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Quelle est la différence entre une cellule T auxiliaire active et inactive ?

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1- Est-ce que toutes les cellules T helper inactives sont des "cellules mémoire T" ? 2- Y a-t-il quelque chose comme des cellules mémoire T actives ? 3- J'ai remarqué qu'il existe également un troisième type de cellules T auxiliaires mais je ne sais pas comment il s'appelle. Ils sont utilisés au début du processus de réponse humorale (ils se lient aux cellules APC initiales puis se divisent en produisant des cellules t auxiliaires actives et des cellules mémoire t inactives). En quoi sont-elles différentes des cellules T auxiliaires actives et inactives ?


Cellule T auxiliaire

Les Cellules T auxiliaires (Th cellules), aussi connu sous le nom Cellules CD4 + ou Cellules CD4-positives, sont un type de cellule T qui joue un rôle important dans le système immunitaire, en particulier dans le système immunitaire adaptatif. Comme leur nom l'indique, ils "aident" l'activité d'autres cellules immunitaires en libérant des cytokines, de petits médiateurs protéiques qui modifient le comportement des cellules cibles qui expriment les récepteurs de ces cytokines. Ces cellules aident à polariser la réponse immunitaire dans le type approprié en fonction de la nature de l'agression immunologique (virus vs bactérie extracellulaire vs bactérie intracellulaire vs helminthe vs champignon vs protiste). Ils sont généralement considérés comme essentiels dans la commutation de classe d'anticorps des cellules B, brisant la tolérance croisée dans les cellules dendritiques, dans l'activation et la croissance des cellules T cytotoxiques et dans la maximisation de l'activité bactéricide des phagocytes tels que les macrophages et les neutrophiles.

T matureh les cellules expriment la protéine de surface CD4 et sont appelées Cellules CD4 + T. De telles cellules CD4+ T sont généralement traitées comme ayant un rôle prédéfini en tant que cellules T auxiliaires au sein du système immunitaire. Par exemple, lorsqu'une cellule présentatrice d'antigène affiche un antigène peptidique sur les protéines du CMH de classe II, une cellule CD4 + aidera ces cellules grâce à une combinaison d'interactions de cellule à cellule (par exemple, CD40 (protéine) et CD40L) et à travers des cytokines.

CD154, aussi appelé Ligand CD40 ou CD40L, est une protéine de surface cellulaire qui médie la fonction d'assistance des cellules T dans un processus dépendant du contact [1] et fait partie de la superfamille de molécules TNF. Il se lie au CD40 sur les cellules présentatrices d'antigène (APC), ce qui entraîne de nombreux effets selon le type de cellule cible. CD154 agit comme une molécule de costimulation et est particulièrement important sur un sous-ensemble de cellules T appelées cellules folliculaires auxiliaires T (TFH cellules). [2] Le TFH cellules, CD154 favorise la maturation et la fonction des cellules B en engageant CD40 sur la surface des cellules B et facilitant ainsi la communication cellule-cellule. [3] Un défaut de ce gène entraîne une incapacité à subir un changement de classe d'immunoglobuline et est associé au syndrome d'hyper IgM. [4] L'absence de CD154 arrête également la formation de centres germinatifs et interdit donc la maturation d'affinité des anticorps, un processus important dans le système immunitaire adaptatif qui permet la génération d'anticorps de haute affinité qui protègent contre les futurs défis par les agents pathogènes.

L'importance des cellules T auxiliaires collectivement peut être observée à partir du VIH, un virus qui infecte principalement les cellules T CD4 + (mais est capable d'infecter d'autres cellules importantes du système immunitaire, comme les macrophages qui expriment CD4). Aux stades avancés de l'infection par le VIH, la perte de cellules CD4+ T fonctionnelles conduit au stade symptomatique de l'infection connu sous le nom de syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). Lorsque le VIH est détecté tôt dans le sang ou d'autres fluides corporels, une bonne observance du traitement antirétroviral empêchera la progression du VIH en SIDA et permettra à l'organisme de restaurer naturellement sa propre numération des cellules CD4 (une petite proportion d'individus est capable d'obtenir un contrôle prolongé de charge virale sans diminution significative des taux de lymphocytes T au fil du temps sans l'aide d'un traitement antirétroviral, qui sont appelés « contrôleurs d'élite » ou « non progresseurs à long terme »). Le VIH est un exemple de trouble d'immunodéficience secondaire. Les immunodéficiences primaires sont des conditions génétiques qui entraînent des défauts immunologiques qui empêchent une élimination adéquate des infections et les déficiences en lymphocytes T sont particulièrement dévastatrices. Un exemple est le SCID (déficience immunitaire combinée sévère) qui a de nombreuses causes et varie dans son phénotype précis en fonction de la cause. Alors que la plupart des formes de SCID entraînent l'absence de lignées de cellules T et B, la SCID atypique est caractérisée (en partie) par un niveau normal de cellules B mais un déficit profond en cellules T. Cependant, en raison de la déficience des cellules T auxiliaires, les cellules B ont une fonction profondément altérée. [5]

Il est essentiel de comprendre que la visualisation Th les cellules en tant qu'entité immunologique monolithique sont fallacieuses car elles sont extrêmement diverses en termes de fonction et d'interaction avec les cellules partenaires (ceci est détaillé ci-dessous). En général, les cellules T matures naïves (celles qui ont franchi les points de contrôle du développement dans le thymus mais n'ont pas encore rencontré leur antigène apparenté) sont stimulées par des cellules présentatrices d'antigène professionnelles pour acquérir un module effecteur. Ceux-ci sont définis par la présence d'un facteur de transcription déterminant la lignée (ou spécifiant la lignée) (également appelé régulateur principal, bien que le terme ait été critiqué pour être trop réducteur). [6] La perte de fonction dans une lignée spécifiant le facteur de transcription se traduit par l'absence de la classe correspondante de cellules T auxiliaires, ce qui peut être dévastateur pour la santé de l'hôte. Par exemple, les cellules T régulatrices conventionnelles (Treg cellules) sont définis par l'expression de FoxP3 (Forkhead Box P3) et la perte de fonction de ce facteur de transcription entraîne une affection appelée syndrome IPEX (immunodysregulation polyendocrinopathy enteropathy X-linked) qui se caractérise par des réponses immunitaires incontrôlées qui causer de graves lésions tissulaires ainsi qu'une maladie auto-immune fulminante (notez qu'il s'agit d'une maladie auto-immune et pas simplement de la présence d'autoréactivité) car cette population de cellules T auxiliaires n'est pas présente pour les amortir. Dans certains cas, une mutation perte de fonction peut se produire plus en amont du facteur de transcription spécifiant la lignée. Par exemple, dans le syndrome Hyper IgE, il existe une mutation dans le gène STAT3 qui est responsable de l'induction du facteur de transcription RORγT en réponse à la combinaison de TGF-β et d'IL-6 ou IL-21 qui spécifie TH17 cellules. En raison de l'absence de ces cellules, les patients ont des infections fongiques graves et ont des difficultés à répondre aux agents pathogènes bactériens pyogènes (bien qu'ils aient également d'autres défauts immunologiques car STAT3 est également impliqué dans d'autres voies de signalisation). [7] Le déficit en STAT3 compromet également la capacité à générer TFH cellules. [8]


Comprendre le fonctionnement du système immunitaire

Les antigènes exogènes entrent souvent en contact avec la peau ou pénètrent par les voies respiratoires, le tube digestif et les orifices génitaux et les muqueuses. Ils peuvent également pénétrer dans la circulation directement par les plaies.

Défenses spécifiques et non spécifiques

Plus de questions-réponses ci-dessous

2. Quels sont les deux groupes de mécanismes de défense de l'organisme contre les agents étrangers ou nocifs ? Quelle est la différence entre eux?

Le corps possède de nombreux mécanismes de défense contre les agents pathogènes étrangers. Ces mécanismes sont divisés en deux groupes : les mécanismes spécifiques et les mécanismes non spécifiques. Des mécanismes spécifiques font partie du système immunitaire et consistent respectivement en la réponse immunitaire humorale et la réponse immunitaire cellulaire qui produisent des anticorps et des cellules de défense contre des antigènes spécifiques. Des mécanismes non spécifiques luttent de manière générale contre tout type d'antigène (ils ne sont pas spécifiques) et, en eux, une série de mécanismes de défense sont inclus, tels que la barrière cutanée contre les agents étrangers, l'épithélium muqueux et cilié des voies respiratoires, l'inflammation (la réponse inflammatoire) et l'action de protéines non spécifiques et de cellules de défense (telles que les interférons et les macrophages).

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Définition de l'inflammation et processus inflammatoire

3. Qu'est-ce que l'inflammation ?

L'inflammation est la réponse initiale du système de défense non spécifique contre les attaques sur le corps (les attaques peuvent être causées par des parasites infectieux, une contamination chimique, un traumatisme, des agents physiques tels que la chaleur et le feu, l'auto-immunité, etc.). Au cours de l'inflammation, une série de leucocytes non spécifiques présents dans la circulation sont attirés vers le site de la lésion dans le but de détruire les agents nocifs et d'isoler la région affectée du tissu.

4. Comment fonctionne le mécanisme de l'inflammation ?

Lorsqu'une lésion tissulaire se produit, de l'histamine et d'autres substances vasoactives (appelées médiateurs de l'inflammation) sont libérées, provoquant une vasodilatation et augmentant le flux sanguin vers le site affecté. Les leucocytes granulocytaires présents dans le sang sont attirés vers le site de la lésion par des substances connues sous le nom de facteurs chimiotactiques, qui sont libérées par le tissu lésé et par les granulocytes actifs dans la région. Les granulocytes sortent des capillaires par diapédèse, c'est-à-dire à l'aide de pseudopodes. Les macrophages présents dans la région sont également activés. Ces cellules inondent l'espace extracellulaire de la zone touchée dans le but de tuer ou d'éliminer les agents nocifs, de prévenir la nécrose des tissus et d'isoler les tissus endommagés.

5. Qu'est-ce que le pus ?

Le pus est un résidu de la réaction inflammatoire. Il contient un mélange de fragments de leucocytes morts, d'agents infectieux (généralement des bactéries) et de tissus.

6. Quelle est l'association entre l'inflammation et la fièvre ?

Dans la région tissulaire où se produit l'inflammation, des toxines bactériennes, des cytokines, des prostaglandines, des interleukines et des endothélines sont libérées. Ces substances entrent en circulation et atteignent le système nerveux central, qui commande alors une augmentation de la température corporelle.

7. Quel type de cellule de défense les bactéries attirent-elles et provoquent-elles leur multiplication au cours du processus inflammatoire ? Quel est le nom donné aux déchets produits par l'inflammation déclenchée par une infection bactérienne ?

Les principaux leucocytes qui se multiplient et participent à la réaction inflammatoire contre les infections bactériennes sont les neutrophiles. Dans ce type d'inflammation, le taux sanguin de ces cellules est augmenté, une condition clinique connue sous le nom de neutrophilie.

Dans l'inflammation bactérienne, des fragments de bactéries mortes, de neutrophiles morts et de tissus forment du pus.

8. Quel type de cellule de défense l'infection par le ver stimule-t-elle pour se multiplier ?

Les principaux leucocytes qui se multiplient et participent à la défense contre les infections parasitaires sont les éosinophiles. Dans ce type d'inflammation, le niveau de ces cellules dans le sang est augmenté, une condition clinique connue sous le nom d'éosinophilie.

Les éosinophiles sont également augmentés dans les conditions allergiques.

9. Quel type de cellule de défense les infections virales stimulent-elles pour se multiplier ?

Les principaux leucocytes qui se multiplient et participent à la défense contre les infections virales sont les lymphocytes. Dans ce type d'inflammation, le niveau de ces cellules dans le sang est augmenté, une condition clinique connue sous le nom de lymphocytose.

The Immune System Review - Diversité des images : lymphocytes

La réponse immunitaire

10. Quel mécanisme de défense commence à fonctionner lorsque l'inflammation ne parvient pas à arrêter une infection ?

Si l'attaque inflammatoire ne suffit pas à stopper le processus infectieux, l'organisme s'appuie sur une défense spécifique, la réponse immunitaire (humorale et cellulaire), qui est réalisée par les lymphocytes.

11. Quelle est la différence entre une réponse immunitaire spécifique humorale et une réponse immunitaire spécifique cellulaire ?

La réponse immunitaire humorale spécifique est le système de défense constitué d'anticorps, protéines de défense sécrétées par les lymphocytes qui attaquent les agents étrangers avec un degré de spécificité élevé. La réponse immunitaire cellulaire spécifique est le système de défense dans lequel des lymphocytes (cellules) spécifiques attaquent directement d'autres cellules et agents étrangers.

Définition de l'antigène

12. Qu'est-ce qu'un antigène ?

Un antigène est toute substance, particule ou agent infectieux reconnu comme étranger à l'organisme. Le contact de l'antigène avec l'organisme déclenche une réaction de défense contre l'antigène (non spécifique, spécifique ou les deux).

La réponse immunitaire humorale et les anticorps

13. Quelles cellules sont responsables de la production d'anticorps ?

Les cellules qui produisent des anticorps, ou plutôt les cellules du système immunitaire humoral, sont des lymphocytes B (cellules B).

14. Que sont les immunoglobulines ?

Immunoglobuline est l'autre nom de l'anticorps. Les immunoglobulines sont des protéines complexes qui contiennent une partie invariable et une partie variable et qui sont constituées de quatre chaînes polypeptidiques. La partie variable de chaque immunoglobuline est responsable de la haute spécificité de la liaison antigène-anticorps.

15. Comment les anticorps neutralisent-ils les antigènes ?

Les anticorps, ou immunoglobulines, agissent pour faciliter la destruction des antigènes. Ils attirent les leucocytes phagocytaires, déclenchent l'attaque de molécules de défense spécifiques (activation du système du complément) et neutralisent directement la toxicité de certains antigènes.

Mémoire immunitaire

16. Comment un corps qui a été précédemment en contact avec un antigène peut-il être immunisé contre de futures infections par le même agent ?

Ce phénomène est appelé mémoire immunitaire. Lorsqu'un antigène entre pour la première fois en contact avec des cellules du système immunitaire humoral, les lymphocytes B producteurs d'immunoglobulines spécifiques contre cet antigène se multiplient et, en quelques jours, synthétisent leurs anticorps. C'est ce qu'on appelle la réponse primaire. Certains de ces lymphocytes B spécifiques restent longtemps en circulation, parfois pendant toute la vie de l'individu, et deviennent les cellules mémoires du système immunitaire. Lorsque le corps sera exposé au même antigène à l'avenir, la production d'anticorps sera plus rapide et plus intense, puisque le système immunitaire est déjà prêt à réagir contre cet antigène. C'est ce qu'on appelle la réponse secondaire.

17. Comment la mémoire immunitaire peut-elle être impliquée à la fois dans l'efficacité des vaccins et dans les réactions allergiques ?

Les vaccins sont des inoculations contrôlées de fragments d'agents infectieux ou d'agents infectieux inactifs pour induire la réponse immunitaire primaire, la formation de lymphocytes B mémoire spécifiques contre l'antigène. Par conséquent, le corps produit des immunoglobulines et est prêt à détruire les antigènes lorsqu'il est exposé à de nouvelles infections par ces agents.

Dans les allergies, le système immunitaire humoral est sensibilisé (fait des anticorps et des lymphocytes B mémoire spécifiques) contre des substances environnementales communes reconnues à tort comme des antigènes. Par exemple, les substances dérivées du pollen, les particules de poussière, les composés présents dans les aliments ou dans les médicaments, etc. peuvent être reconnus comme des antigènes, déclenchant ainsi la réponse primaire et créant une mémoire immunitaire contre eux qui devient alors la cause de l'allergie. Plus l'individu est exposé à ces substances, plus la réaction immunitaire est intense.

Les anticorps IgE qui causent l'allergie se lient aux récepteurs des leucocytes appelés mastocytes, dont le cytoplasme est rempli de granules d'histamine. La liaison anticorps-mastocyte amène ces cellules à libérer une grande quantité d'histamine dans la circulation, stimulant l'inflammation et générant des symptômes et des signes allergiques. Pour cette raison, les allergies sont traitées avec des antihistaminiques, des médicaments qui bloquent la réaction à l'histamine. Des réactions allergiques exacerbées, telles que l'hypersensibilité à certains médicaments comme la pénicilline et les sulfamides, peuvent provoquer un choc anaphylactique, un état clinique grave qui entraîne parfois la mort.

La réponse immunitaire cellulaire

18. Dans quelle mesure les actions des anticorps contre les bactéries et les virus sont-elles différentes ? Pourquoi la réponse immunitaire cellulaire est-elle activée en cas d'infection virale chronique ?

Les anticorps du système immunitaire humoral agissent contre les agents extracellulaires, tels que les toxines ou les bactéries, mais ne sont pas actifs dans l'espace intracellulaire et ne peuvent lutter efficacement contre les virus.

En cas d'infection virale (et aussi de cellules cancéreuses ou précancéreuses), l'attaque immunitaire est réalisée par le système immunitaire cellulaire, à travers lequel les lymphocytes T et NK (natural killers) détruisent des cellules et des virus spécifiques.

19. Comment se déroule la réponse immunitaire cellulaire ?

Les lymphocytes qui participent à la réponse immunitaire cellulaire sont les lymphocytes T. Les lymphocytes T peuvent être divisés en trois types principaux : les lymphocytes T cytotoxiques (cellules T cytotoxiques), les lymphocytes T auxiliaires (cellules auxiliaires) et les lymphocytes T suppresseurs. Les cellules cytotoxiques sont les effectrices du système, c'est-à-dire qu'elles attaquent directement d'autres cellules reconnues comme étrangères (par exemple, cellules de champignons, cellules infectées par des virus, cellules néoplasiques, cellules greffées, etc.). Les cellules auxiliaires et les lymphocytes T suppresseurs agissent comme des régulateurs du système en libérant des substances qui stimulent et inhibent respectivement l'action immunitaire des lymphocytes T et B. Après la réponse immunitaire primaire, les lymphocytes T mémoire restent également en circulation pour fournir une réaction plus rapide et plus efficace en cas d'infections futures.

20. Quelles sont les cellules présentatrices d'antigène du système immunitaire ?

Les cellules présentatrices d'antigène du système immunitaire, également appelées cellules APC, sont des cellules qui effectuent la phagocytose et la digestion de micro-organismes étrangers (au corps), exposant ensuite les antigènes dérivés de ces micro-organismes sur la face externe de leur membrane plasmique. . Ces antigènes transformés sont ensuite reconnus par les lymphocytes, qui activent la réponse immunitaire. Plusieurs types de cellules, comme les macrophages, peuvent jouer le rôle de cellules présentatrices d'antigènes.

Vaccination active et passive

21. Qu'est-ce que l'immunisation passive et active ? Quelle est la différence entre ces types de vaccination en termes de durée de leur protection ? 

L'immunisation active est celle lorsqu'un antigène pénètre dans le corps, déclenchant la réponse immunitaire primaire et la production de lymphocytes mémoire et d'anticorps, qui fournissent alors une défense immunitaire plus rapide et plus efficace lors d'infections futures par le même antigène. L'immunisation passive se produit lorsque des immunoglobulines contre un antigène sont injectées dans le corps pour fournir une protection au cas où le corps serait infecté par l'antigène.

L'immunisation active a tendance à durer plus longtemps que l'immunisation passive, car dans le type actif, en plus des anticorps, des lymphocytes mémoire spécifiques restent dans la circulation. En immunisation passive, la durée de la protection est la même que la durée des anticorps en circulation.

22. Pourquoi le lait maternel est-il important pour la protection immunitaire d'un bébé ?

En plus d'être important sur le plan nutritionnel, le lait maternel participe à la défense du bébé contre les agents infectieux. Peu de temps après l'accouchement, la mère produit plus de lait liquide appelé colostrum, qui est riche en immunoglobulines (anticorps). Ces anticorps ne sont pas absorbés par la circulation du bébé mais recouvrent plutôt la surface interne des intestins du bébé, attaquant d'éventuels antigènes et rendant plus difficile la prolifération des bactéries pathogènes dans l'organe.

23. Comment les antivenins sont-ils produits ? Pourquoi les sérums antivenimeux sont-ils un exemple d'immunisation passive ?

Les antivenins sont obtenus par le procédé suivant : le venin (antigène) est injecté à d'autres mammifères, comme chez les chevaux ces animaux fabriquent des anticorps spécifiques contre l'antigène le sang des animaux est collecté et purifié pour obtenir les anticorps et ce matériel contenant des anticorps est l'antivenin. Lorsqu'un être humain est infecté par l'antigène, l'antivenin spécifique lui est administré et l'action contre l'antigène se produit.

Les sérums antivenimeux peuvent également être administrés à titre préventif et, étant donné qu'ils consistent essentiellement en des immunoglobulines spécifiques contre un antigène, le processus est un exemple d'immunisation passive.

24. Quelle est la différence entre les immunoglobulines homologues et hétérologues ?

Les immunoglobulines homologues sont des immunoglobulines humaines (de la même espèce). Dans le cas d'une inoculation à des animaux, comme dans des procédures vétérinaires, des immunoglobulines homologues du sang d'animaux de la même espèce que l'animal soumis au traitement sont traitées. Les immunoglobulines hétérologues sont obtenues à partir d'animaux d'espèces différentes de celle dans laquelle elles seront injectées.

Les immunoglobulines homologues sont plus sûres, car elles sont prélevées sur des individus de la même espèce que l'individu auquel elles seront injectées et donc le risque que les anticorps soient reconnus comme étrangers et déclenchant une réponse immunitaire est plus faible. Les immunoglobulines hétérologues sont plus susceptibles d'être détruites par les anticorps de l'individu.

Comment fonctionnent les vaccins

25. Que sont l'immunisation active naturelle et l'immunisation active artificielle ?

L'immunisation active naturelle se produit lorsqu'une infection naturelle antérieure induit la réponse immunitaire primaire, des cellules mémoire spécifiques sont produites et l'individu devient immunisé contre de nouvelles infections dues à l'antigène. C'est ce qui se passe dans les maladies qui n'affectent les gens qu'une seule fois dans la vie, comme les oreillons et la varicelle.

L'immunisation active artificielle se produit lorsque la réponse immunitaire primaire est provoquée par l'inoculation d'antigènes spécialement préparés à un individu. C'est le cas des vaccins.

26. Pourquoi les vaccins sont-ils fabriqués à partir de l'agent pathogène ou de fragments de celui-ci ?

Le but des vaccins est d'induire artificiellement une réponse immunitaire primaire spécifique (et la formation d'anticorps et de cellules mémoire qui en résulte) pour une infection ou une maladie donnée, afin d'immuniser l'individu contre les infections par l'agent pathogène à l'avenir.

Étant donné que chaque anticorps n'agit pas contre une variété d'antigènes mais agit uniquement contre son antigène spécifique, il est nécessaire que le système immunitaire entre en contact avec l'antigène contre lequel l'immunisation est prévue. La reconnaissance de portions moléculaires spécifiques de chaque antigène amène le système immunitaire à produire la portion variable spécifique des immunoglobulines pour attaquer cet antigène. Par conséquent, pour induire une immunisation active, il est nécessaire d'inoculer le corps avec de petites parties de l'agent infectieux ou l'agent entier (mort ou inactivé).

27. Quels types d'agents antigéniques peuvent constituer des vaccins ?

Les vaccins peuvent être composés d'agents morts de la maladie, d'agents inactivés de la maladie, de toxines inactivées ou de fragments de l'agent infectieux.

Des exemples de certains vaccins et de leur type d'agents antigéniques sont : le BCG, les bacilles tuberculeux inactivés le vaccin antitétanique, la toxine inactivée l'anti-diphtérie, la toxine inactivée le vaccin antipolio Salk, le poliovirus mort le vaccin antipolio Sabin, le poliovirus atténué (inactivé).

28. Pourquoi n'existe-t-il pas encore de vaccin durable contre le rhume ?

Les virus qui ont un taux de mutation élevé, comme le virus qui cause le rhume, contournent facilement l'action des vaccins contre eux. Après une réponse immunitaire primaire (naturelle ou induite artificiellement) contre le virus, lors de la saison d'infection suivante, de nouvelles souches mutantes résistantes apparaissent et la protection obtenue par la réponse immunitaire de la saison précédente est perdue. (On peut dire que ce taux de mutation élevé est une forme de « immunisation » découverte par ces virus.)

29. Pourquoi les vaccins sont-ils utilisés dans la prévention mais pas dans le traitement des infections ? Pourquoi les sérums antivenimeux peuvent-ils être utilisés en prévention et en traitement ?

Les vaccins ne sont pas utilisés dans le traitement des infections car ils dépendent de la réponse immunitaire primaire, qui prend environ une semaine à se produire et n'est pas aussi intense et efficace. D'autre part, les sérums antivenimeux sont inoculés dans la circulation et sont utilisés comme traitement immédiat car ils sont constitués d'une grande quantité d'immunoglobulines (anticorps) puissantes contre leur venin spécifique respectif.

30. Qu'est-ce qu'un vaccin ADN ?

Un vaccin ADN, ou vaccination ADN, est une technologie de vaccination basée sur le génie génétique. Dans la vaccination à ADN, un plasmide recombinant (vecteur) contenant le gène d'un antigène spécifique qui fait partie d'un agent pathogène donné est inséré dans les cellules de l'individu à immuniser. Ces cellules commencent alors à produire l'antigène qui déclenche la réponse immunitaire primaire et, théoriquement, l'individu est immunisé contre cet antigène.

Auto-immunité

31. Quel est le nom donné aux affections dans lesquelles le système immunitaire d'un individu est l'agent de maladies ? Quels sont quelques exemples de ces conditions ?

Les maladies causées par l'action du système immunitaire d'un individu sont appelées maladies auto-immunes.

Les maladies auto-immunes apparaissent lorsque le système immunitaire produit des anticorps ou des cellules de défense qui attaquent les cellules, les tissus et les organes de son propre corps. Les cellules ou tissus attaqués sont reconnus à tort comme des antigènes par le système immunitaire. La polyarthrite rhumatoïde, le lupus, la sclérodermie, le vitiligo, le pemphigus, le diabète sucré de type I, la maladie de Crohn (inflammation chronique de l'intestin), la myasthénie grave, la maladie de Graves, la maladie de Hashimoto, etc., sont tous des exemples de maladies auto-immunes.

Maintenant que vous avez fini d'étudier le système immunitaire, voici vos options :


Vecteurs artificiels

Une autre approche conventionnelle dans la conception d'un vaccin consiste à créer artificiellement un véhicule ou un « vecteur » qui peut délivrer des parties spécifiques d'un virus au système immunitaire adaptatif, qui apprend ensuite à cibler ces parties et fournit une protection.

Cette immunité est obtenue en exposant votre corps à une molécule qui incite le système à générer des anticorps, un antigène, qui devient la cible d'une réponse immunitaire. Les vaccins contre le SRAS-CoV-2 visent à cibler la protéine de pointe à la surface des particules de coronavirus – les protéines qui permettent au virus d'envahir une cellule.

3. Virus recombinants

Un virus recombinant est un vecteur qui combine l'antigène cible d'un virus avec la « colonne vertébrale » d'un autre virus non apparenté. Pour le SRAS-CoV-2, la stratégie la plus courante consiste à placer des protéines de pointe de coronavirus sur une épine dorsale d'adénovirus.

Les virus recombinants sont une arme à double tranchant : ils se comportent comme des virus vivants atténués, de sorte qu'un vaccin recombinant présente les avantages potentiels de provoquer une réponse robuste du système immunitaire, mais également des coûts potentiels liés à une infection artificielle pouvant entraîner des symptômes graves. .

Un vaccin recombinant pourrait ne pas provoquer une réponse immunitaire adéquate chez les personnes qui ont déjà été exposées à des adénovirus qui infectent les humains (certains provoquent le rhume), qui comprend un candidat développé par CanSino Biologics en Chine et «Sputnik V» de la recherche nationale russe Gamaleya. Center - qui sont tous deux en essais cliniques de phase III et sont autorisés pour une utilisation dans l'armée.

Pour maximiser les chances de provoquer des réponses immunitaires, certains vaccins sont construits sur des virus d'autres espèces, de sorte que les humains n'auront aucune immunité préexistante. Le candidat le plus en vue est « AZD1222 », mieux connu sous le nom de « ChAdOx1 nCoV-19 » ou simplement « le vaccin d'Oxford » car il a été conçu par des scientifiques de l'Université d'Oxford, qui sera fabriqué par AstraZeneca. AZD1222 est basé sur un adénovirus de chimpanzé et semble être efficace à 70 % pour prévenir le Covid-19.

Certains virus recombinants peuvent se répliquer dans les cellules, d'autres ne le peuvent pas — connus comme étant « compétents pour la réplication » ou « incompétents pour la réplication ». Un candidat vaccin contenant un virus répliquant, développé par le géant pharmaceutique Merck, est basé sur le virus de la stomatite vésiculeuse (VSV), qui infecte les cobayes et autres animaux de compagnie.

4. Particules virales

Une particule de type virus, ou VLP, est une structure assemblée à partir de protéines virales. Il ressemble à un virus mais ne contient pas le matériel génétique qui permettrait au VLP de se répliquer. Pour le SARS-CoV-2, le VLP inclut évidemment la protéine de pointe.

Un vaccin à particules de type coronavirus (Co-VLP) de Medicago a passé les essais de phase I pour tester sa sécurité et est entré en phase II pour tester son efficacité.

Bien qu'il existe actuellement peu de VLP en cours de développement pour Covid-19, la technologie est bien établie et a été utilisée pour produire des vaccins commerciaux contre le virus du papillome humain (VPH) et l'hépatite B.


9-2. Les cellules T auxiliaires armées activent les cellules B qui reconnaissent le même antigène

Les réponses d'anticorps dépendantes des cellules T nécessitent l'activation des cellules B par des cellules T auxiliaires qui répondent au même antigène, c'est ce qu'on appelle la reconnaissance liée. Cela signifie qu'avant que les cellules B puissent être induites pour produire des anticorps contre un agent pathogène infectant, une cellule T CD4 spécifique des peptides de cet agent pathogène doit d'abord être activée pour produire les cellules T auxiliaires armées appropriées. Cela se produit vraisemblablement par interaction avec une cellule dendritique présentatrice d'antigène (voir Section 8-1). Bien que l'épitope reconnu par la cellule T auxiliaire armée doive donc être lié à celui reconnu par la cellule B, les deux cellules n'ont pas besoin de reconnaître des épitopes identiques. En effet, nous avons vu au chapitre 5 que les cellules T peuvent reconnaître des peptides internes bien distincts des épitopes de surface sur la même protéine reconnue par les cellules B. Pour les antigènes naturels plus complexes, tels que les virus, la cellule T et la cellule B peuvent même ne pas reconnaître la même protéine. Il est cependant crucial que le peptide reconnu par la cellule T soit une partie physique de l'antigène reconnu par la cellule B, qui peut ainsi produire le peptide approprié après internalisation de l'antigène lié à ses récepteurs de cellule B.

Par exemple, en reconnaissant un épitope sur une couche de protéine virale, une cellule B peut internaliser une particule virale complète. Après internalisation, la particule virale est dégradée et les peptides des protéines virales internes ainsi que les protéines d'enveloppe peuvent être affichés par les molécules du CMH de classe II sur la surface des cellules B. Les cellules T auxiliaires qui ont été amorcées plus tôt dans une infection par des macrophages ou des cellules dendritiques présentant ces peptides internes peuvent alors activer la cellule B pour fabriquer des anticorps qui reconnaissent la protéine d'enveloppe (Fig. 9.3).

Graphique 9.3

Les cellules B et les cellules T auxiliaires doivent reconnaître les épitopes du même complexe moléculaire afin d'interagir. Un épitope sur une protéine d'enveloppe virale est reconnu par l'immunoglobuline de surface sur une cellule B et le virus est internalisé et dégradé. Peptides dérivés (plus. )

L'activation spécifique de la cellule B par une cellule T sensibilisée au même antigène ou agent pathogène dépend de la capacité de la cellule B spécifique de l'antigène à concentrer le peptide approprié sur ses molécules de surface du CMH de classe II. Les cellules B qui se lient à un antigène particulier sont jusqu'à 10 000 fois plus efficaces pour afficher des fragments peptidiques de cet antigène sur leurs molécules du CMH de classe II que les cellules B qui ne se lient pas à l'antigène. Les cellules T auxiliaires armées n'aideront ainsi que les cellules B dont les récepteurs se lient à un antigène contenant le peptide qu'elles reconnaissent.

L'exigence d'une reconnaissance liée a des conséquences importantes pour la régulation et la manipulation de la réponse immunitaire humorale. L'une est que la reconnaissance liée aide à garantir l'auto-tolérance, comme cela sera décrit au chapitre 13. Une application importante de la reconnaissance liée se trouve dans la conception de vaccins, comme celui utilisé pour immuniser les nourrissons contre Haemophilus influenzae type B. Cet agent pathogène bactérien peut infecter la muqueuse du cerveau, appelée méninges, provoquant une méningite et, dans les cas graves, des lésions neurologiques ou la mort. L'immunité protectrice contre ce pathogène est médiée par des anticorps contre son polysaccharide capsulaire. Although adults make very effective thymus-independent responses to these polysaccharide antigens, such responses are weak in the immature immune system of the infant. To make an effective vaccine for use in infants, therefore, the polysaccharide is linked chemically to tetanus toxoid, a foreign protein against which infants are routinely and successfully vaccinated (see Chapter 14). B cells that bind the polysaccharide component of the vaccine can be activated by helper T cells specific for peptides of the linked toxoid (Fig. 9.4).

Graphique 9.4

Protein antigens attached to polysaccharide antigens allow T cells to help polysaccharide-specific B cells. Haemophilus influenzae type B vaccine is a conjugate of bacterial polysaccharide and the tetanus toxoid protein. The B cell recognizes and binds (more. )

Linked recognition was originally discovered through studies of the production of antibodies to haptens (see Appendix I, Section A-1). Haptens are small chemical groups that cannot elicit antibody responses on their own because they cannot cross-link B-cell receptors and they cannot recruit T-cell help. When coupled at high density to a carrier protein, however, they become immunogenic, because the protein will carry multiple hapten groups that can now cross-link B-cell receptors. In addition, T-cell dependent responses are possible because T cells can be primed to peptides derived from the protein. Coupling of a hapten to a protein is responsible for the allergic responses shown by many people to the antibiotic penicillin, which reacts with host proteins to form a coupled hapten that can stimulate an antibody response, as we will learn in Chapter 12.


Glycan-specific TH cell responses by DC-SIGN

DC-SIGN (DC-specific ICAM3-grabbing non-integrin also known as CD209) is expressed by subepithelial DC subsets, including CD1c + DCs and inflammatory DCs, as well as certain macrophage subsets, and is the most extensively studied CLR 17 (Table 1). Although activation of DC-SIGN by carbohydrates does not induce cytokine expression, it modulates signalling pathways that are induced by other PRRs. Many intracellular pathogens, such as mycobacteria, viruses and fungi, bind DC-SIGN via mannose-containing structures, and DC-SIGN also recognizes extracellular pathogens, such as parasites and Helicobacter pylori, via fucose-containing pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) 17 . In addition to triggering DC-SIGN, these pathogens simultaneously trigger other PRRs, including TLRs and/or cytosolic receptors, and it is the cooperation between these signalling pathways that promotes protective TH1 et TH17 cell responses to intracellular pathogens or TH2 and TFH cell responses to extracellular pathogens (Fig. 3).

In immature dendritic cells (DCs), the cytoplasmic tail of DC-SIGN (DC-specific ICAM3-grabbing non-integrin) is bound by the adaptor protein LSP1 and the so-called RAF1 signalosome, consisting of CNK1, KSR1 and RAF1 (Ref. 54). une | Following recognition of mannose- containing pathogens (such as Candida albicans or mycobacteria) by DC-SIGN, various proteins are recruited to the signalosome that regulate the activation of RAF1. GTPase leukaemia-associated RHO guanine nucleotide exchange factor (LARG) activates the GTPases RAS and RHOA 37,54,111 . Binding of GTP–RAS to RAF1 initiates RAF1 activation by releasing intramolecular autoinhibition. Next, GTP–RHOA activates PAK1, which phosphorylates (P) RAF1 at Ser338. RAF1 is fully activated by Tyr340/341 phosphorylation through an unidentified SRC kinase 54 . The pathway downstream of RAF1 has yet to be fully delineated (indicated by a dashed arrow), but results in the phosphorylation at Ser276 and acetylation (a) of nuclear factor-κB (NF-κB) subunit p65 (Ref. 37). p65–p50 complexes are activated by simultaneous ligation of Toll-like receptors (TLRs). Acetylated p65 has an enhanced transcription rate and is more stable, which increases the expression of its target genes, promoting T helper 1 (TH1) and TH17 cell differentiation. b | Following recognition of fucose-containing pathogens, such as parasites and Helicobacter pylori, the RAF1 signalosome is displaced. LSP1 remains bound to DC-SIGN and becomes phosphorylated on Ser252 by MK2, which is activated by a simultaneously triggered pattern-recognition receptor (PRR). Phosphorylated LSP1 enables the assembly of a fucose-specific signalosome, consisting of IκB kinase subunit-ɛ (IKKɛ) and the de-ubiquitinase CYLD. CYLD continuously de-ubiquitylates B cell lymphoma 3 (BCL-3), preventing its nuclear accumulation. IKKɛ activation via fucose signalling leads to phosphorylation and deactivation of CYLD, which allows nuclear translocation of ubiquitylated BCL-3. Nuclear BCL-3 can positively and negatively regulate NF-κB complexes, and overall this pathway results in the modulation of TLR-induced cytokine and chemokine expression profiles to promote TH2 cell responses 57 . IKKɛ also phosphorylates the transcription factor signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) on Ser708 and Ser727 (Ref. 11). Following the induction of type I interferon receptor (IFNAR) signalling by TLR-induced interferon-β (IFNβ), JAK1-mediated phosphorylation of STAT1 at Tyr701 leads to STAT1–STAT2 dimerization, the formation of the IFN-stimulated gene factor 3 (ISGF3) complex with IFN-regulatory factor 9 (IRF9) and its translocation into the nucleus. This complex enhances the expression of interleukin-27 p28 subunit (IL-27p28), which is crucial for IL-27-mediated T follicular helper cell (TFH cell) differentiation 11 . CCL, CC-chemokine ligand LPS, lipopolysaccharide.

DC-SIGN–mannose interactions direct TH1 et TH17 cell responses. DC-SIGN recognizes a diverse array of mannose PAMPs: Mycobacterium tuberculosis et Mycobacterium leprae express mannose-capped lipoarabinomannan (ManLAM) structures many different viruses, including HIV-1, Ebola virus and hepatitis C virus, have envelope glycoproteins that contain high-mannose structures and the cell wall of many different fungi contains the polycarbohydrate mannan 17 (Table 1). These PAMPs also trigger PRRs such as TLR2, TLR4 and dectin 1, thereby activating p65–p50 transcriptional complexes and, consequently, a cytokine expression programme that results in the transcription of pro-inflammatory cytokines such as IL-12p35, IL-12p40 and IL-6 (Refs 30,37,54). DC-SIGN constitutively binds to RAF1 as part of the so-called RAF1 signalosome. Simultaneous activation of DC-SIGN and other PRRs results in the activation of RAF1 (Refs 30,54,55) and the subsequent phosphorylation and acetylation of NF-κB subunit p65 at Ser276 (Ref. 37) this enhances TLR-induced transcription of IL12A, IL12B et IL6 (Ref. 37), and the resultant increased production of active IL-12p70 promotes TH1 cell responses 54 (Fig. 3a). Même si IL1B is not directly induced by p65, the phosphorylation of p65 at Ser276 by RAF1 (triggered by DC-SIGN and also by dectin 1 in response to C. albicans) sequesters RELB into inactive RELB–p65 dimers, thus preventing RELB–p52-mediated inhibition of IL1B transcription 30 . This is important in fungal infections for which the activation of RAF1 by both dectin 1 and DC-SIGN promotes both TH1 et TH17 cell responses through the upregulation of IL-6, IL-1β and IL-23 (Refs 30,54) (Fig. 3a). Little is known about the signalling by mouse homologues of DC-SIGN, but it has been shown that in mice infected with M. tuberculose, triggering of the DC-SIGN homologue SIGNR3 (also known as CD209D) similarly activates RAF1, and SIGNR3 signalling cooperates with TLR2 signalling to induce pro-inflammatory cytokine expression and protective immunity 56 . Thus, mannose signalling by DC-SIGN activates a pro-inflammatory cytokine programme via RAF1 activation.

DC-SIGN–fucose interactions direct TH2 and TFH cell responses. In contrast with mannose PAMPs, the recognition of fucose PAMPs by DC-SIGN elicits adaptive TH2 and TFH cell responses, resulting in humoral immunity 11,57 . These differences in adaptive immune programming probably reflect differences in mannose and fucose binding to the carbohydrate recognition domain of DC-SIGN 58 . Fucose binding induces conformational changes that lead to the displacement of the RAF1 signalosome from DC-SIGN, enabling the assembly of a different signalling complex termed the fucose signalosome 57 (Fig. 3b). DC-SIGN recognizes a wide range of fucose PAMPs, including Lewis X antigen (Le x ) from Schistosoma mansoni, fucosylated N,N′-diacetyllactosamine (LDNF) antigens from Fasciola hépatique and Le y from H. pylori 17,57 . H. pylori can switch on and off the expression of Lewis antigens on lipopolysaccharide (LPS), and it therefore expresses LPS with or without Le y interestingly, Le y+ LPS, in contrast with Le y− LPS, induces TH2 cell responses via DC-SIGN signalling 59 (Table 1).

Assembly of the fucose signalosome, which consists of the serine/threonine kinase IκB kinase subunit-ɛ (IKKɛ) and the de-ubiquitinase CYLD, leads to the activation and nuclear translocation of the atypical NF-κB family member, BCL-3 (Ref. 57) (Fig. 3b). BCL-3 is unable to modulate transcription by itself however it forms a complex with p50–p50 dimers, which have a high affinity for DNA, and replaces TLR- or RIG-I-like receptor (RLR)-induced p65–p50 transcriptional complexes from promoter regions 60 . The effects of BCL-3–p50–p50 complexes on transcription depend on the context of the entire promoter 61,62 . Binding of BCL-3–p50–p50 to either the IL12A ou IL12B promoter represses transcription and thus represses IL-12p70 expression, which skews TH cell responses away from a TH1 and towards a TH2 cell profile 57 . TH2 cell responses are further enhanced by the BCL-3–p50–p50-mediated expression of two TH2 cell-attracting chemokines, CC-chemokine ligand 17 (CCL17) and CCL22 (Ref. 57). Indeed, specific fucose PAMPs from S. mansoni, F. hepatica et H. pylori have been shown to induce TH2 cell responses in a BCL-3-dependent manner 57 . S. mansoni-derived PAMPs also induce OX40L expression (a marker for DCs primed for TH2 cell differentiation), possibly via DC-SIGN 63 .

Fucose-specific DC-SIGN signalling also leads to the expression of IL-27 (Ref. 11), which promotes TFH cell differentiation (Fig. 3b). Notably, the expression of this cytokine is independent of BCL-3 activation, but depends on crosstalk with IFNAR signalling triggered by IFNβ induced via other PRRs 11 . Furthermore, IKKɛ in the fucose signalosome cooperates with IFNAR signalling to induce formation of the IFN-stimulated gene factor 3 (ISGF3) transcriptional complex 11 , which positively regulates the expression of IL-27. Simultaneous induction of both TH2 and TFH cell responses by parasitic fucose-containing PAMPs via DC-SIGN leads to robust protective long-term humoral immunity. When TH cells were induced to differentiate in vitro by human DCs primed with fucose PAMPs, these TH cells provided cognate help to B cells and induced class switching, the production of IgG and prolonged survival 11 .

Moreover, fucose-specific signalling might also be important in immune tolerance, as DC-SIGN + macrophages 64 strongly upregulate IL-10 expression in response to fucose ligands, resulting in the induction of regulatory T cells (Table 1). The induction of immunity or tolerance in response to fucose-specific PAMPs might be dependent on the DC or macrophage subset, or on the co-ligation of different PRRs.


3.2.3 Transport across cell membranes

Opportunities for skills development

The basic structure of all cell membranes, including cell-surface membranes and the membranes around the cell organelles of eukaryotes, is the same.

The arrangement and any movement of phospholipids, proteins, glycoproteins and glycolipids in the fluid-mosaic model of membrane structure. Cholesterol may also be present in cell membranes where it restricts the movement of other molecules making up the membrane.

Movement across membranes occurs by:

  • simple diffusion (involving limitations imposed by the nature of the phospholipid bilayer)
  • facilitated diffusion (involving the roles of carrier proteins and channel proteins)
  • osmosis (explained in terms of water potential)
  • active transport (involving the role of carrier proteins and the importance of the hydrolysis of ATP)
  • co-transport (illustrated by the absorption of sodium ions and glucose by cells lining the mammalian ileum).

Cells may be adapted for rapid transport across their internal or external membranes by an increase in surface area of, or by an increase in the number of protein channels and carrier molecules in, their membranes.

Students should be able to:

  • explain the adaptations of specialised cells in relation to the rate of transport across their internal and external membranes
  • explain how surface area, number of channel or carrier proteins and differences in gradients of concentration or water potential affect the rate of movement across cell membranes.

Required practical 3: Production of a dilution series of a solute to produce a calibration curve with which to identify the water potential of plant tissue.

Required practical 4: Investigation into the effect of a named variable on the permeability of cell-surface membranes.

Students could plot the data from their investigations in an appropriate format.

Students could determine the water potential of plant tissues using the intercept of a graph of, eg, water potential of solution against gain/loss of mass.


What's the difference between mRNA vaccines and conventional ones?

Fox News Flash top headlines for November 23

Fox News Flash top headlines are here. Check out what's clicking on Foxnews.com.

New gene-based technology has proven effective in the development of two promising coronavirus vaccine candidates.

Both pharmaceutical giant Pfizer and biotechnology company Moderna have used messenger RNA (mRNA) when creating their respective vaccine candidates, both of which have proven over 90% effective in late-stage clinical trials. (Pfizer, which was the first to announce the results of its vaccine, recently applied for emergency approval for its vaccine from the U.S. Food and Drug Administration.)

New gene-based technology has proven effective in the development of two promising coronavirus vaccine candidates. (iStock)

The mRNA technology is “21st-century science,” one expert recently said. The vaccines are the fastest to ever be developed, and, if they are able to end the pandemic, could bring about a new era of vaccine development the technology could be used to better existing vaccines and create new ones for a range of diseases.

"I think the use of mRNA shows promise. It continues to be studied in the field of cancer treatments. The key will be how does this new technology compare in terms of safety and efficacy compared to older technologies," said Dr. John Whyte, the chief medical officer of the health care website WebMD, in an email to Fox News.

"For instance, AstraZeneca is using a traditional vaccine development approach using an adenovirus that has been modified. Although news reports state less effectiveness than Pfizer and Moderna, we will have to see how long immunity lasts for both types of vaccine. Also, if the logistics are too hard — very low temperatures — that might prevent further use of mRNA," he continued. (Indeed: there are concerns that Pfizer's vaccine candidate's low-temperature storage requirement could be a logistical snag, as the vaccine must be stored at temperatures of minus 70 degrees Celsius or below. Breaking the cold chain could render the vaccine useless.)

However, "it does appear promising and if the mRNA vaccine for COVID lives up to its hype, it will revolutionize the way we develop vaccines," added Whyte.

But how does mRNA technology — mRNA is a subtype of RNA — differ from a conventional vaccine?

Unlike conventional vaccines, which are produced by growing weakened forms of a virus in chicken eggs or certain mammalian cells in a lab, RNA vaccines only require the pathogen’s genetic code.

RNA vaccines also have the advantage of speed. It takes roughly a week to develop an experimental batch of an RNA vaccine, while a conventional vaccine can take months, as this process requires “collecting the viruses, adapting them to grow in the lab” before shopping them worldwide, according to Pfizer.

And time is of the essence when it comes to COVID-19, which has already claimed more than 250,000 American lives to date with more than 276,000 fatalities expected by December.

There are also biosafety benefits of RNA vaccines, according to the company, which notes that “no virus is needed to make a batch of an RNA vaccine.” Rather, only a small amount of virus is needed for gene sequencing and vaccine testing, where conventional vaccines require scientists to grow “large quantities of virus” to produce each batch of vaccine.

Perhaps most importantly, RNA vaccines arguably create a stronger immune response to certain viruses and diseases than those of the traditional sort.

As Pfizer notes, RNA is “injected into the body and enters cells, where it provides instructions to produce antigens,” or a piece of the virus. The cell then “presents the antigens to the immune system, prompting T-cell and antibody responses that can fight the disease.”

In conventional vaccines, an antigen is injected into the body. The immune system then produces antibodies to this antigen, so if the body ever comes across this specific pathogen in the future, it’s already armed with tools to fight it off.

Lastly, researchers are hopeful that RNA vaccines will be able to be “scaled and standardized” unlike conventional vaccines, which require a “bespoke production process, including complex purification and testing,” says Pfizer.

While both Pfizer and Moderna have used mRNA technology, the Oxford-AstraZeneca vaccine, another top coronavirus vaccine candidate, does not use mRNA technology. It instead involves an inactivated common cold virus isolated from chimpanzees, altered with genes to express the spike protein of the SARS-CoV-2 virus.

Fox News' Alexandria Hein and Kayla Rivas contributed to this report.


T-cell activation

T cells are generated in the Thymus and are programmed to be specific for one particular foreign particle (antigen). Once they leave the thymus, they circulate throughout the body until they recognise their antigen on the surface of antigen presenting cells (APCs). Les T cell receptor (TCR) à la fois CD4 + helper T cells et CD8 + cytotoxic T cells binds to the antigen as it is held in a structure called the MHC complex, on the surface of the APC. This triggers initial activation of the T cells. The CD4 and CD8 molecules then bind to the MHC molecule too, stabilising the whole structure. This initial binding between a T cell specific for one antigen and the antigen-MHC it matches sets the whole response in motion. This normally takes place in the secondary lymphoid organs.

(Credited: Shutterstock - Juan Gaertner)
Figure 1. Interaction between T cell and dendritic cell

En plus de TCR binding to antigen-loaded MHC, both helper T cells et cytotoxic T cells require a number of secondary signals to become activated and respond to the threat. In the case of helper T cells, the first of these is provided by CD28. This molecule on the T cell binds to one of two molecules on the APC – B7.1 (CD80) ou B7.2 (CD86) – and initiates T-cell proliferation.

This process leads to the production of many millions of T cells that recognise the antigen. In order to control the response, stimulation of CD28 by B7 induces the production of CTLA-4 (CD152). This molecule competes with CD28 for B7 and so reduces activation signals to the T cell and winds down the immune response. Cytotoxic T cells are less reliant on CD28 for activation but do require signals from other co-stimulatory molecules such as CD70 and 4-1BB (CD137).

T cells must recognise foreign antigen strongly and specifically to mount an effective immune response and those that do are given survival signals by several molecules, including ICOS, 4-1BB et OX40. These molecules are found on the T-cell surface and are stimulated by their respective ligands which are typically found on APCs. Unlike CD28 and the TCR, ICOS, OX40 and 4-1BB are not constitutively expressed on T cells. Likewise, their respective ligands are only expressed on APCs following pathogen recognition. This is important because it ensures T cells are only activated by APCs which have encountered a pathogen and responded. Interaction of the TCR with peptide-MHC in the absence of co-stimulation switches the T cells off, so they do not respond inappropriately.

Figure 2. Schematic of early T cell activation. The T cell encounters a dendritic cell (DC) bearing its cognate peptide in an MHC molecule, and binds the peptide-MHC though CD3 and CD4 or 8. Subsequently, co-stimulation occurs through DC-bound CD86, CD80, OX40L and 4-1BBL. This induces full activation and effector function in the T cell.

Signal Three

Once the T cell has received a specific antigen signal and a general signal two, it receives more instructions in the form of cytokines. These determine which type of responder the cell will become – in the case of helper T cells, it will push them into Th1 type (cells exposed to the cytokine IL-12), Th2 (IL-4), or IL-17 (IL-6, IL-23). Each one of these cells performs a specific task in the tissue and in developing further immune responses.

The resulting cell population moves out to the site of the infection or inflammation in order to deal with the pathogen. Other cells present at the tissue site of inflammation– such as neutrophils, mast cells, and epithelial cells – can also release cytokines, chemokines, short peptides and other molecules which induce further activation and proliferation of the T cells.


Adaptive Immunity and the Immunoglobulin Superfamily

Adaptive immunity is stimulated by exposure to infectious agents and recruits elements of the immunoglobulin superfamily.

Objectifs d'apprentissage

Describe the role of immunoglobulins in the adaptive immune response, specifically in humoral immunity

Points clés à retenir

Points clés

  • The concept of adaptive immunity suggests de novo generation in each individual of extremely large repertoires of diversified receptors and selective expansion of receptors that match the antigen /pathogen.
  • Adaptive immune receptors of T and B lymphoid cells belong to the immunoglobulin superfamily and are created by rearrangement of gene segments.
  • Immunoglobulins are glycoproteins in the immunoglobulin superfamily that function as antibodies.

Mots clés

  • cytokine: Any of various small regulatory proteins that regulate the cells of the immune system.

Precision of Immunoglobulin

Adaptive immunity is stimulated by exposure to infectious agents and increases in magnitude and defensive capabilities with each successive exposure to a particular microbe. The defining characteristics of adaptive immunity are specificity for distinct molecules and an ability to “remember” and respond more vigorously to repeated exposures to the same microbe.

The components of adaptive immunity are lymphocytes and their products. There are two types of adaptive immune responses: humoral immunity et cell-mediated immunity. These are driven by different elements of the immune system and function to eliminate different types of microbes. Protective immunity against a microbe may be induced by the host ‘s response to the microbe or by the transfer of antibodies or lymphocytes specific for the microbe. Antibodies or Immunoglobulins bind antigens in the recognition phase and the effector phase of humoral immunity.

The Immunoglobulin Superfamily

Immunoglobulins are produced in a membrane -bound form by B lymphocytes. These membrane molecules function as B cell receptors for antigens. The interaction of antigens with membrane antibodies on naive B cells initiates B cell activation. These activated B cells produce a soluble form of immunoglobulin that triggers effector mechanisms to eliminate antigens.

B cell activation: When a B cell encounters its triggering antigen, it gives rise to many large cells known as plasma cells. Every plasma cell is essentially a factory for producing an antibody. Each of the plasma cells manufactures millions of identical antibody molecules and pours them into the bloodstream.

These antibodies are part of a larger family called the immunoglobulin superfamily. The immunoglobulin superfamily (IgSF) is a large group of cell surface and soluble proteins that are involved in the recognition, binding, or adhesion processes of cells. Molecules are categorized as members of this superfamily based on structural features shared with immunoglobulins, which are also known as antibodies. They all possess a domain known as an immunoglobulin domain ou plier. Members of the IgSF include cell surface antigen receptors, co-receptors, and co-stimulatory molecules of the immune system, molecules involved in antigen presentation to lymphocytes, cell adhesion molecules, certain cytokine receptors, and intracellular muscle proteins. They are commonly associated with roles in the immune system.


Voir la vidéo: Activation, différenciation des lymphocytes T CD4 et CD8 et la réaction cytotoxique (Février 2023).