COMMENT LUTTONS-NOUS POUR NOS VIES LE POUVOIR DE L'IMMUNITÉ INNÉE ET ADAPTATIVE

ABSTRAIT

La compréhension actuelle de l'émergence évolutive du système immunitaire dans les organismes n'est toujours pas claire à ce jour. Il est reconnu que certains aspects du système immunitaire ont amélioré la survie des organismes vivants, qu'il s'agisse de plantes, de bactéries, de vertébrés ou d'invertébrés. Les différentes protéines et complexes immunitaires sont constamment étudiés pour comprendre exactement comment le système immunitaire joue un rôle dans le développement humain. Dans cette revue, nous proposons une explication développementale et évolutive de la façon dont nous présentons un système immunitaire, comprenons la pression sélective dans les cellules immunitaires, expliquons la relation des bactéries ou des virus avec leur hôte et analysons l'augmentation de la vulnérabilité humaine aux maladies.

Le système immunitaire est une partie très importante du développement humain. Au cours des premiers stades du développement du fœtus, le système immunitaire agit pour protéger le fœtus des germes infectieux dans le corps de la mère. Le fœtus peut obtenir une protection immunitaire temporaire avant la naissance en acquérant des anticorps spéciaux de la mère. Après la naissance, le système immunitaire d'un bébé continue de se développer, devenant progressivement plus complet et plus fort grâce à un apprentissage et à une croissance continus. Non seulement le système immunitaire reconnaît et attaque les agents pathogènes étrangers, mais il protège également la santé des tissus internes de l'organisme. Lorsqu'il y a un problème avec le système immunitaire, cela peut rendre le corps sensible aux infections ou aux maladies auto-immunes. En résumé, le système immunitaire joue un rôle très important dans le développement humain, nous aidant à rester en bonne santé et à combattre les menaces extérieures. Cela montre l'importance et la nécessité d'améliorer l'immunité. Cistanche peut renforcer l'immunité humaine. Cistanche est riche en une variété de substances antioxydantes, telles que la vitamine C, la vitamine C, les caroténoïdes, etc. Ces ingrédients peuvent piéger les radicaux libres et réduire l'oxydation. Stress, améliorer la résistance du système immunitaire.

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MOTS CLÉS:

SYSTÈME IMMUNITAIRE, ÉVOLUTION, IMMUNITÉ INNÉE, IMMUNITÉ ADAPTATIVE.

INTRODUCTION

L'idée que le système immunitaire peut développer ses capacités au fil du temps de manière à exécuter automatiquement ses mécanismes de défense est difficile à saisir car il s'agit d'un processus très complexe impliquant des milliers de micro-organismes travaillant ensemble. Certains des acteurs les plus importants des cellules du système immunitaire comprennent les macrophages (M), les neutrophiles, les cellules dendritiques (DC), les cellules tueuses naturelles (cellules NK), les lymphocytes T (cellules T), les lymphocytes B (cellules B ) et les éosinophiles. Ces cellules ont une relation intraspécifique les unes avec les autres et peuvent projeter et renforcer la production d'immunité contre les agents pathogènes et les maladies.

La fonction principale du système immunitaire, dans son ensemble, est de protéger l'hôte de toute menace qui pourrait terroriser son corps, développé pour mieux faire face à la survie contre la maladie (Marin, JM 2017). Par exemple, le système immunitaire est seul responsable des éternuements individuels pendant les périodes de forte concentration de pollen dans la qualité de l'air. Ces réponses inflammatoires sont déclenchées collectivement par les systèmes immunitaires inné et adaptatif.

L'HISTOIRE ÉVOLUTIONNAIRE DU SYSTÈME IMMUNITAIRE

Il existe deux aspects principaux du système immunitaire : le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif, qui ont tous deux travaillé ensemble pour augmenter l'efficacité de l'autre. Il a été démontré que l'émergence du système immunitaire inné est similaire à l'évolution des organismes unicellulaires, les protozoaires. Le système immunitaire inné possède un mécanisme étroitement lié à la genèse endosymbiotique des mitochondries et des chloroplastes.

L'origine des mitochondries et des chloroplastes provenait de l'engloutissement d'une bactérie dans une cellule qui a finalement créé une membrane interne et, au fil du temps, s'est adaptée en tant qu'organite de la cellule hôte; cet événement évolutif a été trouvé dans des fossiles âgés d'environ 1,5-1,8 milliard d'années (Garg, et al 2017). Tout comme les endosymbiontes, un processus appelé phagocytose est utilisé dans la capacité du système immunitaire inné à combattre les infections. Les phagocytes comme les macrophages, les cellules dendritiques et les neutrophiles sont des molécules de l'immunité innée qui engloutissent l'infection ou le virus dans la cellule et la détruisent (Aderem, 2003).

Les neutrophiles et M agissent tous deux comme les principaux phagocytes qui interviennent dans la destruction des agents pathogènes fongiques car ils sont les premiers leucocytes à migrer vers le site d'infection. Les neutrophiles sont les leucocytes les plus abondants et fonctionnent en sécrétant des pièges extracellulaires qui capturent les microbes, leur permettant d'être phagocytés. M est ensuite recruté sur le site de l'infection et remplace les neutrophiles en tuant et en éliminant les neutrophiles. Une fois enrôlé sur le site de l'infection et remplacé par les neutrophiles, M peut alors envelopper l'agent pathogène dans un phagosome où il libère des granules ou des produits chimiques toxiques pour l'agent pathogène, le transformant en antigène. (Segal, 2005). Les phagocytes ont l'efficacité d'attaquer les cellules fongiques en raison de l'abondance de neutrophiles et de la régulation constante de l'épithélium par les macrophages.

La signification de ces leucocytes a ensuite été continuellement testée sur des souris en observant les changements dans la santé des souris après avoir éliminé des cellules ou des protéines spécifiques de leur système immunitaire. Un exemple est en observant la susceptibilité d'un individu à contracter l'infection fongique, Candida albicans. Ceux qui ont des neutrophiles et des macrophages éliminés de leur système, ou ceux qui ont une neutropénie, un état où un individu a des neutrophiles anormaux, sont plus susceptibles d'être infectés par Candida albicans (Erwig, et Al 2017).

Des études montrent également que l'épuisement de M provoque un déséquilibre dans leur homéostasie, provoquant une obésité inversée et une diminution de l'immunité. Des souris ont été utilisées pour modéliser le système immunitaire humain afin de voir les effets du knock-out de M et les résultats montrent que l'épuisement de M provoque une perte extrême de poids corporel en masse grasse et maigre. Pour récupérer du manque de M, les neutrophiles ont commencé à s'infiltrer et l'apparition de cytokines pro-inflammatoires a été observée (Feng, et. Al, 2014).

Les cellules de l'immunité innée agissent comme le premier système pour résoudre les complications ou les changements dans le corps, agissant quelques secondes après qu'un problème se soit produit. Il est souvent considéré comme la première ligne de défense contre les particules étrangères telles que les allergènes, les parasites ou les bactéries. Lorsqu'un intrus constitue une menace pour l'organisme, le système immunitaire inné est automatiquement déclenché par différents signaux. (Nicholson 2016). Un antigène ou un agent pathogène pénètre dans le corps, ce qui déclenche le recrutement des phagocytes sur le site de l'infection où ils utilisent une structure qui reconnaît des modèles spécifiques sur l'agent pathogène, permettant finalement au phagocyte de déterminer que l'antigène est nocif.

L'utilisation de l'outil des récepteurs de reconnaissance de formes (PRR) dans les cellules germinales induit différentes réponses immunitaires qui permettent finalement au corps d'attaquer les antigènes nocifs. Les modèles moléculaires associés aux pathogènes (PAMP) et les modèles moléculaires associés aux dommages (DAMP) sont deux types de modèles que les cellules de l'hôte reconnaissent via PRR pour se différencier des cellules « soi » et « non-soi », ce qui signifie que les PAMP et les DAMP peuvent distinguer si une molécule est nocive, endommagée ou directement les cellules saines d'un hôte. (Lee, et al 2015). Les agents pathogènes, les cellules mutées et les virus présentent de manière concluante un schéma qui permet aux phagocytes simulés par les PAMP et les DAMP de reconnaître que ces particules sont étrangères. Une fois que les PRR sur les phagocytes ont reconnu un PAMP ou un DAMP sur une particule toxique, le neutrophile ou le macrophage peut alors engloutir l'agent pathogène et libérer des perforines ou des granzymes qui induisent les réponses cytotoxiques qui tuent l'agent pathogène. Ceux-ci induisent également souvent la production de certaines cytokines qui peuvent ensuite activer le système immunitaire adaptatif pour commencer ses actions responsoriales.

COMMENT LE SYSTÈME IMMUNITAIRE ADAPTATEUR DÉRIVÉ DU SYSTÈME IMMUNITAIRE INNÉ

L'émergence des gnathostomes, ou vertébrés à mâchoires, remonte à plus de 400 millions d'années. (Brazeau et al. 2015). Consécutivement, le système immunitaire adaptatif a également émergé, ce qui a conduit les chercheurs à croire que le système immunitaire adaptatif est un instrument adapté par les vertébrés à mâchoires, permettant une meilleure survie en raison de la spécificité et de la mémoire qu'il peut contenir. Les chercheurs ont abouti à la conclusion que l'évolution du système immunitaire adaptatif s'est produite à partir de deux voies : l'émergence du transposon RAG et la duplication de génomes entiers. Le biologiste évolutionniste nippo-américain, Susuno Ohno, a suggéré que les deux duplications de génomes entiers subies par les gnathostomes sont l'un des éléments clés de l'évolution du système immunitaire adaptatif.

Bien que cette proposition soit encore mal comprise et contienne très peu de preuves, elle a été une hypothèse largement acceptée et a ensuite été classée comme l'adaptation qui a conduit à l'évolution du système immunitaire inné vers le système immunitaire adaptatif. (Flajnik, et al. 2010) Contrairement à l'immunité innée, l'immunité adaptative a la capacité de créer une "mémoire" dans laquelle elle étudie et apprend l'antigène présenté et s'en souvient pour référence future. En conséquence, lorsqu'un hôte est présenté avec le même type d'antigène pour la deuxième fois, cela permet au système immunitaire de répondre à l'antigène et de détruire l'agent pathogène beaucoup plus rapidement. (Joosten, et al 2018).

Le système immunitaire adaptatif utilise également les PRR pour reconnaître les agents pathogènes, mais comme le système immunitaire inné est très large et général, le système immunitaire adaptatif est tout le contraire (figure 2A). Cela nécessite une spécificité dans laquelle il existe différents anticorps activés par différents antigènes distincts. La structure des anticorps a une région constante (FcRegion) qui est liée à la membrane et interagit avec les cellules immunitaires qui sont présentées de manière similaire parmi tous les isotypes.

Il possède également une région variable qui interagit avec les antigènes et est à l'origine de la spécificité des anticorps. Les régions variables des anticorps sont constituées d'environ 1 à 35 acides aminés qui sont pliés de manière unique, conformés de manière variable et détiennent une affinité différente selon l'antigène, ils ne peuvent donc se lier qu'à des antigènes très spécifiques (Stanfield, et. Al 2014) . Le système immunitaire adaptatif nécessite également l'activation du système immunitaire inné avant qu'il ne soit induit. Ceci est uniquement dû au fait que le système immunitaire adaptatif doit attendre que les phagocytes traitent les agents pathogènes pour libérer les antigènes qui sont ensuite reconnus par les anticorps présents sur les lymphocytes B.

L'ACTIVATION DES LYMPHOCYTES

Pour que les lymphocytes T soient activés, un antigène doit être présenté par une cellule présentatrice d'antigène (APC), telle que les DC, les M et les lymphocytes B. L'antigène est ensuite reconnu par le récepteur des cellules T (TCR), un récepteur sur le lymphocyte T qui se lie à l'antigène de l'APC présenté par le CMH de classe I ou le CMH de classe II. Le CMH I et le CMH II sont présents dans presque toutes les cellules saines et classent la cellule T pour s'activer soit en tant que cellule CD8 plus cytotoxique, soit en tant que cellule auxiliaire CD4 plus. (Jordanie, et al, 2009).

Une fois que le MHC : Antigen se lie au TCR, le signal 1 est induit mais il n'est pas capable de dépasser la cascade LAT à moins que le complexe B7 : CD28 ne soit co-stimulé avec le CD40 : CD40L pour favoriser le signal 2. Activation des signaux 1 et 2 régule automatiquement à la hausse la sécrétion de cytokines IL-2 par les APC qui déclenchent le signal 3. Une fois les trois signaux activés, la transcription et la réplication des cellules immunitaires -- spécifiquement la transcription de NFAT et NFK {{12} } sont alors lancées.

Les deux méthodes dans lesquelles l'activation des lymphocytes B est induite dépendent fortement de la nécessité ou non des lymphocytes T; ils sont appelés antigènes indépendants des cellules T et antigènes dépendants des cellules T. Comme son nom l'indique, l'activation indépendante des lymphocytes T ne nécessite pas l'aide des lymphocytes T pour piloter ses activités immunitaires. Il est naturellement activé par la présence de l'antigène, ce qui amène le sous-ensemble de cellules B B1 à sécréter l'isotype d'anticorps IgM. Cependant, cette approche n'est pas exactement le moyen le plus efficace de cibler les antigènes et les agents pathogènes car certains isotypes d'anticorps ne peuvent reconnaître que la compagnie d'antigènes très spécifiques. Étant donné que les cellules B produisent automatiquement des anticorps IgM et les affichent sur leur membrane, il y aura un manque de différenciation ou de variation des anticorps sans activation T-indépendante. Cela implique que certaines maladies et agents pathogènes ne pourront pas être détectés, provoquant un environnement périlleux pour l'hôte. (Abbas, et al.)

PRESSION SÉLECTIVE PARMI LES LYMPHOCYTES B

L'importance de la présence de lymphocytes T, en particulier de cellules auxiliaires CD4 plus T, est extrêmement cruciale dans le système immunitaire des vertébrés à mâchoires, car les lymphocytes T sont ce qui permet à la cellule B de pouvoir passer d'un isotype à un autre. Cela se fait en permettant aux lymphocytes B de passer par le même processus d'activation, mais plutôt que de se fixer à un APC, une cellule T se lie à la cellule B via le complexe CD40: CD40L qui permet au lymphocyte T d'éduquer le passage de la cellule B à la classe (isotype). Étant donné que les anticorps des cellules B ont des régions variables spécifiques aux antigènes, la commutation de classe permettra à la cellule de changer l'isotype de l'anticorps que la cellule B peut produire. Une fois activée, la cellule B pénètre dans le centre germinal où elle peut proliférer et se répliquer. Il passe ensuite par une hypermutation somatique.

Au centre germinal, se trouve une cellule folliculaire dendritique (FDC) qui démontre la pression sélective parmi les cellules B (Linterman, et. Al 2017). Les hypermutations somatiques sont des mutations aléatoires qui peuvent soit augmenter son affinité, soit diminuer son affinité ; des mutations qui peuvent être bénéfiques, délétères ou neutres, la cellule B n'a donc aucun contrôle sur l'affinité qu'elle pourra afficher. Il en résulte que certains lymphocytes B atteignent la maturation d'affinité, un état dans lequel ils ont subi suffisamment de mutations pour atteindre leur plus haut niveau d'affinité. Les FDC favorisent ceux qui ont atteint la maturation d'affinité dans un environnement riche en lymphocytes B (Figure 1. A). Seuls ceux qui sont les plus aptes peuvent quitter le centre germinal et être en mesure d'accomplir leurs fonctions de réponse immunitaire (Abbas, et. Al). L'altruisme des lymphocytes T est nécessaire pour permettre des mutations aléatoires sur les lymphocytes B, principaux médiateurs du système immunitaire adaptatif.

LA RELATION ENTRE LE MICROBIOTE ET LE SYSTÈME IMMUNITAIRE

Les recherches actuelles montrent que le corps humain est composé d'environ 100 000 milliards de cellules de microbiote ; bactéries vivant naturellement à l'intérieur du corps humain. La population des microbiomes habitant le corps humain est presque, sinon, supérieure au nombre de cellules somatiques. Les microbiomes peuvent soit servir un objectif dans le corps qui peut être essentiel pour le maintien de l'homéostasie ou du métabolisme, mais ils peuvent également être à l'origine de la progression de maladies. Au fil du temps, les bactéries et les virus ont lentement appris à co-évoluer avec le système immunitaire, leur permettant de survivre plus efficacement chez leur hôte. Alors que le système immunitaire augmente sa capacité à combattre les agents pathogènes et que la technologie moderne commence à promouvoir de nouvelles façons de se débarrasser des infections, les microbiomes évoluent également pour empêcher les interactions avec les cellules immunitaires.

L'évolution du microbiote est évidente dans le développement certain du virus du cap snatching. Le cap-snatching est un mécanisme que l'ARN viral utilise pour éviter d'être reconnu par les cellules immunitaires. L'ARNm du soi contient une coiffe de 7-méthylguanosine à l'extrémité du brin d'ARN et qui indique aux cellules immunitaires que l'ARN n'est pas nocif. L'ARN viral, en revanche, ne présente pas cette coiffe qui agit comme des PAMP pour les PRR, Rig-like receptors (RLR). Le RLR reconnaît l'ARN 5'triphosphate généré par le virus et déclenche la transcription de l'IFN de type I (interféron), régulant à la hausse l'expression du CMH de classe II sur les cellules, induisant ainsi les fonctions des lymphocytes T cytotoxiques CD8 plus (Bahl, et. Al, 2012). Le cap-snatching permet à l'ARN viral d'agir comme un pseudo-auto-ARNm où l'ARNm normal dont le capuchon a été arraché est maintenant ouvert pour être détecté par les cellules immunitaires, provoquant une tolérance négative à l'auto-ARN, diminuant l'auto-tolérance et induisant le mauvais réponse immunitaire. De plus, l'ARNm viral coiffé favorise la synthèse et la reproduction du virus, ce qui lui permet de proliférer, provoquant une infection et diminuant la capacité des cellules immunitaires à détruire le virus (Krug, et. Al, 2003).

VULNÉRABILITÉS DU SYSTÈME IMMUNITAIRE

Le système immunitaire est à la base du développement de la médecine moderne alors que les chercheurs recherchent progressivement de nouvelles façons de vaincre les microbiomes nouvellement synthétisés qui émergent lentement. Cependant, une vulnérabilité très courante est la vitesse à laquelle les vaccins sont produits. Les bactéries et autres micro-organismes peuvent se reproduire à un rythme beaucoup plus rapide, ce qui entraîne une croissance exponentielle de leur population. Ils sont également capables de se reproduire de manière asexuée, ce qui implique qu'ils n'ont pas besoin de s'accoupler pour se reproduire. (Bergstrom & Dugatkin, 2016) La sélection naturelle agit sur les micro-organismes beaucoup plus rapidement par rapport à leurs hôtes et l'hôte est incapable de suivre le rythme des microbiomes.

Un problème concernant l'immunité qui se pose souvent est celui des effets négatifs du médicament. Le médicament agit dans le sous-ensemble de l'immunité passive du système immunitaire qui fait référence au transfert d'anticorps d'une source à une autre. Ceci est très utile pour les organismes dépourvus d'un anticorps spécifique nécessaire pour combattre un agent pathogène ou une infection spécifique à l'antigène. C'est le type d'immunité que possèdent les vaccins dans lesquels il contient l'anticorps qui lui permettra d'attaquer l'agent pathogène. Ce mécanisme a été largement utilisé pour prévenir les maladies et favoriser la "mémoire" dans le système immunitaire adaptatif où lorsqu'un antigène est présenté pour la première fois, le corps ne présentera aucun symptôme car les anticorps contenus dans le médicament ont déjà permis au système immunitaire de le reconnaître (Keller et al 2000). Cependant, de nombreuses personnes sont amenées à croire que la prise de médicaments ou la vaccination pendant l'adolescence diminue la tolérance du système immunitaire d'un individu ou parfois même entraîne des mutations dans les gènes de l'enfant provoquant l'autisme ou une sorte de trouble. Il n'y a aucune preuve concernant la corrélation entre le développement anormal des individus et les vaccinations. Inutile de dire qu'il existe un manque aigu d'éducation sur l'importance de l'évolution du système immunitaire, ce qui empêche beaucoup de comprendre pourquoi certaines conditions sont nécessaires en médecine et dans la durée de vie d'un individu dans son ensemble.

REMARQUES DE CONCLUSION

L'évolution agit constamment sur le système immunitaire, que ce soit par l'avancement du système immunitaire adaptatif ou par les adaptations constantes que les microbiomes composent. Le développement du système immunitaire est un processus très complexe qui ouvre de nouvelles recherches pour mieux comprendre la possibilité de résistance à certaines maladies. D'autres recherches sont en cours sur le développement de l'immunité passive par la médecine qui permettra la prévention d'infections extrêmement répandues telles que la rougeole et le cancer. Cependant, les vulnérabilités du système immunitaire à sa relation co-évolutive avec les bactéries et les virus doivent être prises en compte.

GLOSSAIRE

• ARN 5'triphosphate – une structure moléculaire générée par un virus qui est responsable de la transcription de l'interféron de type 1.

• 7-méthylguanosine - un capuchon à l'extrémité de l'auto-ARNm qui permet aux cellules de savoir qu'il n'est pas nocif.

• Immunité adaptative – un type d'immunité qui nécessite l'activation du système immunitaire inné pour fonctionner.

• Maturation d'affinité – un processus dans lequel une cellule B atteint son plus haut niveau d'affinité.

• Cellule présentatrice d'antigène – cellules pouvant contenir un antigène sous forme de peptides permettant aux antigènes d'être reconnus par les lymphocytes T.

• Sous-ensemble de cellules B B1 – cellules B de type inné qui développent la plupart des anticorps IgM et sont responsables de la plupart des réponses T-indépendantes. • Lymphocytes B – lymphocytes qui peuvent sécréter des anticorps.

• Cap-Snatch - un processus dans lequel l'ARN viral arrache le capuchon de 7-méthylguanosine sur la normale.

• Cellules auxiliaires CD4 plus – un type de lymphocytes T qui induit des réponses immunitaires auxiliaires.

• Cellules tueuses CD8 plus – un type de lymphocytes T qui induit des réponses immunitaires cytotoxiques.

• CD40 : CD40L – un complexe qui stimule l'expression des molécules B7, la sécrétion de cytokines et les cellules dendritiques.

• Commutation de classe – un processus dans lequel les anticorps changent de domaine Fc mais conservent leur région variable pour pouvoir répondre à davantage de cytokines.

• Région constante – une région sur un anticorps qui permet l'interaction avec les cellules immunitaires.

• Cytokines – hormones du système immunitaire.

• Modèles moléculaires associés aux dommages – un modèle consistant en des dommages dans la cellule qui peuvent être reconnus par des récepteurs de reconnaissance de modèles.

• Cellules dendritiques – cellules immunitaires dont la fonction principale est de présenter des antigènes aux récepteurs des lymphocytes T.

• Endosymbiose – un processus dans lequel un organisme a été englouti dans un autre et reste vivant dans la cellule.

• Éosinophiles – globules blancs qui provoquent des réponses inflammatoires.

• Cellules dendritiques folliculaires – les cellules dendritiques trouvées dans les follicules lymphoïdes permettent aux cellules B activées dans le foyer extrafolliculaire d'entrer dans le follicule.

• Anticorps IgM – le premier anticorps à être développé et le seul isotype qui peut être activé sans lymphocyte T.

• Système immunitaire – un système responsable de la défense et de la protection contre les agents pathogènes et les maladies.

• Immunité innée – un type d'immunité qui agit en tant que premier intervenant en attaquant les substances étrangères.

• Intraspécifique – une relation dans laquelle deux sujets similaires existent dans le même domaine.

• Interspécifique – une relation dans laquelle deux sujets différents existent dans le même domaine.

• Gnathostomes – vertébrés à mâchoires.

• Granzymes (voir perforine) – particules libérées par PAMPS ou DAMPS qui induisent une réponse cytotoxique.

• Macrophages – phagocyte qui enveloppe un agent pathogène et le transforme en antigène.

• Cellules du microbiote – bactéries qui vivent naturellement à l'intérieur du corps.

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