Immunologie -Immunology

Immunologie
SARM, Ingestion par Neutrophil.jpg
Système Immunitaire
Subdivisions Génétique (immunogénétique)
Maladies importantes Polyarthrite rhumatoïde Inflammation
Essais significatifs
Spécialiste Immunologue

L'immunologie est une branche de la biologie et de la médecine qui couvre l'étude des systèmes immunitaires de tous les organismes . L'immunologie trace, mesure et contextualise le fonctionnement physiologique du système immunitaire dans les états de santé et les maladies; les dysfonctionnements du système immunitaire dans les troubles immunologiques (tels que les maladies auto-immunes , les hypersensibilités , le déficit immunitaire et le rejet de greffe ) ; et les caractéristiques physiques, chimiques et physiologiques des composants du système immunitaire in vitro , in situ et in vivo. L'immunologie trouve des applications dans de nombreuses disciplines de la médecine, notamment dans les domaines de la transplantation d'organes, de l'oncologie, de la rhumatologie, de la virologie, de la bactériologie, de la parasitologie, de la psychiatrie et de la dermatologie.

Le terme a été inventé par le biologiste russe Ilya Ilyich Mechnikov , qui a fait progresser les études sur l'immunologie et a reçu le prix Nobel pour son travail en 1908. Il a épinglé de petites épines dans des larves d'étoiles de mer et a remarqué des cellules inhabituelles entourant les épines. C'était la réponse active du corps essayant de maintenir son intégrité. C'est Mechnikov qui a observé le premier le phénomène de phagocytose , dans lequel le corps se défend contre un corps étranger.

Avant la désignation de l'immunité , de la racine étymologique immunis , qui signifie « exempté » en latin , les premiers médecins caractérisaient les organes qui seraient plus tard prouvés comme des composants essentiels du système immunitaire. Les organes lymphoïdes importants du système immunitaire sont le thymus , la moelle osseuse et les principaux tissus lymphatiques tels que la rate , les amygdales , les vaisseaux lymphatiques , les ganglions lymphatiques , les végétations adénoïdes et le foie . Cependant, de nombreux composants du système immunitaire sont de nature cellulaire et ne sont pas associés à des organes spécifiques, mais plutôt intégrés ou circulant dans divers tissus situés dans tout le corps. Lorsque les conditions de santé s'aggravent jusqu'à l'état d'urgence, des parties des organes du système immunitaire, y compris le thymus, la rate, la moelle osseuse, les ganglions lymphatiques et d'autres tissus lymphatiques, peuvent être excisées chirurgicalement pour examen pendant que les patients sont encore en vie.

Immunologie classique

L'immunologie classique rejoint les domaines de l' épidémiologie et de la médecine . Il étudie la relation entre les systèmes de l'organisme, les agents pathogènes et l'immunité. La première mention écrite de l'immunité remonte à la peste d' Athènes en 430 avant notre ère. Thucydide a noté que les personnes qui s'étaient remises d'un épisode précédent de la maladie pouvaient soigner les malades sans contracter la maladie une seconde fois. De nombreuses autres sociétés anciennes ont des références à ce phénomène, mais ce n'est qu'aux XIXe et XXe siècles que le concept s'est transformé en théorie scientifique.

L'étude des composants moléculaires et cellulaires qui composent le système immunitaire, y compris leur fonction et leur interaction, est la science centrale de l'immunologie. Le système immunitaire a été divisé en un système immunitaire inné plus primitif et, chez les vertébrés , un système immunitaire acquis ou adaptatif . Ce dernier est en outre divisé en composants humoraux (ou anticorps ) et à médiation cellulaire .

Le système immunitaire a la capacité de se reconnaître et de ne pas se reconnaître. Un antigène est une substance qui déclenche la réponse immunitaire. Les cellules impliquées dans la reconnaissance de l'antigène sont les lymphocytes. Une fois reconnus, ils sécrètent des anticorps. Les anticorps sont des protéines qui neutralisent les micro-organismes pathogènes. Les anticorps ne tuent pas directement les agents pathogènes, mais identifient plutôt les antigènes comme cibles de destruction par d'autres cellules immunitaires telles que les phagocytes ou les cellules NK.

La réponse (anticorps) est définie comme l'interaction entre les anticorps et les antigènes . Les anticorps sont des protéines spécifiques libérées par une certaine classe de cellules immunitaires appelées lymphocytes B , tandis que les antigènes sont définis comme tout ce qui provoque la génération d'anticorps (générateurs d' anticorps ) . L'immunologie repose sur la compréhension des propriétés de ces deux entités biologiques et de la réponse cellulaire aux deux.

Il devient maintenant clair que les réponses immunitaires contribuent au développement de nombreux troubles courants qui ne sont pas traditionnellement considérés comme immunologiques, notamment les maladies métaboliques, cardiovasculaires, cancéreuses et neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer. En outre, il existe également des implications directes du système immunitaire dans les maladies infectieuses (tuberculose, paludisme, hépatite, pneumonie, dysenterie et infestations d'helminthes). Par conséquent, la recherche dans le domaine de l'immunologie est d'une importance primordiale pour les progrès dans les domaines de la médecine moderne, de la recherche biomédicale et de la biotechnologie.

La recherche immunologique continue de se spécialiser, en poursuivant des modèles non classiques d'immunité et de fonctions de cellules, d'organes et de systèmes qui n'étaient pas auparavant associés au système immunitaire (Yemeserach 2010).

Immunologie clinique

L'immunologie clinique est l'étude des maladies causées par des troubles du système immunitaire (défaillance, action aberrante et croissance maligne des éléments cellulaires du système). Il implique également des maladies d'autres systèmes, où les réactions immunitaires jouent un rôle dans la pathologie et les caractéristiques cliniques.

Les maladies causées par des troubles du système immunitaire se répartissent en deux grandes catégories :

D'autres troubles du système immunitaire comprennent diverses hypersensibilités (comme dans l'asthme et d'autres allergies ) qui répondent de manière inappropriée à des composés autrement inoffensifs .

La maladie la plus connue qui affecte le système immunitaire lui-même est le SIDA , une immunodéficience caractérisée par la suppression des lymphocytes T CD4+ ("helper") , des cellules dendritiques et des macrophages par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH).

Les immunologistes cliniques étudient également les moyens de prévenir les tentatives du système immunitaire de détruire les allogreffes ( rejet de greffe ).

L'immunologie clinique et l'allergie sont généralement une sous-spécialité de la médecine interne ou de la pédiatrie . Les boursiers en immunologie clinique sont généralement exposés à de nombreux aspects de la spécialité et peuvent traiter les affections allergiques, les immunodéficiences primaires et les affections systémiques auto-immunes et auto-inflammatoires. Dans le cadre de leur formation, les boursiers peuvent effectuer des rotations supplémentaires en rhumatologie , pneumologie , oto-rhino- laryngologie , dermatologie et laboratoire d'immunologie.

Immunologie du développement

La capacité du corps à réagir aux antigènes dépend de l'âge de la personne, du type d'antigène, des facteurs maternels et de la zone où l'antigène est présenté. On dit que les nouveau- nés sont dans un état d'immunodéficience physiologique, car leurs réponses immunologiques innées et adaptatives sont fortement supprimées. Une fois né, le système immunitaire d'un enfant répond favorablement aux antigènes protéiques mais pas aussi bien aux glycoprotéines et aux polysaccharides . En fait, bon nombre des infections contractées par les nouveau-nés sont causées par des organismes à faible virulence comme Staphylococcus et Pseudomonas . Chez les nouveau-nés, l'activité opsonique et la capacité à activer la cascade du complément sont très limitées. Par exemple, le niveau moyen de C3 chez un nouveau-né est d'environ 65% de celui trouvé chez l'adulte. L'activité phagocytaire est également fortement altérée chez les nouveau-nés. Cela est dû à une activité opsonique plus faible, ainsi qu'à une diminution de la régulation à la hausse des récepteurs de l' intégrine et de la sélectine , qui limitent la capacité des neutrophiles à interagir avec les molécules d'adhésion dans l' endothélium . Leurs monocytes sont lents et ont une production réduite d' ATP , ce qui limite également l'activité phagocytaire du nouveau-né. Bien que le nombre de lymphocytes totaux soit significativement plus élevé que chez l'adulte, l'immunité cellulaire et humorale est également altérée. Les cellules présentatrices d'antigène chez les nouveau-nés ont une capacité réduite à activer les cellules T. De plus, les cellules T d'un nouveau-né prolifèrent mal et produisent de très petites quantités de cytokines comme l'IL-2, l'IL-4, l'IL-5, l'IL-12 et l'IFN-g, ce qui limite leur capacité à activer la réponse humorale ainsi que la activité phagocytaire des macrophages. Les lymphocytes B se développent au début de la gestation mais ne sont pas pleinement actifs.

Vue d'artiste des monocytes

Les facteurs maternels jouent également un rôle dans la réponse immunitaire de l'organisme. A la naissance, la plupart des immunoglobulines présentes sont des IgG maternelles. Ces anticorps sont transférés du placenta au fœtus à l'aide du FcRn (récepteur néonatal Fc). Comme les IgM, IgD, IgE et IgA ne traversent pas le placenta, elles sont presque indétectables à la naissance. Certaines IgA sont fournies par le lait maternel . Ces anticorps acquis passivement peuvent protéger le nouveau-né jusqu'à 18 mois, mais leur réponse est généralement de courte durée et de faible affinité . Ces anticorps peuvent également produire une réponse négative. Si un enfant est exposé à l'anticorps d'un antigène particulier avant d'être exposé à l'antigène lui-même, l'enfant produira une réponse atténuée. Les anticorps maternels acquis passivement peuvent supprimer la réponse anticorps à l'immunisation active. De même, la réponse des lymphocytes T à la vaccination diffère chez les enfants par rapport aux adultes, et les vaccins qui induisent des réponses Th1 chez les adultes ne provoquent pas facilement ces mêmes réponses chez les nouveau-nés. Entre six et neuf mois après la naissance, le système immunitaire d'un enfant commence à réagir plus fortement aux glycoprotéines , mais il n'y a généralement pas d'amélioration marquée de sa réponse aux polysaccharides jusqu'à l'âge d'au moins un an. Cela peut être la raison des délais distincts trouvés dans les calendriers de vaccination .

Pendant l'adolescence, le corps humain subit divers changements physiques, physiologiques et immunologiques déclenchés et médiés par des hormones , dont le plus important chez les femmes est le 17-β-estradiol (un œstrogène ) et, chez les hommes, la testostérone . L'œstradiol commence généralement à agir vers l'âge de 10 ans et la testostérone quelques mois plus tard. Il est prouvé que ces stéroïdes agissent non seulement directement sur les caractéristiques sexuelles primaires et secondaires, mais ont également un effet sur le développement et la régulation du système immunitaire, y compris un risque accru de développer une auto-immunité pubère et post-pubère. Il existe également des preuves que les récepteurs de surface cellulaire sur les cellules B et les macrophages peuvent détecter les hormones sexuelles dans le système.

Il a été démontré que l'hormone sexuelle féminine 17-β-estradiol régule le niveau de réponse immunologique, tandis que certains androgènes masculins tels que la testostérone semblent supprimer la réponse au stress à l'infection. Cependant, d'autres androgènes, tels que la DHEA , augmentent la réponse immunitaire. Comme chez les femmes, les hormones sexuelles mâles semblent avoir plus de contrôle sur le système immunitaire pendant la puberté et la post-puberté que pendant le reste de la vie adulte d'un homme.

Les changements physiques pendant la puberté tels que l'involution thymique affectent également la réponse immunologique.

Ecoimmunologie et immunité comportementale

L'écoimmunologie, ou immunologie écologique, explore la relation entre le système immunitaire d'un organisme et son environnement social, biotique et abiotique.

Des recherches écoimmunologiques plus récentes se sont concentrées sur les défenses des agents pathogènes de l'hôte traditionnellement considérées comme "non immunologiques", telles que l'évitement des agents pathogènes , l'automédication, les défenses médiées par les symbiotes et les compromis de fécondité. L'immunité comportementale, une expression inventée par Mark Schaller , fait spécifiquement référence aux facteurs psychologiques d'évitement des agents pathogènes, tels que le dégoût suscité par les stimuli rencontrés autour des individus infectés par des agents pathogènes, tels que l'odeur de vomi . Plus largement, l'immunité écologique "comportementale" a été démontrée chez de multiples espèces. Par exemple, le papillon monarque pond souvent ses œufs sur certaines espèces d'asclépiades toxiques lorsqu'ils sont infectés par des parasites. Ces toxines réduisent la croissance des parasites chez la progéniture du monarque infecté. Cependant, lorsque les papillons monarques non infectés sont obligés de se nourrir uniquement de ces plantes toxiques, ils subissent un coût de remise en forme en raison d'une durée de vie réduite par rapport aux autres papillons monarques non infectés. Cela indique que pondre des œufs sur des plantes toxiques est un comportement coûteux chez les monarques qui a probablement évolué pour réduire la gravité de l'infection parasitaire.

Les défenses médiées par les symbiotes sont également héréditaires d'une génération d'hôte à l'autre, malgré une base directe non génétique pour la transmission. Les pucerons , par exemple, s'appuient sur plusieurs symbiotes différents pour se défendre contre les principaux parasites et peuvent transmettre verticalement leurs symbiotes du parent à la progéniture. Par conséquent, un symbiote qui confère avec succès une protection contre un parasite est plus susceptible d'être transmis à la progéniture de l'hôte, permettant une coévolution avec des parasites attaquant l'hôte d'une manière similaire à l'immunité traditionnelle.

Immunothérapie

L'utilisation de composants du système immunitaire ou d'antigènes pour traiter une maladie ou un trouble est connue sous le nom d' immunothérapie . L'immunothérapie est le plus souvent utilisée pour traiter les allergies, les maladies auto-immunes telles que la maladie de Crohn , la thyroïdite et la polyarthrite rhumatoïde de Hashimoto , et certains cancers . L'immunothérapie est également souvent utilisée chez les personnes immunodéprimées (comme les patients atteints du VIH ) et les personnes souffrant d'autres déficits immunitaires. Cela inclut des facteurs de régulation tels que IL-2, IL-10, GM-CSF B, IFN-α.

Immunologie diagnostique

La spécificité de la liaison entre l'anticorps et l'antigène a fait de l'anticorps un excellent outil pour la détection de substances par diverses techniques de diagnostic. Des anticorps spécifiques d'un antigène recherché peuvent être conjugués à un marqueur isotopique (radio) ou fluorescent ou à une enzyme chromogène afin de le détecter. Cependant, la similitude entre certains antigènes peut entraîner des faux positifs et d'autres erreurs dans ces tests par des anticorps réagissant de manière croisée avec des antigènes qui ne sont pas des correspondances exactes.

Immunologie du cancer

L'étude de l'interaction du système immunitaire avec les cellules cancéreuses peut conduire à des tests de diagnostic et à des thérapies permettant de détecter et de combattre le cancer. L'immunologie concerne la réaction physiologique caractéristique de l'état immunitaire.

Immunologie de la reproduction

Ce domaine de l'immunologie est consacré à l'étude des aspects immunologiques du processus de reproduction, y compris l'acceptation du fœtus . Le terme a également été utilisé par les cliniques de fertilité pour traiter les problèmes de fertilité, les fausses couches récurrentes, les accouchements prématurés et les complications dangereuses telles que la pré-éclampsie .

Immunologie théorique

L'immunologie est fortement expérimentale dans la pratique quotidienne mais se caractérise également par une attitude théorique permanente. De nombreuses théories ont été proposées en immunologie depuis la fin du XIXe siècle jusqu'à nos jours. La fin du 19e siècle et le début du 20e siècle ont vu une bataille entre les théories « cellulaires » et « humorales » de l'immunité. Selon la théorie cellulaire de l'immunité, représentée notamment par Elie Metchnikoff , ce sont les cellules – plus précisément les phagocytes – qui sont responsables des réponses immunitaires. En revanche, la théorie humorale de l'immunité, soutenue par Robert Koch et Emil von Behring , entre autres, affirmait que les agents immunitaires actifs étaient des composants solubles (molécules) trouvés dans les "humeurs" de l'organisme plutôt que dans ses cellules.

Au milieu des années 1950, Macfarlane Burnet , inspiré par une suggestion faite par Niels Jerne , a formulé la théorie de la sélection clonale (CST) de l'immunité. Sur la base du CST, Burnet a développé une théorie sur la façon dont une réponse immunitaire est déclenchée selon la distinction soi/non-soi : les constituants du « soi » (constituants du corps) ne déclenchent pas de réponses immunitaires destructrices, tandis que les entités du « non-soi » (par exemple, pathogènes, une allogreffe) déclenchent une réponse immunitaire destructrice. La théorie a ensuite été modifiée pour refléter les nouvelles découvertes concernant l' histocompatibilité ou l'activation complexe « à deux signaux » des lymphocytes T. La théorie de l'immunité soi/non-soi et le vocabulaire soi/non-soi ont été critiqués, mais restent très influents.

Plus récemment, plusieurs cadres théoriques ont été suggérés en immunologie, notamment les vues « autopoïétiques », les vues « immunitaires cognitives », le « modèle du danger » (ou « théorie du danger ») et la théorie de la « discontinuité ». Le modèle du danger, suggéré par Polly Matzinger et ses collègues, a été très influent, suscitant de nombreux commentaires et discussions.

Voir également

Références

Liens externes