Le suicides des cellules et le système immunitaire

Les questions sont bien orientées par rapport à l'article. Cependant un contexte immunologique est nécessaire pour comprendre dans quelles circonstances se produit l'apoptose.

Rien de nouveau ??Alexandre.zimmerli 5 mai 2008 à 00:26 (MEST)

Comment l'apoptose intervient-elle ? Pourquoi ?

Normalement, toutes nos cellules possèdent une capacité commune qui est l’autodestruction. Ce mécanisme appelé aussi « mort cellulaire programmé » ou encore « apoptose » est en lien avec le système immunitaire. La survie de nos cellules dépend de leur capacité à reconnaître et interpréter les signaux transmis par d’autre celllules. Cette autodestruction est caractérisée par le maintien de la membrane de la cellule pour éviter de répandre des enzymes toxiques dans l’organisme et par l’exposition de molécules sur la surface de la membrane afin que les cellules voisines ingèrent la cellule mourante. Si le contenu de la cellule subissant l’apoptose se répandait, cela provoquerait des lésions internes dramatiques. À ne pas confondre avec une nécrose où la membrane se rompt libérant des enzymes toxiques et causants des dommages dans les tissus.

Mais quand intervient-elle ? Lorsqu’une cellule tombe malade, c’est-à-dire qu’un virus l’infecte la cellule lance l’apoptose. Cette autodestruction est notamment très utile pour des cellules dite « cancérigène », car l’apoptose empêche la progression de la maladie. Mais évidemment il se peut que le mécanisme soit perturbé.

L'apoptose est-elle contrôlé ?

Pour commencer, des recherches scientifiques sur un ver (Caernohabditis elegans) ont permis d’affirmer que l’autodestruction était bel et bien contrôlée et maîtrisée, par notre organisme. Chez le ver, la vie et la mort de chaque cellule dépendait de quatre gènes qui produisaient quatre protéines (ced-3, ced-4, ced-9 et egl-1). De ces quatre protéines, une a le rôle d’éxécuteur (protéase) mais elle a besoin d’une autre protéine (ced-4) qui permet à la protéase de s’activer. Cependant, la troisième protéine synthétisé (ced-9) à pour rôle de stopper la caspase (protéase), ainsi d’arrêter le processus d’autodestruction. Evidemment, ced-9 possède un antagoniste egl-1 qui lui inhibe l’effet protecteur de ced-9. Chez l’être humain, on a identifié des gènes homologues à ces quatre gènes du ver Elegans.

Comment fonctionne ce contrôle ?

Les protecteurs et les antagonistes s’assemblent et s’insère dans la membrane d’une mitochondrie. Ceux-ci perméabilisent la membrane de la mitochondrie libérant des protéines qui entraînent la mort cellulaire.

Certaines caspases dites « effectrices » dépendent d’autres caspases dites « initiatrices » qui permettent aux « effectrices » de s’activer. Bien entendu ceci peut-être stoppé notamment grâce à des protéines dont la protéine IAP. L’apoptose peut être déclenchée en réaction de signaux émis par l’environnement extérieur de la cellule ou par l’environnement interne de la cellule.

Comment différencier nos cellules des microorganismes ?

Comme dit auparavant, le suicide cellulaire joue un rôle essentiel dans le système immunitaire. Et cette efficacité du système de défense de l’organisme est liée en partie au mécanisme de reconnaissance du lymphocyte T. Les lymphocytes T possèdent des récepteurs capables d’interagir avec des présentoirs situés à la surface d’une cellule quelconque. Ces présentoirs sont des molécules d’histocompatibilité ou HLA. Lorsque nous ne sommes pas malades, nos cellules présentent à leur surface des protéines fabriquées à partir de l’information contenue dans nos gènes. Et l’interaction entre les présentoirs et les récepteurs des lymphocytes T constitue le soi. Quand une molécule étrangère fait irruption dans notre corps, les cellules dendritique phagocytent l’étranger et présente les antigènes à leur surface. Le lymphocyte T va s’empresser de l’identifier et le répertorier comme du non-soi. La capacité des lymphocytes T à interagir avec le soi émerge durant notre développement embryonnaire.

Cependant la fabrication des récepteurs des lymphocytes se fait totalement au hasard. Donc comment distinguer les lymphocytes qui seront utile un jour et les autres qui s’attaqueront au corps au lieu de le protéger ? Après leur maturation dans le thymus, l’embryon étant à l’abri des microbes ne va présenter que des cellules du soi. Or il peut arriver que les lymphocytes produisent des anticorps qui vont attaquer le corps en prenant nos cellules pour des ennemis. Ce phénomène s’appelle une maladie auto-immune.

Un signal fort transmis par l’interaction entre le récepteur et le lymphocyte T provoque l’apoptose de celui-ci. Par ailleurs, un récepteur n’étant pas capable d’interagir avec le soi se verra totalement inutile et donc au bout de trois jours le lymphocyte est détruit. Tant que le lymphocyte n’a pas rencontré de non-soi, il restera en vie tant qu’il peut dialoguer avec le soi.

Mais la réaction immunitaire est-elle la même pour tout les microorganismes ?

Bien sur, distinguer le soi du non-soi n’est pas la seule contrainte pour le lymphocyte, car il doit aussi savoir s’il l’agresseur est inoffensif ou bien dangereux. Par exemple, les personnes allergiques au pollen ont des éternuements très fort ou encore le nez bouché etc. ceci est typique du lymphocyte qui a perdu cette capacité de discrimination.

Comment le lymphocyte procède-t-il pour reconnaître le soi du non-soi ? Il existe un lien entre les cellules dendritiques et les lymphocytes. Lorsqu’une cellule dendritique phagocytent un corps étranger, il présente à sa surface des morceaux d’antigène que le lymphocyte T va interagir avec grâce à ses récepteurs. Un premier signal est établi, cependant il n’est pas suffisant pour que le lymphocyte se transforme en combattant. Il a besoin d’un second signal. S’il n’y a pas de second signal, le lymphocyte a deux choix, soit l’anergie, c’est-à-dire l’inactivation, soit l’apoptose. Ce second signal est transmis par d'autre récepteur (Toll) qui reconnaissent des motifs moléculaire commun à de nombreux microbes. Cette reconnaissance active un système de défense d'une part et d'autre part la libération de signaux soluble en plus de l'expression de molécules de surface (par exemple B7). Les lymphocyte T sont donc capable de distinguer le soi du non-soi mais grâce à la reconnaissance du non-soi des cellules sentinelles les lymphocytes sont capable de discriminer le non-soi inoffensif du non-soi dangereux. Par ailleurs, le déclenchement des réactions immunitaires mettent en jeu d'autres interactions cellulaire. Les lymphocytes B sont eux aussi doté de récepteurs capable d'interagir avec le non-soi. Lors de la première rencontre entre le lymphocyte B et le microorganisme se produit le lymphocyte émet un signal fort qui entraîne son suicide. Pour éviter cela, il a besoin d'un lymphocyte T auxiliaire activé par des cellules dendritiques. Par conséquent, un lymphocyte B ne peut survivre à sa première rencontre avec le non-soi sans l'aide d'un lymphocyte T auxiliaire. En revanche, il se peut qu'il n'y ait pas de contexte infectieux (ex : les cancers). Des molécules de surface sont exprimées et traduisent l'existence d'un stress. Les cellule NK interagissent avec ces molécules et provoquent l'autodesetruction des cellules cancéreuses. Donc la notion de danger joue un rôle très important dans notre système immunitaire.

Qu'est-ce que le <<privilège immunologique>> ? À quoi sert-il ?

Certains territoires du corps sont totalement interdits au système immunitaire même si un microbe réussit à y entrer. Ces territoires sont l'oeil, le cerveau et l'embryon. Ces sanctuaires sont dotés d'un « privilège immunologique ». Ils priment sur le reste. Ces territoires possèdent une barrière passives et actives qui déclenchent le suicide des cellules combattantes s'approchant de trop près. L'organisme est composé de deux parties : de petit territoire et de vaste territoire. Le premier (le petit) prime sur la défense contre les microbes et le second est le lieu de bataille où notre système immunitaire combat les agresseurs qui nous menacent. Le privilège immunologique est conféré à un organe qui va produire des protéines ayant la capacité d'autodétruire les cellules immunitaires. Il peut arriver que des cellules du corps produisent les mêmes protéines ayant ce privilège immunologique et deviennent anormalement des sanctuaires. Les cancers usent de cette méthode pour combattre le système immunitaire en se dotant d'un privilège. Une bataille est toujours perçus comme des victoires et des défaites, mais il s'agit souvent de compromis qui aboutissent à des infections persistantes mais contrôlées. Par moment cette incapacité d'élimination d'un microbe a eu des effets bénéfiques.

Qu'advient-il des lymphocytes T ?

La durée des combats n'est pas illimité et le suicide cellulaire joue un grand rôle. Chacun des lymphocyte T qui se transforme se dédouble et crée d'autre lymphocyte T qui vont eux aussi se dédoublé. Cependant cette multiplication est à risque car le poids dépasserait celui de l'organisme l'empêchant de fonctionner. Au bout de 15 jours, les lymphocytes T s'autodétruisent, en revanche seuls les lymphocytes ayant pu devenir des cellules-mémoire survivent à cette hécatombe. Les lymphocytes T mémoire n'ont plus besoin de survivre et ne dépendent plus des cellules sentinelles.

L'apoptose peut-elle provoquer des maladies ?

Des anomalies génétiques peuvent provoquer des suicides cellulaire excessif ce qui est à l'origine des maladies auto-immune, cancers ou encore certains syndromes.