Différenciation lymphocytaire. Étapes de différenciation des lymphocytes B dans la moelle osseuse 4, maturation et différenciation en lymphocytes se produisent

À partir de cellules souches et chez les mammifères adultes - uniquement dans la moelle osseuse. La différenciation des lymphocytes B se déroule en plusieurs étapes, chacune étant caractérisée par la présence de certains marqueurs protéiques et le degré de réarrangement génétique des gènes d'immunoglobuline.

Une activité anormale des lymphocytes B peut être à l’origine de maladies auto-immunes et allergiques.

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✪ Lymphocytes B (cellules B)

✪ Lymphocytes B et lymphocytes T des populations CD4+ et CD8+

✪ Comment les lymphocytes tuent les cellules cancéreuses oncologie

✪ Activation de la réponse immunitaire

✪ Lymphocytes T cytotoxiques

Les sous-titres

Nous parlerons de l’immunité humorale, associée aux lymphocytes B. Lymphocytes B, ou cellules B, je vais les dessiner en bleu. Disons que c'est un lymphocyte B. Les lymphocytes B sont un sous-ensemble des globules blancs. Ils se forment dans la moelle osseuse. B vient de la bourse de Fabricius, mais nous n'entrerons pas dans ces détails. Les lymphocytes B contiennent des protéines à leur surface. Environ 10 000. Ce sont des cellules étonnantes, et je vous dirai pourquoi bientôt. Tous les lymphocytes B ont à leur surface des protéines qui ressemblent à ceci. Je vais en dessiner quelques-uns. Ce sont les protéines. Plus précisément, des complexes protéiques constitués de quatre protéines distinctes, appelées anticorps liés à la membrane. Les anticorps liés à la membrane se trouvent ici. Anticorps liés à la membrane. Regardons-les de plus près. Vous avez probablement déjà entendu ce mot. Nous avons des anticorps contre différents types de grippe, ainsi que contre différents types de virus, et nous en reparlerons plus tard. Tous les anticorps sont des protéines. Et on les appelle souvent immunoglobulines. Enseigner la biologie élargit mon vocabulaire. Anticorps et immunoglobulines. Ceux-ci signifient tous la même chose et sont des protéines présentes à la surface de la membrane des cellules B. Ils sont liés à une membrane. Habituellement, lorsque l’on parle d’anticorps, on entend les anticorps libres qui circulent dans l’organisme. Et je vais vous en dire plus sur la façon dont ils sont fabriqués. Et maintenant un point très, très intéressant concernant les anticorps liés aux membranes, et les lymphocytes B en particulier. Cela réside dans le fait que chaque cellule B ne contient sur sa membrane qu’un seul type d’anticorps liés à la membrane. Chaque cellule B... Comme ça, laissez-moi en dessiner une autre. Voici la deuxième cellule B. Elle a aussi des anticorps, mais ils sont légèrement différents. Voyons quoi. Je vais les dessiner de la même couleur, puis nous examinerons leurs différences. Il s’agit donc d’un anticorps lié à la membrane, d’un autre. Et ce sont deux cellules B. Et tous deux contiennent des anticorps sur leurs membranes. Un et deux lymphocytes B possèdent des régions variables d’anticorps qui peuvent prendre différentes configurations. Ils peuvent ressembler à ceci ou à ceci. Faites attention à ces fragments. Celui-ci et celui-là, je vais les mettre en valeur avec une couleur distincte. Ce fragment est inchangé pour tout le monde, qu'il soit vert partout. Et ces fragments sont variables. C'est-à-dire modifiable. Et cette cellule a ce fragment variable - je vais le marquer en rose. Et chacun de ces anticorps liés à la membrane plasmique possède un fragment variable comme celui-ci. D'autres cellules B contiennent différents fragments variables. Je vais les marquer d'une couleur différente. Par exemple, violet. Autrement dit, les fragments variables seront différents. Il y en a au total 10 000 à la surface, et chacun d'eux aura les mêmes fragments variables, mais ils seront différents des fragments variables de cette cellule B. Autrement dit, environ 10 milliards de combinaisons de fragments variables sont possibles. Cela fait 10 à la puissance dixième, soit 10 milliards de combinaisons de fragments variables. Écrivons-le : 10 milliards de combinaisons de fragments variables. Et ici se pose la première question - et je ne vous ai pas encore dit à quoi servent ces fragments variables - comment se produit une si grande variété de combinaisons ? Il est évident que ces protéines - ou peut-être pas si évidente - mais toutes ces protéines qui sont des composants de la plupart des cellules sont fabriquées par les gènes de cette cellule. Si vous imaginez un noyau cellulaire, le noyau contient de l’ADN. Et la cellule possède un noyau. À l’intérieur du noyau se trouve l’ADN. Si les deux cellules sont des cellules B, elles ont une origine commune, je suppose, et sûrement le même ADN ? Ne devraient-ils pas avoir le même ADN ? Je mets ici un point d'interrogation. S’ils partagent l’ADN, pourquoi les protéines qu’ils fabriquent sont-elles différentes les unes des autres ? Comment changent-ils ? Et c'est pourquoi je pense que les lymphocytes B - et vous verrez que cela est également vrai pour les lymphocytes T - sont si étonnants parce que dans le processus de leur développement, dans le processus d'hématopoïèse, c'est-à-dire le développement des lymphocytes, à l'un des stades Aux étapes de leur développement, il y a un mélange intense de ces fragments d'ADN qui codent pour ces fragments de protéines. Un mélange intensif se produit. Quand on parle d'ADN, on entend par là qu'il faut conserver le plus d'informations possible, et non parvenir à un mélange maximum. Cependant, dans le processus de maturation des lymphocytes, c'est-à-dire des cellules B, à l'un des stades de leur maturation, il se produit un re-mélange délibéré de l'ADN qui code tel ou tel fragment. C'est ce qui explique la diversité des différents fragments variables de ces immunoglobulines liées à la membrane. Et maintenant nous découvrons pourquoi cette diversité est nécessaire. Il existe un grand nombre de micro-organismes qui peuvent infecter notre organisme. Les virus mutent et évoluent, tout comme les bactéries. Et on ne sait pas ce qui va pénétrer dans le corps. Avec l’aide des lymphocytes B et des lymphocytes T, le système immunitaire assure une protection en créant de nombreuses combinaisons de fragments variables qui peuvent se lier à différents organismes nuisibles. Imaginons qu'il s'agisse d'un nouveau type de virus qui vient d'apparaître. Auparavant, un tel virus n'existait pas, et maintenant le lymphocyte B entre en contact avec ce virus, mais il ne peut pas s'y attacher. Et une autre cellule B entre en contact avec ce virus, mais là encore, rien ne se passe. Peut-être que plusieurs milliers de cellules B entrent en contact avec ce virus et ne pourront pas s'y attacher, mais nous avons une telle abondance de cellules B contenant un grand nombre de combinaisons différentes de fragments variables sur les récepteurs que certaines cellules B finissent par entrera en contact avec ce virus. Par exemple, celui-ci. Ou celui-ci. Et forme une connexion. Il pourra se lier avec une partie de la surface de ce virus. Ou avec une section de la surface d’une nouvelle bactérie ou d’une protéine étrangère. Et la zone à la surface d’une bactérie à laquelle se lie une cellule B, comme celle-ci, est appelée un épitope. Épitope. Et une fois que la cellule B s'est liée à un agent pathogène inconnu - et vous vous souvenez que d'autres cellules B n'ont pas réussi à le faire - seule cette cellule a une combinaison spécifique, une combinaison de 10 à la puissance dixième. Il y a moins de combinaisons que 10 à la puissance dixième. Au cours du processus de développement, disparaissent toutes ces combinaisons qui peuvent se lier aux cellules de notre corps, contre lesquelles il ne devrait y avoir aucune réponse immunitaire. En d’autres termes, les combinaisons qui assurent une réponse immunitaire aux cellules de l’organisme disparaissent progressivement. C'est-à-dire qu'il n'y a pas en fait 10 puissance 10, ou, en d'autres termes, 10 milliards de combinaisons de ces protéines, leur nombre est plus petit, cela exclut les combinaisons qui peuvent entrer en contact avec leurs propres cellules, mais le nombre de combinaisons toutes faites c'est toujours pareil, il y a beaucoup à voir avec la mise en contact d'un fragment d'un agent pathogène de nature virale ou bactérienne. Et une fois qu’une de ces cellules B s’est associée à un pathogène, elle envoie un signal indiquant qu’elle est adaptée à ce tout nouveau pathogène. Après liaison à un nouveau pathogène, son activation se produit. Après liaison à un nouvel agent pathogène, l’activation se produit. Regardons cela plus en détail. Cela nécessite en fait l’activation des cellules T auxiliaires, mais nous n’entrerons pas dans les détails dans cette vidéo. Dans ce cas, nous nous intéressons à la liaison d’un lymphocyte B à un pathogène, et disons que cela conduit à une activation. Mais gardez à l’esprit que dans la plupart des cas, des cellules T auxiliaires sont également nécessaires. Et nous discuterons plus tard pourquoi ils sont si importants. Il s’agit d’une sorte de mécanisme permettant d’assurer notre système immunitaire contre les erreurs. Une fois qu’un lymphocyte B a été activé, il commence à se cloner. Elle correspond parfaitement au virus et commence à se cloner. Clonez-vous. Il se divise et se reproduit. Imaginons-le. En conséquence, de nombreuses variantes de cette cellule apparaissent. Ses nombreuses options. Représentons-les. Et ils ont tous des récepteurs sur la membrane. Il y en a aussi environ dix mille. Je ne les dessinerai pas tous, mais j'en dessinerai quelques-uns sur chaque membrane. Lors de la division, ces cellules se différencient également, c'est-à-dire qu'elles sont divisées selon leurs fonctions. Il existe deux principales formes de différenciation. Des centaines de milliers de ces cellules sont produites. Certaines d’entre elles deviennent des cellules mémoire. Cellules mémoire. Ce sont également des lymphocytes B qui conservent longtemps un récepteur idéal avec un fragment variable idéal. Dessinons ici quelques récepteurs. Ce sont les cellules mémoire... Les voici. Certaines cellules deviennent des cellules mémoire et leur nombre augmente avec le temps. Si cet agent pathogène vous infecte, par exemple, dans 10 ans, vous aurez alors davantage de ces cellules en stock, ce qui signifie qu'il y a une forte probabilité qu'elles entrent en contact avec lui et s'activent. Certaines cellules se transforment en cellules effectrices. Ces cellules effectuent certaines actions. Les cellules se transforment et deviennent des lymphocytes B effecteurs ou plasmocytes. Ce sont des usines de production d’anticorps. Usines de production d'anticorps. Les anticorps produits contiennent exactement la même combinaison que celle présente à l’origine sur la membrane plasmique. Ils produisent des anticorps, dont nous avons parlé, produisent des anticorps. Ils produisent une énorme quantité de protéines qui ont la capacité unique de se lier à un nouvel agent pathogène, cet organisme dangereux. Ils ont une capacité de liaison unique. Les cellules effectrices activées produisent environ 2 000 anticorps par seconde. Et il s'avère que tout à coup, une énorme quantité d'anticorps pénètre dans les tissus et commence à circuler dans tout le corps. L'importance du système humoral est qu'avec l'apparition soudaine de virus inconnus infectant notre corps, la production d'anticorps commence en réponse. Ils sont produits par des cellules effectrices, après quoi des anticorps spécifiques se lient aux virus. Je vais le décrire comme ça. Anticorps spécifiques. Des anticorps spécifiques commencent à se lier aux virus, offrant ainsi des avantages de plusieurs manières. Regardons-les. Premièrement, ils « marquent » les agents pathogènes pour une capture ultérieure. Pour activer la phagocytose, ce processus est appelé opsonisation. Opsonisation. Il s’agit du processus de « marquage » d’un agent pathogène afin qu’il soit plus facile pour les phagocytes de le capturer et de l’engloutir ; les anticorps indiquent aux phagocytes que cet objet est déjà prêt à être capturé, que cet objet particulier doit être capturé. Deuxièmement, le fonctionnement des virus est compliqué. Après tout, un objet assez volumineux est attaché aux virus. Il leur est donc plus difficile de pénétrer dans les cellules. Et troisièmement, chacun de ces anticorps possède deux chaînes lourdes identiques et deux chaînes légères identiques. Deux guirlandes lumineuses. Chacune de ces chaînes possède un fragment variable spécifique, et chacune de ces chaînes peut se lier à un épitope à la surface du virus. Alors, que se passe-t-il lorsque l’un d’eux se lie à un épitope d’un virus et que l’autre se lie à un épitope d’un autre ? Résultat : ces virus semblent se coller les uns aux autres, ce qui est encore plus efficace. Ils ne peuvent plus remplir leurs fonctions. Ils ne pourront pas pénétrer dans les membranes cellulaires et seront étiquetés. Ils sont opsonisés et peuvent être capturés par les phagocytes. Nous parlerons davantage des cellules B. Il me semble surprenant qu'un si grand nombre de combinaisons soient créées, et elles sont suffisantes pour reconnaître presque tous les organismes possibles existant dans les fluides de notre corps, mais nous n'avons pas encore répondu aux questions de savoir ce qui se passe lorsque des agents pathogènes parviennent à pénétrer dans les cellules. , ou lorsque nous traitons de cellules cancéreuses et comment les cellules déjà infectées sont détruites.

Différenciation des cellules B

Les lymphocytes B proviennent de cellules souches hématopoïétiques pluripotentes, qui donnent également naissance à toutes les cellules sanguines. Les cellules souches sont situées dans un certain microenvironnement, qui assure leur survie, leur auto-renouvellement ou, si nécessaire, leur différenciation. Le microenvironnement détermine la voie de développement de la cellule souche (érythroïde, myéloïde ou lymphoïde).

La différenciation des lymphocytes B est classiquement divisée en deux étapes - indépendante de l'antigène (au cours de laquelle se produit le réarrangement des gènes d'immunoglobuline et leur expression) et dépendante de l'antigène (au cours de laquelle se produisent l'activation, la prolifération et la différenciation en plasmocytes). On distingue les formes intermédiaires suivantes de lymphocytes B en maturation :

• Les premiers précurseurs des cellules B ne synthétisent pas de chaînes lourdes et légères d'immunoglobulines, contiennent des gènes germinaux IgH et IgL, mais contiennent un marqueur antigénique commun aux cellules pré-B matures.
• Cellules pro-B précoces - Réarrangements D-J dans les gènes IgH.
• Cellules pro-B tardives - Réarrangements V-DJ dans les gènes IgH.
• Grandes cellules pré-B - Gènes IgH réarrangés par VDJ ; le cytoplasme contient des chaînes lourdes de la classe μ et le récepteur des cellules pré-B est exprimé.
• Petites cellules pré-B - Réarrangements V-J dans les gènes IgL ; le cytoplasme contient des chaînes lourdes de la classe μ.
• Petites cellules B immatures - Gènes IgL réarrangés par VJ ; synthétiser des chaînes lourdes et légères ; Les immunoglobulines (récepteur des cellules B) sont exprimées sur la membrane.
• Cellules B matures - début de la synthèse des IgD.

Les cellules B voyagent de la moelle osseuse vers les organes lymphoïdes secondaires (rate et ganglions lymphatiques), où elles subissent une maturation ultérieure, une présentation antigénique, une prolifération et une différenciation en plasmocytes et cellules B mémoire.

Cellules B

L'expression des immunoglobulines membranaires par tous les lymphocytes B permet une sélection clonale sous l'influence de l'antigène. Au cours de la maturation, de la stimulation antigénique et de la prolifération, l’ensemble des marqueurs des cellules B change de manière significative. À mesure qu'elles mûrissent, les cellules B passent de la synthèse d'IgM et d'IgD à la synthèse d'IgG, IgA, IgE (tandis que les cellules conservent la capacité de synthétiser des IgM et des IgD - jusqu'à trois classes simultanément). Lors du changement de synthèse isotypique, la spécificité antigénique des anticorps est maintenue. On distingue les types suivants de lymphocytes B matures :

• Les lymphocytes B eux-mêmes (également appelés lymphocytes B « naïfs ») sont des lymphocytes B non activés qui n’ont pas été en contact avec l’antigène. Ils ne contiennent pas de corps biliaires ; les monoribosomes sont dispersés dans le cytoplasme. Ils sont polyspécifiques et ont une faible affinité pour de nombreux antigènes.
• Les lymphocytes B mémoire sont des lymphocytes B activés qui sont à nouveau entrés au stade de petits lymphocytes grâce à la coopération avec les lymphocytes T. Il s'agit d'un clone de cellules B à longue durée de vie, qui fournissent une réponse immunitaire rapide et produisent une grande quantité d'immunoglobulines lors de l'administration répétée du même antigène. On les appelle cellules mémoire car elles permettent au système immunitaire de « se souvenir » de l’antigène pendant de nombreuses années après la fin de son action. Les cellules B mémoire offrent une immunité à long terme.
• Les plasmocytes constituent la dernière étape de différenciation des cellules B activées par un antigène. Contrairement aux autres lymphocytes B, ils portent peu d’anticorps membranaires et sont capables de sécréter des anticorps solubles. Ce sont de grandes cellules avec un noyau excentrique et un appareil synthétique développé - le réticulum endoplasmique rugueux occupe presque tout le cytoplasme et l'appareil de Golgi est également développé. Ce sont des cellules à durée de vie courte (2 à 3 jours) et sont rapidement éliminées en l’absence de l’antigène à l’origine de la réponse immunitaire.

Marqueurs de cellules B

Une caractéristique des cellules B est la présence d’anticorps liés à la membrane de surface appartenant aux classes IgM et IgD. En combinaison avec d'autres molécules de surface, les immunoglobulines forment un complexe de reconnaissance des antigènes récepteur  - le récepteur des lymphocytes B responsable de la reconnaissance des antigènes. À la surface des lymphocytes B se trouvent également des antigènes qui reconnaissent le complexe épitope-MHC II. Le T-helper activé sécrète des cytokines qui améliorent la fonction de présentation de l'antigène, ainsi que des cytokines qui activent les lymphocytes B - inducteurs d'activation et de prolifération. Les lymphocytes B s'attachent à « leur » antigène à l'aide d'anticorps liés à la membrane, agissant comme des récepteurs, et, en fonction des signaux reçus du T-helper, ils prolifèrent et se différencient en un plasmocyte qui synthétise des anticorps, ou dégénèrent en cellules mémoire B. Dans le même temps, le résultat de l’interaction dans ce système à trois cellules dépendra de la qualité et de la quantité de l’antigène. Le mécanisme décrit est valable pour les antigènes polypeptidiques qui sont relativement instables au traitement phagocytaire - ce qu'on appelle. antigènes thymus-dépendants. Pour les antigènes indépendants du thymus (ayant une polymérité élevée avec des épitopes fréquemment répétés, relativement résistants à la digestion phagocytaire et possédant des propriétés mitogènes), la participation d'un T-helper n'est pas requise - l'activation et la prolifération des lymphocytes B se produisent en raison du propre mitogène de l'antigène. activité.

Rôle des cellules B dans la présentation des antigènes

Les lymphocytes B sont capables d'intérioriser leurs immunoglobulines membranaires ainsi que leur antigène associé, puis de présenter des fragments d'antigène en complexe avec les molécules du CMH de classe II. À de faibles concentrations d’antigène et lors d’une réponse immunitaire secondaire, les cellules B peuvent servir de principales cellules présentatrices d’antigène.

Cellules B-1 et B-2

Il existe deux sous-populations de cellules B : B-1 et B-2. La sous-population B-2 est constituée de lymphocytes B ordinaires, qui comprennent tous les éléments ci-dessus. B-1 est un groupe relativement petit de cellules B présentes chez l’homme et la souris. Ils pourraient représenter environ 5 % de la population totale de cellules B. Ces cellules apparaissent pendant la période embryonnaire. À leur surface, ils expriment des IgM et une faible quantité (voire pas du tout) d’IgD. Le marqueur de ces cellules est CD5. Cependant, ce n’est pas un composant essentiel de la surface cellulaire. Au cours de la période embryonnaire, les cellules B1 émergent des cellules souches de la moelle osseuse. Au cours de la vie, le pool de lymphocytes B-1 est entretenu par l’activité de cellules progénitrices spécialisées et n’est pas reconstitué par des cellules dérivées de la moelle osseuse. La cellule précurseur se réinstalle du tissu hématopoïétique vers sa niche anatomique - les cavités abdominale et pleurale - même pendant la période embryonnaire. Ainsi, l’habitat des lymphocytes B-1 est constitué par les cavités barrières.

Les lymphocytes B-1 diffèrent significativement des lymphocytes B-2 par la spécificité antigénique des anticorps produits. Les anticorps synthétisés par les lymphocytes B-1 ne possèdent pas une diversité significative de régions variables de molécules d'immunoglobuline, mais, au contraire, sont limités dans le répertoire d'antigènes reconnus, et ces antigènes sont les composés les plus courants des parois cellulaires bactériennes. Tous les lymphocytes B-1 sont comme un clone peu spécialisé, mais nettement orienté (antibactérien). Les anticorps produits par les lymphocytes B-1 sont presque exclusivement des IgM ; le changement de classe d’immunoglobulines dans les lymphocytes B-1 n’est pas « prévu ». Ainsi, les lymphocytes B-1 constituent une « escouade » de « gardes-frontières » antibactériens dans les cavités des barrières, conçus pour réagir rapidement aux micro-organismes infectieux « s'échappant » des barrières parmi les plus répandus. Dans le sérum sanguin d'une personne en bonne santé, la partie prédominante des immunoglobulines est un produit de la synthèse des lymphocytes B-1, c'est-à-dire ce sont des immunoglobulines relativement polyspécifiques à visée antibactérienne.

Après plusieurs cycles de prolifération lymphocytaire, leur différenciation se produit généralement. Il existe une idée selon laquelle la différenciation (au moins dans le cas des lymphocytes réagissant aux antigènes) s'effectue comme une étape dans la mise en œuvre du programme génétique de la cellule et ne nécessite pas l'action de facteurs particuliers, mais n'est provoquée que par le processus d’activation et de division cellulaire. En conséquence, après une période de divisions, une cellule qualitativement différente entre dans la phase de repos.

En général, la différenciation est considérée comme un processus alternatif à la prolifération. Elle repose sur une activation stable et sélective de groupes de gènes (par opposition à leur expression temporaire lors de l'activation). Dans ce cas, en règle générale, il y a un rétrécissement du spectre des gènes actifs et sa limitation aux gènes « de ménage » et aux gènes qui déterminent l'exécution de fonctions spécialisées caractéristiques des cellules de ce type (par exemple, la sécrétion d'immunoglobulines par plasmocytes). Les détails de ce processus et ses bases métaboliques ne sont pas bien compris.

Parmi les voies de transduction du signal connues, la voie dépendante de l'AMPc est pertinente pour le processus de différenciation. Les récepteurs d'un certain nombre d'agents externes (par exemple adrénergiques) sont associés à la protéine O, mais après liaison des récepteurs, cette protéine perd son affinité pour eux et interagit avec l'adénylate cyclase, l'activant. L'adénylate cyclase catalyse la formation d'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) à partir de l'ATP, qui active la protéine kinase dépendante de l'AMPc. Cette dernière est en relation fonctionnelle antagoniste avec la protéine kinase C, ce qui explique en grande partie le caractère alternatif des processus de prolifération et de différenciation cellulaire. La protéine kinase dépendante de l'AMPc phosphoryle un certain nombre de protéines, à la fois membranaires (qui se manifestent par des modifications de la structure macromoléculaire de la membrane cellulaire) et nucléaires. Parmi ces derniers figurent des facteurs de transcription qui réorganisent l’activité des gènes. Il convient cependant de souligner que la voie dépendante de l'AMPc conduit à des modifications temporaires et réversibles du phénotype et de l'activité fonctionnelle des cellules (c'est-à-dire à leur modification) plutôt qu'à une véritable différenciation.

Contrairement à la différenciation des lymphocytes au cours de leur maturation, qui aboutit à la formation de cellules prêtes à reconnaître et à répondre à l'antigène, la différenciation au cours de la réponse immunitaire entraîne la formation de cellules effectrices et de cellules mémoire.

UN. Central (primaire) - thymus, moelle osseuse rouge. Primaire, puisque la première étape indépendante de l'antigène de la différenciation lymphocytaire se produit ici.

B. Périphérique : ganglions lymphatiques, rate, tissu diffus des muqueuses. Ici se produit l'étape secondaire - la différenciation des lymphocytes dépendante de l'antigène.

La peau est classée en organes centraux et périphériques.
Dans les organes centraux, le développement des lymphocytes ne dépend pas du contact avec l'antigène. À ce stade, les cellules acquièrent des récepteurs spéciaux - des marqueurs et deviennent immunocompétentes (capables de distinguer différentes classes de structures étrangères). Cette capacité est inhérente au génome et ne nécessite pas la présence d’un antigène. Théoriquement, la capacité des cellules à réagir à l'avenir à des structures étrangères se forme. Un lymphocyte - un antigène.
Dans les organes périphériques, se forment des lymphocytes effecteurs capables non seulement de distinguer, mais également de détruire les structures étrangères (cellules T tueuses, plasmocytes, cellules mémoire T et B). La formation de ces cellules dépend des besoins de l’organisme.

La maturation et la différenciation des lymphocytes se déroulent en deux étapes. La première étape est le développement d’une cellule souche vers un lymphocyte mature capable d’entrer en contact avec un antigène appelé cellule réactive à l’antigène (ARC). La maturation du lymphocyte à ce stade ne dépend pas de l'influence de l'antigène, dont les récepteurs ne se forment qu'à la fin de la maturation. La deuxième étape se produit lorsque le lymphocyte entre en contact avec un antigène pour lequel il possède des récepteurs. L'antigène induit une chaîne d'événements intracellulaires dans l'ARC, commençant par l'activation de la protéine kinase intracellulaire et la mobilisation du Ca2+ intracellulaire des mitochondries dans le cytosol. Les actions de la protéine kinase et du Ca2+ sont multidirectionnelles : la protéine kinase induit une prolifération cellulaire, une division et une formation de clones supplémentaires ; le Ca2+ inhibe ou arrête ce processus, active les endonucléases lymphocytaires qui détruisent l'ADN et conduisent les cellules à l'apoptose (mort physiologique). Dans les lymphocytes matures, le deuxième mécanisme favorisant le développement de la tolérance immunologique est réprimé et un développement ultérieur des cellules se produit, provoquant la formation d'une réponse immunitaire positive.

Morphologiquement, un lymphocyte est une cellule sphérique avec un gros noyau et une étroite couche de cytoplasme basophile. Au cours du processus de différenciation, des lymphocytes grands, moyens et petits se forment séquentiellement. Dans la lymphe et le sang périphérique, la majorité sont les petits lymphocytes les plus matures, dotés d'une mobilité amiboïde. Ils se déplacent constamment avec le flux lymphatique ou sanguin, s’accumulant dans les organes et tissus lymphoïdes où se produisent les réactions immunologiques. Les deux principales populations de lymphocytes, les lymphocytes T et B, ne se distinguent pas en microscopie optique, mais sont clairement différenciées par leurs structures de surface et leurs propriétés fonctionnelles. Leurs caractéristiques comparatives sont présentées dans le tableau.

Les principales différences fonctionnelles entre les lymphocytes T et B résident dans le fait que les lymphocytes B effectuent une réponse immunitaire humorale et que les lymphocytes T effectuent une réponse immunitaire cellulaire et participent également à la régulation des deux formes de réponse immunitaire.

Les lymphocytes T sont désignés car ils mûrissent et se différencient dans le thymus. Ils représentent environ 80 % de tous les lymphocytes sanguins et ganglions lymphatiques et se trouvent dans tous les tissus du corps. Ils remplissent deux fonctions principales : régulatrice et effectrice. Les cellules régulatrices assurent le développement de la réponse immunitaire par d'autres cellules et régulent son évolution ultérieure. Les lymphocytes T effecteurs exercent l'effet d'une réaction immunologique le plus souvent sous la forme d'une cytolyse de structures cellulaires contre les antigènes pour lesquels une réaction immunologique s'est produite.

Caractéristiques comparatives des lymphocytes T et B

Tous les lymphocytes T possèdent des molécules de surface CD2 et CD3, qui déterminent un certain nombre de fonctions de ces cellules et servent de marqueurs pour leur détection à l'aide d'anticorps monoclonaux ou d'autres méthodes. De plus, les molécules d’adhésion CD2 provoquent un contact entre les lymphocytes T et d’autres cellules. Cette capacité a été utilisée pour identifier ces lymphocytes grâce aux érythrocytes de mouton, capables de se coller à la surface des lymphocytes in vitro, formant des « rosettes » bien visibles au microscope. Les molécules CD3 font partie des récepteurs lymphocytaires. Pour les antigènes, déterminer la capacité des cellules à entrer en contact avec un antigène spécifique. Il existe plusieurs centaines de ces molécules à la surface de chaque lymphocyte T.

Il existe deux variantes de récepteurs des lymphocytes T CD3 pour les antigènes : alpha/bêta et gamma/delta. Les lymphocytes dotés de récepteurs alpha/bêta représentent au moins 90 % de tous les lymphocytes humains. On les trouve en concentrations plus élevées dans le sang, les ganglions lymphatiques et la rate, et ont une large gamme de spécificité qui leur permet de reconnaître tous les antigènes, ainsi qu'une activité auxiliaire et cytotoxique prononcée. Les lymphocytes gamma/delta se trouvent dans l’épithélium intestinal, le péritoine, les organes reproducteurs et la peau. Ils sont capables de reconnaître moins d'antigènes que les lymphocytes alpha/bêta, ne possèdent pas d'antigène CD4, ont des propriétés cytotoxiques et sont dans plus de la moitié des cas des cellules CD8+. Puisque ces lymphocytes se trouvent dans la peau et les structures muqueuses, ils constituent la première ligne de défense de l’organisme contre les agents pathogènes. Malgré les capacités relativement limitées de reconnaissance antigénique, les lymphocytes gamma/delta répondent rapidement aux composants glucidiques des micro-organismes, aux protéines de stress, forment l'interféron gamma, qui active les macrophages et possède des propriétés antivirales. Les lymphocytes gamma/delta intestinaux contribuent à la tolérance de l'organisme aux antigènes contenus dans l'organisme ; nourriture .

Comme nous l'avons déjà noté, les lymphocytes T mûrissant dans le thymus se différencient en deux populations dont les marqueurs sont les antigènes de surface CD4 et CD8. Les premiers représentent plus de la moitié de tous les lymphocytes sanguins et, grâce aux lymphokines qu’ils produisent, stimulent d’autres cellules du système immunitaire. Par conséquent, on les appelle cellules auxiliaires (anglais Help - help), qui sont les principales cellules du système immunitaire qui effectuent des réactions immunitaires. Sans leur aide, la plupart des fonctions des lymphocytes B ne peuvent être réalisées.

Une cellule souche hématopoïétique migrant dans le thédème se transforme (se différencie) sous l'influence du microenvironnement thymique en lymphocyte T. Le but de la différenciation : 1) enseigner la reconnaissance des corps étrangers entrés dans le corps et leur destruction (c'est-à-dire la mise en œuvre de l'effet meurtrier) ; 2) créer une tolérance envers ses propres antigènes. Le thymus joue un rôle majeur dans ces processus, car c’est l’organe où se produit la différenciation des cellules T indépendante de l’antigène et la création (génération) d’un ensemble (répertoire) extrêmement diversifié de récepteurs de cellules T reconnaissant l’antigène.
Initialement, la cellule souche hématopoïétique pénètre dans la zone corticale du thymus et se transforme en un précurseur précoce des lymphocytes T. Le phénotype de cette cellule est le suivant : TAGRR-alpha, bêta +, CD3+ CD4-, CD8-, c'est-à-dire qu'elle est caractérisée par la présence d'un récepteur de reconnaissance des lymphocytes T, qui contient des chaînes alpha et bêta, une structure CD3, mais manque de molécules CD4 et CD8.
De plus, ici dans la zone corticale du thymus, sous l'influence du microenvironnement thymique, des hormones thymiques et surtout de l'IL-7, le précurseur précoce du lymphocyte T se transforme en un lymphocyte T immature dont le phénotype est comme suit : TAGRR-alpha, bêta+, CD3+, CD4+, CD8+. L'ensemble de ces structures membranaires indique que cette cellule est capable de : 1) reconnaître n'importe quel antigène en utilisant TAGRR-alpha, bêta ; 2) après reconnaissance, transmettre un signal dans la cellule pour l'activer en utilisant la structure CD3 ; 3) se transforment en cellules CD4+ (auxiliaires) et CD8+ (tueuses) au cours du développement de la composante effectrice de la réponse immunitaire.
À l’étape suivante de différenciation, le précurseur des lymphocytes T immatures se déplace dans la moelle thymique, où l’étape thymique de maturation est terminée. Dans ce cas, deux événements importants se produisent : 1) une tolérance aux autoantigènes est induite ; minimisant ainsi la possibilité de développer une maladie auto-immune ; 2) Les lymphocytes T sont divisés en deux sous-populations : CD4+CD8- (assistants) et CD4-CD8+ (tueurs) (n'oubliez pas que les molécules TAGRR-alpha, bêta et CD3 sont stockées sur leur membrane). Cette étape est également mise en œuvre avec la participation importante de l'IL-7.
En quittant le thymus, les lymphocytes T matures au repos, qui sont au stade G(O) du cycle cellulaire, s'installent dans les zones T des organes lymphoïdes périphériques. Ces lymphocytes T se caractérisent par les propriétés suivantes : 1) la capacité de reconnaître les antigènes étrangers, qui lui sont présentés sous la forme d'un peptide à l'aide de molécules du CMH de classe I et de classe II, et de développer la partie efférente de la réponse immunitaire ; 2) incapacité à reconnaître la plupart des antigènes autologues, tant sous forme soluble que sous forme de molécules sur la membrane cellulaire. C’est le principal obstacle au développement d’une réponse auto-immune.
Certains lymphocytes T quittant le thymus sont encore capables de reconnaître les auto-antigènes, mais ces lymphocytes T (et les lymphocytes B) sont soit sujets à une délétion (destruction) dans les organes périphériques, soit dans un état d'anergie (incapacité à s'activer et à mettre en œuvre la partie efférente de la réponse immunitaire).
Les lymphocytes T auxiliaires (cellules CD4+) sont représentés par trois sous-populations : les soi-disant. Les T-helpers nuls (TxO), qui se différencient en T-helpers de type 1 (Tx1) et de type 2 (Tx2). Dans cette différenciation, le rôle principal est joué par l'IL-12, l'IL-2, l'interféron gamma, l'IL-10, l'IL-4, l'IL-5.
Les lymphocytes T auxiliaires (cellules CD4+) sont impliqués dans la reconnaissance du peptide antigénique présenté par les molécules du CMH de classe II. Dans ce cas, un signal costimulatoire supplémentaire est nécessaire pour activer le lymphocyte T. Il. est perçu par une molécule spéciale - CD28-, présente à la surface du T-helper. Pour transmettre le signal de costimulation, il existe également une molécule spéciale - CD80, située sur la membrane APC. Si un lymphocyte T GD4+ ne reçoit pas de signal de co-stimulation, alors soit une anergie des lymphocytes T, soit une apoptose (mort programmée) se produit. Il faut tenir compte du fait que certains lymphocytes T cytotoxiques possèdent également une molécule CD4 sur leur membrane.
Les lymphocytes T tueurs (cellules CD8+) sont impliqués dans la reconnaissance du peptide antigénique, qui est présenté à l'aide de molécules du CMH de classe I. Dans le domaine alpha-3 du CMH de classe I, il existe un endroit (site) spécial pour la liaison au CD8. molécule. La partie cytoplasmique de la molécule CD8 est associée à la tyrosine kinase (p56 (lck)). La liaison de la molécule CD8 présente sur la cellule reconnaissant CD8+ est un signal co-stimulateur supplémentaire, conduisant à l’activation des cellules T CD8+ et à la transformation (différenciation) en lymphocyte T cytotoxique. Il convient de rappeler que le principal signal d’activation dans toute reconnaissance des lymphocytes T est le contact entre TAGRR et le peptide.
Comme déjà mentionné, l'interaction entre une cellule CD4+ et les molécules APC du CMH de classe II nécessite un signal de costimulation supplémentaire, qui est réalisé par l'interaction des molécules CD28 (cellule T) et CD80 (APC). Dans le même temps, plusieurs autres molécules adhésives interagissent, ce qui améliore l'activation cellulaire : 1) ICAM-1 (APC) et LFA-1 (cellule T), entraînant une production accrue d'IL-1, d'interféron gamma et d'ONF ; 2) LFA-3 (APC) et CD2 (cellule T). CD2 est connu comme récepteur des globules rouges de mouton, dont la présence sur la membrane des lymphocytes T permet de mettre en place la méthode de formation des rosettes et ainsi de compter le nombre de lymphocytes T. Sa liaison au LFA-3 joue un rôle auxiliaire dans la mise en œuvre des fonctions de liaison du couple de molécules LFA-1/ICAM-1.