« Unité des fondements de la médecine »

1. « Unité des fondements de la médecine » Anticorps: Structures et Fonctions Dr John Basso Dept. de Biologie Université d’Ottawa Bioscience 102 Tel.:562-5800 poste 6358 Courriel: jbasso@science.uottawa.ca

2. Objectifs • Décrire la structure des anticorps. • Discuter de l’organisation et de l’expression génétique des anticorps dans le développement des lymphocytes B. • Décrire les réponses immunitaires dépendantes et non dépendantes des lymphocytes T. • Décrire de quelle façon la diversification des anticorps est établie. • Décrire la commutation isotypique. • Discuter des diverses classes d’anticorps et de leurs fonctions (anticorps muqueux, allergiques, etc.). 2

3. Les Anticorps – Double Fonctions • Récepteur de surface des lymphocytes B • Permet d’échantillonner l’environnement antigénique • Permet la communication entre l’environnement extracellulaire et le réseau de transduction de signaux interne • Molécule sécrétée effectrice • Neutralisation • Fixation du complément • Activation de cellules effectrices 3

4. Fab Fc S VL CL S S S CH3 S S CH2 CH1 VH S S F(ab)2 Sites de clivages de pepsine - 1 x (Fab)2 & 1 x Fc Sites de clivages de papain - 2 x Fab 1 x Fc Domaines des Immunoglobulines Structures repliées, compactes et résistantes aux protéases Domaines c des chaines légères k ou λ Domaines C des chaines lourdes a, d, e, g, ou m 4

5. Ig - Protéines Bi-Fonctionnelles • Doivent interagir avec un nombre définie de molécules spécialisées • Propriété attribuable à une région Fc commune indépendante de la spécificité • Doivent reconnaitre simultanément un nombre presque infinie de déterminants antigéniques • Propriété attribuable à la région Fab 5

6. Pourquoi la Région Fc est Nécessaire? • La région Fab peut- • Déceler l’antigène • Précipiter l’antigène • Bloquer les sites actifs des toxines ou de molécules associées aux pathogènes • Bloquer l’interaction entre l’hôte et des molécules associées aux pathogènes • Mais elle ne peu pas activer- • Les fonctions inflammatoires et effectrices des cellules • Les fonctions inflammatoires et effectrices des protéines du complément • Le trafic d’antigènes dans les sentiers d’apprêtement d’antigènes 6

7. Structures et Fonctions des Régions Fc • La structure Fc est commune à toutes les spécificités des anticorps d’un même ISOTYPE • La structure agit comme récepteur pour les protéines du complément et de ligand pour des récepteurs cellulaires 7

8. Noter que seulement les domaines constants de la chaine lourde sont illustrés Cm4 Cm2 Cm3 Cm1 IgM Monomérique • La forme monomérique est retrouvée seulement à la surface des lymphocytes B • Cm4 possède les régions transmembrannaires et cytoplasmique. Celles-ci sont retirée pour la forme sécrétée 8

9. C C Cm4 Cm4 Cm4 Cm4 Cm4 Cm2 Cm2 Cm2 Cm2 Cm2 Cm3 Cm3 Cm3 Cm3 Cm3 C s s s s s s s s C C C C C C C IgM Polymèrique • Les IgM sécrétés sont de forme pentamérique • Cm3 lie la protéine du complément pour initier la cascade classique du complément • Cm1 lie la protéine du complément C3b pour faciliter l’opsonisation par les macrophages • Cm4 est impliqué dans la multimèrisation 9

10. Données des IgM 10 [Unit name – Lecture title – Prof name]

11. Données des IgD • Co-expression avec IgM à la surface des lymphocytes B • Fonction dans les défenses inconnue [Unit name – Lecture title – Prof name]

12. Deux sous classes d’IgA existent IgA1 est surtout retrouvé dans le sérum et il est fait par les lymphocytes B de la moelle osseuse IgA2 est surtout retrouvé dans les sécrétions des muqueuses, le colostrum et le lait. Il est fait par des lymphocytes B retrouvés dans les muqueuses S S S S s s C J C S S C C S S C C Dimèrisation et Sécrétion d’IgA • IgA est l’isotype prédominant sécrété aux surfaces des muqueuses • Existe dans le sérum sous forme monomérique 12

13. Données des IgA Les IgA sont inefficaces pour causer une réponse inflammatoire. Leurs modes de protections impliquent la liaison, l’exclusion, la création de liens croisés et de faciliter la phagocytose [Unit name – Lecture title – Prof name]

14. Données des IgE • La majorité des IgE sont liés aux récepteurs de cellules effectrices • Les IgE sont étroitement impliqués avec les réactions allergiques [Unit name – Lecture title – Prof name]

15. Données des IgG [Unit name – Lecture title – Prof name]

16. Sommaire de la Structure des Anticorps Chaine Lourde μγαδ ou ε Chaine Légère κ ou λ Charnière Liaison d’Antigène Activité Biologique 16

17. Génération de la Diversité • Les cellules germinales des lymphocytes B possèdent des segments géniques qui peuvent générer le répertoire • 109 - 1012 différentes spécificités • La diversité est créé par… • Diversité combinatoire ( Chaines H & L) • Diversité des jonctions • Hypermutations somatiques → Maturation d’affinité 17

18. Région Variable de la Chaine Lourde (VH) • La région variable de la chaine lourde est généré d’un segment V, un segment D et un segment J • Les réarrangements se font avant la rencontre d’antigène • Les réarrangements sont irréversibles Cμ Vh1 Vh2 Vh3 Vh--65 Dh 1-27 Jh 1-6 Chromosome 14 18

19. Vλ1 V λ 2 V λ 3 V λ --29 J λ 1-4 Chromosome 22 Région Variable de la Chaine Légère (VL) • La région variable de la chaine légère est générée d’un segment V et un segment J • Les réarrangements se font avant la rencontre d’antigène • Les réarrangements sont irréversibles 19

20. Diversité Combinatoire Possible 200 120 10 530 Répertoire possible: 200 * 10,530 = 2,106,000 120 * 10,530 = 1,263,600 [Unit name – Lecture title – Prof name]

21. Recombinaison g m e a d ADN de cellule B mature Transcription m d ARNm Épissage alternatif m ou Chaînelourde Traduction IgM ou IgD d Organisation Génique de la Chaîne Lourde Région variable (V) ~ 65gènes Diversité (D) 25 gènes Jonction (J) 6 gènes Régions constantes m g e a d ADN 21

22. Génome de cellule B mature m g e a d Recombinaison g e a Transcription g ARNm Épissage  Traduction Chaînelourde IgG Commutation de la Chaîne Lourde Nouveau génome de cellule B mature 22

23. Cytokines qui Influencent la Commutation 23

24. Différentitation des Cellules B • Phases indépendantes d’antigènes • Survient dans la moëlle osseuse Pré-RCB RCB Réarrangement génique IgH Réarrangement génique IgL Différentitiation Cellule B mature Apoptose Apoptose Cellule souche hématopoietic Progénitrice lymphoïde [Unit name – Lecture title – Prof name]

25. La RéponseHumorale Activation des Lymphocytes B 25

26. Rencontre et Présentation 26

27. 2. Activation des Cellules TA (Ag T-dépendant) Antigène aprété est présenté sur CMH II L’antigène est digéré et apprêté Antigène Macrophage TA avec TCR approprié reconnait l’antigène apprêté et le CMH II CMH II Cytokines Cellule présentatrice d’antigène TA non-activée Cytokine CMH II TA activée Peptide antigènique RCT CD4 Cellule TA 27

28. 3. Présentation par Cellule B (T-dépendant) N 10 RCB de la cellule B lie l’épitope 17- 24 de l’Ag, suivi d’endocytose apprêtement de l’Ag en plusieurs peptides et présentation de ces peptides en association avec le CMH II 90 80 40 20 30 50 60 70 100 C Peptide 17- 24 Peptide 50- 45 CMHII Peptide 82- 69 Peptide 85 - 100 [Unit name – Lecture title – Prof name]

29. Antigène IgM B TA Activée Sélection Activation Répertoire CMHII B B B B B B Sécrétion d’Ac Amplification clonale Activation, Sélection et Amplification 29

30. Thymus-dépendent car cellules T sont requises Antigène T-dépendant (Antigène TD) Activation T Dépendant Vs T Indépendant Antigène T-indépendant (Antigène TI) Thymus-Independent car cellules T ne sont pas requises Les réponses d’Ac T-indépendante ont généralement:1. pas de mémoire2. pas d’isotypage3. pas de maturation d’affinité 30

31. Mémoire Élimination Reconnaissance Présentation Nombre de cellules B Spécifiques à l’antigène Activation B naïve Expansion Clonale immunité B mémoire B activé Rencontred’Ag Jours après l’exposition 0 7 14 >30 Profil de la Réponse Humorale 31

32. Modes d’Actions des Anticorps • Agglutination • Neutralisation • Opsonisation • ADCC • Dégranulation des macrophages IgM et IgA IgM, IgA et IgG IgG et IgM IgG et IgM IgE 32

33. Agglutination • Favorise la phagocytose • Inactive l’envahisseur 33 [Unit name – Lecture title – Prof name]

34. Neutralisation • Liaison à des composantes essentielles causant l’inactivation 34 [Unit name – Lecture title – Prof name]

35. Opsonisation (IgG et IgM) 35 [Unit name – Lecture title – Prof name]

36. ADCC 36 [Unit name – Lecture title – Prof name]

37. Dégranulation par les IgE Allergène Y Y Y Granules de médiateurs préformés IgE Y Lysosome Récepteur de région Fc 37 [Unit name – Lecture title – Prof name]