Mécanismes effecteurs de défense contre les agents infectieux: Les IFN et les

protéines de la phase aigüe

Dr. Isabelle CREMER MCU Université Paris 6 U872 INSERM Microenvironnement Immunitaire et Tumeurs Centre de Recherche des Cordeliers. 75006 Paris E-mail: isabelle.cremer@crc.jussieu.fr Novembre 2010

Les protéines de la phase aigüe

Définition Protéines plasmatiques dont la concentration est augmentée (x 1000) par les cytokines pro-inflammatoires.

Les cytokines pro-inflammatoires stimulent les hépatocytes qui synthétisent et sécrètent les protéines de la phase aigüe. Cette réponse est la première défense du système immunitaire et permet la reconnaissance de substances étrangères.

Les protéines importantes sont: - la protéine C réactive (CRP) - les collectines (dont la protéine de liaison du

mannose, MBP) - les ficolines

Elles fonctionnent comme des PRR solubles.

La CRP

La CRP: -se lie aux phospholipides membranaires microbiens.

-fonctionne comme une opsonine, collant les microorganismes aux phagocytes, et active la voie classique du complément.

-formée de 5 sous-unités polypeptidiques identiques groupées autour d’un site de fixation du calcium, pour former la pentraxine.

Structure et morphologie de la CRP

Pepys M. B. et al. 2003. Journal of clinical invest. 111:1805

Les collectines et les ficolines

- Protéines plasmatiques qui lient les résidus carbohydrates présents à la surface des bactéries et des virus, et activent la phagocytose.

- Elles ont des structures similaires:

Elles sont formées de sous-unités trimériques contenant des régions « collagen-like » et des domaines C-terminaux globulaires. Ces domaines sont des domaines de lectines de type C pour les collectines et des domaines « fibrinogen-like » pour les ficolines.

Elles fonctionnent comme des opsonines, collant les microorganismes aux phagocytes, et activent le complément par la voie des lectines. Les produits issus de la voie d’activation du complément, en réponse induisent l’inflammation, la cytolyse par les macrophages et attirent les phagocytes.

Structure des collectines et des ficolines

D’après Holmskov U. et al. 2003. Annu. Rev. Immunol. 21:547

Ficolines: Domaines « fibrinogen-like »

Collectines: Domaines « lectin de type C »

Les multiples activités du système du complément

Les interférons

1957: Isaacs et Lindenmann

Des cellules exposées au virus influenza produisent un facteur soluble, l’interféron, qui exerce une activité antivirale.

Famille de cytokines dont l’expression est induite chez les vertébrés en réponse à une infection virale.

Les interférons

Type I famille de protéines homologues dans leur séquence aa: gène ancestral commun?

Type II

IFNα

IFNβ

IFNγ

1 seul gène

20 gènes (13 codent des protéines fonctionnelles)

1 seul gène

Les interférons

Nomenclature

Propriétés physiques

Organisation génétique

Type I Type II

IFNα IFNβ IFNγ

Acides aminés

Poids moléculaire

Glycosylation

165-166 166 143

15-27 25 20-25

non N-gly N-gly

Nombres de gènes

Présence d’introns

Localisation chromosomique

Inducteurs

>13 1 1

non non oui

9 9 12

Virus,ARNdb

Virus,ARNdb

Lectines, cytokines, mitogènes, antigènes

Induction des IFN par les microorganismes

Virus

Rickettsia

Bactéries Listeria LPS des bactéries gram- Protéine M des strepto groupe A Mycoplasmes

Protozoaires Plasmodium Toxoplasma

IFNα/β

Hertzog P.J. et al. 2003 TRENDS in immunology 24:534

Induction des IFN en réponse à une activation des TLR

ARNdb

LPS

ARNsb

CpG ADN

IFN-α

Induction des IFN en réponse à une activation des TLR

(Kumar H. et al. BBRC 2009)

Induction des IFN par les virus

Infection virale

Activation des facteurs de transcription IRF3 , IRF7 et NF-kB

Interaction IRF3 et coactivateur CBP/p300: complexe DRAF1

Induction IFNα/β

Taniguchi T. et al. 2002 current opinion in immunology 14:111

Récepteurs pour les Interférons

Stark G.R. et al. 1998 Annu.Rev. Biochem. 67:227

Le récepteur IFNAR et la transduction du signal

-Induction IFN par virus et ARN double brin

-Liaison IFN sur récepteur

-Induction de la voie de signalisation JAK/STAT

-Induction de la transcription des gènes inductibles par les IFN: >100 gènes

Katze M.G. et al. 2002 Nature rev.immunol. 2:675

Taniguchi T. et al. 2002 current opinion in immunology 14:111

-Liaison IFN sur récepteur

-Phosphorylation de JAK1 et Tyk2

-Recrutement et phosphorylation de STAT1 et STAT2

-Formation du complexe ISGF3 (STAT1/2 et p48=IRF9) et du complexe AAF (dimère STAT1)

-Translocation dans le noyau

-Liaison à l’ADN sur séquence ISRE « IFN Stimulated Gene Factor 3 » ou GAS « IFNγ-activated site »

Transduction du signal

Gènes induits par les IFN: ISG « IFN stimulated genes » Action antivirale

Action antivirale des IFN: La PKR = p68 kinase

eiF2 impliqué dans l’initiation de la synthèse protéique

eiF2 phosphorylé ne peut pas être recyclé donc inhibition de la traduction

Action antivirale des IFN: La 2’5’ OAS

2-5A synthétase inactive

2-5A synthétase active

ARN db

Oligomères polymérisation ATP en série d’oligomères liés en 2’-5’

ATP

endoribonucléase Inactive Ex: RNase L

endoribonucléase active

Dégradation de l’ARN

Action antivirale des IFN: La 2’5’ OAS

Action antivirale des IFN: Les protéines Mx

Famille de GTPases qui inhibent la synthèse et/ou la maturation des transcrits viraux par trapping en sortie du RE.

Action antivirale sur le virus influenza

IFNα/β

Antiviral

Activation cellules du système immunitaire

Antiprolifératif

Actions pléïotropes des IFN de type I

Antiapoptotique

Différenciation

Chimiokines et cytokines

Lien immunité innée et adaptative Autoimmunité

Antitumoral

Immunité innée

Quelles sont les cellules productrices d’IFNα/β?

Kadowaki N. et al. 2000 J. Exp. Med 192:210

Cellules stimulées par le HSV

PBMC: cellules totales du sang périphérique Mono: monocytes CD11c+ DC: cellules dendritiques myéloïdes IPC: Natural « IFNα/β Producing Cells »= cellules dendritiques plasmacytoïdes

Rôle des IFN dans l’induction de l’immunité adaptative

Le bon A. et al. 2002 current opinion in immunology 14:432

Les IFNα/β: lien entre l’immunité innée et l’immunité adaptative

Belardelli F. et al. 2002 TRENDS in immunology 23:201

Les effets des IFNα/β sur le système immunitaire

Cellules de l’immunité innée

Cellules présentatrices de l’antigène

Cellules de l’immunité adaptative

Activité NK

Cytotoxicité dépendante des macrophages

Expression CMH I

Différentiation et activation des DC

Production d’Acs

Réponses de type Th1

Activités CTL in vivo

Prolifération des T CD8+ mémoires in vivo Survie in vitro des T activés