 mm de diamètre entourés d'une capsule. Ils sont disposés sur le trajet des voies lymphatiques, particulièrement au niveau des confluents.

Le parenchyme ganglionnaire comprend trois zones successives : les zones corticale, paracorticale et médullaire.

dans la zone corticale, la plus externe, on trouve des amas ovalaires de lymphocytes B.
avant stimulation antigénique, ces follicules appelés primaires sont au repos et formés de petits lymphocytes B serrés les uns contre les autres et de cellules dendritiques folliculaires.
3 à 5 jours après avoir rencontré l'antigène, ils se transforment en follicules secondaires, comprenant alors trois régions : deux croissants entourant un centre clair. Un croissant dense, siège de la multiplication des lymphocytes B alimente le centre germinatif clair où les lymphocytes sont transformés en immunoblastes, précurseurs des plasmocytes. Le second croissant, moins dense est formé de lymphocytes au repos.
la zone paracorticale (la région moyenne) est une aire thymo-dépendante, riche en lymphocytes T et en cellules présentatrices d'antigènes : cellules dendritiques ou cellules interdigitées.
la zone médullaire est une zone mixte dans laquelle on trouve lymphocytes B et T, plasmocytes et macrophages.


Grâce au drainage par la lymphe, les ganglions permettent la surveillance de nombreux territoires : la peau, les organes profonds, via le tissu interstitiel des tissus.
La lymphe arrive au ganglion par les lymphatiques afférents et se répand dans l'espace sous capsulaire. Elle traverse la corticale puis la médullaire et sort par les lymphatiques efférents qui se réunissent entre eux pour former des vaisseaux lymphatiques confluant dans le canal thoracique qui se jette dans la veine sous-clavière

La circulation lymphatique s'effectue dans un seul sens, des tissus vers le sang en traversant les ganglions.

La lymphe apporte les antigènes au ganglion (microbes, cellules anormales) où ils sont captés par les cellules présentatrices d'antigènes qui les présentent aux lymphocytes T de la zone paracorticale. Si la réponse est humorale, les lymphocytes Th migrent vers les follicules de la médullaire : La coopération Th-B active des lymphocytes B qui, devenus plasmocytes, passent dans la médullaire où sont produits les anticorps ou vont s'établir dans la moelle osseuse.

La vascularisation des follicules est particulière : l'endothélium des veinules post-capillaires est constitué de cellules turgescentes entre lesquelles les lymphocytes peuvent passer du sang vers le parenchyme ganglionnaire.

- la rate



La rate, de forme ovale, est l'organe lymphoïde le plus volumineux : elle mesure environ 12 cm de longueur. Elle est située dans l'hypocondre gauche, entre la grosse tubérosité de l'estomac et le diaphragme.

La rate est branchée sur la circulation sanguine et son rôle est important dans l'épuration du sang : ce filtre laisse passer 100 à 200 ml par minute. Elle n'est pas drainée par une circulation lymphatique.

La rate est enveloppée d'une capsule de tissu conjonctif dense et de fibres musculaires lisses et éparses. Le parenchyme de la rate est formé de deux différents types de tissus : la pulpe rouge et la pulpe blanche.

la pulpe blanche se compose essentiellement de tissu lymphoïde prenant la forme de manchons entourant les rameaux artériels contenant essentiellement des lymphocytes T. Autour de la pulpe blanche on trouve une zone marginale au sein de laquelle des lymphocytes B s'assemblent avec des cellules dendritiques pour former des follicules.
la pulpe rouge qui occupe le plus grand espace est constituée d'un réseau de sinus veineux et de cordons cellulaires, les cordons de BILLROTH, formant un tissu réticulé lâche qui contiennent des hématies, des leucocytes, des macrophages et des plasmocytes.
La rate est le lieu principal de capture des antigènes injectés dans la circulation sanguine : la pulpe rouge est un filtre à antigènes et la pulpe blanche est l'organe de réponse.
Les antigènes présents dans le sang sont amenés par l'artère splénique et ses ramifications jusqu'aux manchons périartériels. Ils entrent alors en contact avec les cellules dendritiques qui les présentent aux lymphocytes T ou avec les cellules dendritiques folliculaires qui les présentent aux lymphocytes B de la zone marginale et génèrent des plasmocytes.

Fonctions de la rate :

la rate est l'organe phagocytaire principal, les macrophages spléniques filtrant le sang des germes circulants et des hématies parasitées.
l'ablation de la rate prédispose à des infections graves, avec une susceptibilité particulière pour les bactéries encapsulées : (pneumocoque, Haemophilus influenzae, méningocoque). L'infection est la cause du décès chez 35 % des patients splénectomisés. Le risque de paludisme est également accru.

la rate est un lieu de synthèse des anticorps vis-à-vis des antigènes amenés par voie sanguine, avec ou sans coopération avec les lymphocytes T.
la production de lymphocytes B mémoire dans les follicules lymphoïdes de la zone marginale.
la constitution d'une "réserve" de cellules sanguines prête, en cas de besoin, à être injectée dans la circulation grâce à une contraction de l'organe (c'est la "chasse splénique").
- Le tissu lymphoïde annexé aux muqueuses

Le tissu lymphoïde annexé aux muqueuses constitue à lui seul un système : le système immunitaire commun aux muqueuses encore dénommé MALT (pour mucosal associated lymphoïd tissue). Ce système assure la protection de plus de 400 m2 de muqueuses exposées aux risques de l'environnement : muqueuse oculaire, respiratoire, digestive, urogénitale…

On y remarque une prépondérance de la réponse humorale sur la réponse cellulaire avec une production considérable d'anticorps appartenant à l'isotype IgA. Ces anticorps sont capables de traverser les muqueuses donc d'en assurer la protection.

A l'orée des voies aériennes supérieures se trouvent les amygdales et les végétations adénoïdiennes dans lesquelles de nombreux follicules lymphoïdes participent à la surveillance immunitaire contre les infections bactériennes et virales ; on les désigne par le sigle BALT (bronchus associated lymphoïd tissue).





Dans le tube digestif , des îlots lymphoïdes disséminés dans la muqueuse intestinale, appelés plaques de Peyer lorsqu'ils sont volumineux, constituent le GALT (gut associated lymphoïd tissue). Le GALT contient à lui seul plus de cellules immunitaires que tout le reste de l'organisme.

Les plaques de Peyer comportent trois zones :

l'épithélium de surface renferme des cellules particulières, les cellules M, intercalées entre les entérocytes et spécialisées dans le transport des antigènes.
des follicules lymphoïdes dont la morphologie est identique à celle des ganglions.
au dessus des follicules, le dôme contient des lymphocytes B, Th2 et des macrophages.
La réponse immune débute au niveau des follicules lymphoïdes. Les lymphoblastes quittent le follicule et poursuivent leur maturation dans les ganglions mésentériques.

Ils passent dans la circulation générale par le canal thoracique puis vont aller peupler les muqueuses (intestinales et aussi respiratoires) grâce à leurs récepteurs de domiciliation (une intégrine) qui reconnaît un ligand présent sur les veinules de la circulation sanguine intestinale ou respiratoire (une adressine). Il y a là une certaine logique, puisque beaucoup d'antigènes respirés sont également avalés.