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Tolérance immunitaire : les lymphocytes T


Médecine thérapeutique. Volume 6, Numéro 7, 583-92, Août - Septembre 2000, Biologie


Résumé  

Auteur(s) : Christian Boitard, .

Résumé : L’ étude de la tolérance immunitaire répond à deux domaines stratégiques de l’immunologie, la compréhension des mécanismes qui assurent l’intégrité de l’organisme face à l’environnement et la recherche de voies thérapeutiques dont l’objet, s’appuyant sur des schémas physiopathologiques de plus en plus accessibles, est d’utiliser ou rétablir la physiologie d’un système. La distinction de lymphocytes B et T, dont les systèmes de reconnaissance des antigènes diffèrent, et la compréhension de la diversité, qui permet la reconnaissance par les lymphocytes de l’extrême variété des formes moléculaires auxquelles il est confronté, illustrent le premier domaine. L’évolution des vaccins qui deviennent des produits biologiques élaborés et la thérapie cellulaire dont on voit l’émergence en cancérologie illustrent le second. La tolérance immunitaire a longtemps été étudiée à travers l’accumulation d’observations qui indiquaient la possibilité d’induire une tolérance vis-à-vis d’antigènes étrangers sans que la physiologie de la tolérance puisse être appréhendée vis-à-vis du soi autrement qu’en démontrant qu’il était possible de la rompre expérimentalement. La faible fréquence (< 1/104) dans le répertoire des lymphocytes périphériques et l’impossibilité d’isoler les lymphocytes d’une spécificité antigénique donnée ont constitué un obstacle à l’étude de la tolérance jusqu’au milieu des années 80. L’étude de la tolérance vis-à-vis de superantigènes et le développement des techniques de transgénèse ont alors permis de comparer l’état fonctionnel de lymphocytes tolérants et non tolérants. La tolérance immunitaire apparaît aujourd’hui comme un compromis assurant la sélection en périphérie d’un répertoire de lymphocytes suffisamment large pour répondre à l’extrême diversité des antigènes, mais suffisamment restreint pour éliminer les lymphocytes « trop violemment » autoréactifs. Les maladies auto-immunes, qui touchent 5 à 10 % de la population, sont la rançon de ce compromis. Un tournant conceptuel a marqué la définition du soi et du non-soi. L’illusion ancienne d’une marque moléculaire qui distinguerait le soi du non-soi n’a pas résisté aux données les plus récentes. Le soi et le non-soi sont moléculairement identiques. Ils se distinguent par la façon dont ils sont présentés aux lymphocytes et vus par ces derniers. Favoriser la présentation d’un antigène peut d’ailleurs être une stratégie thérapeutique. Si la vaccination contre la rage est possible alors que l’infection virale s’est déjà produite, si plus généralement les vaccinations protègent vis-à-vis des agents infectieux, c’est que la perception des antigènes par le système immunitaire peut être modulée. Des espoirs sont mis dans l’application de ces observations, à la lumière de leur reproduction expérimentale, aux antigènes des cellules cancéreuses ou de nouveaux agents infectieux.

Mots-clés : tolérance immunitaire, lymphocytes T, thymus, anergie, apoptose, auto-immunité.

Illustrations

ARTICLE

Les expériences historiques

Les observations d'Ehrlich indiquant l'absence de réponse immunitaire de la chèvre vis-à-vis de ses propres hématies, contrastant avec la production d'anticorps hémolytiques contre des hématies d'un animal tiers, et d'Owen montrant la tolérance des cellules sanguines hétérologues chez des veaux jumeaux dizygotes, ont mis en place très tôt deux paradigmes de l'immunologie : la tolérance vis-à-vis d'antigènes du soi, mais aussi l'acquisition possible d'une tolérance vis-à-vis de cellules étrangères. Les périodes fœtale et néonatale sont rapidement apparues comme des stades privilégiés d'acquisition d'une tolérance par exposition à des antigènes étrangers, qu'il s'agisse du virus de la chorioméningite lymphocytaire, de cellules de moelle osseuse chez la souris ou de l'hypophyse chez la grenouille à la lumière d'expériences auxquelles restent attachés les noms de Burnett et Fenner [1], Brent, Bilingham et Medawar [2] ou Triplett [3]. La nature adaptative de la tolérance a été largement confirmée, avant même qu'en soient définis les mécanismes, qu'elle soit induite par des doses d'antigènes se situant en deçà ou au-delà des doses habituellement immunogènes [4], l'utilisation d'antigènes solubles (immunoglobulines) excluant toutes formes d'agrégats [5], l'administration d'immunosuppresseurs (cyclophosphamide) au moment d'une réponse primaire à un antigène. Les expériences de Chiller [6], plus récemment de Borel [7] utilisant la protéine C5 du complément chez des souris congéniques normales ou porteuses d'un déficit en C5 ont ensuite montré que la tolérance B était dissociée de la tolérance T, la tolérance B dépendant (immunoglobulines débarrassées d'agrégats) ou non (C5) de l'existence d'une tolérance T.

La sélection positive

À la dichotomie des lymphocytes en cellules B et T, répondent deux modes de reconnaissance des antigènes. Les lymphocytes B reconnaissent des déterminants conformationnels (protéiques, mais aussi glucidiques, lipidiques ou composés d'acides nucléiques) exposés sur des antigènes en phase soluble, inclus dans une matrice extracellulaire ou à la surface de membranes cellulaires. Les lymphocytes T reconnaissent des déterminants séquentiels de protéines intracellulaires, synthétisées in situ ou phagocytées par des cellules dont la fonction est de présenter les antigènes, sous forme de peptides de 8-30 acides aminés insérés dans les molécules du complexe majeur d'histcocompatibilité (CMH). La restriction par les molécules du CMH de la reconnaissance des antigènes par les lymphocytes T explique que la reconnaissance des antigènes intracellulaires (antigènes du soi, mais aussi protéines d'agents infectieux intracellulaires viraux, bactériens) soit possible. C'est au niveau du thymus que sont sélectionnés, parmi les précurseurs venant de la moelle osseuse, ceux dont le réarrangement aléatoire des gènes codant pour le récepteur T génère un domaine variable capable d'interagir avec les molécules du CMH exprimées par un individu. Des souris (a x b) F1 thymectomisées, irradiées, reconstituées avec des cellules de moelle osseuse F1 ab, vont générer des cellules périphériques reconnaissant les antigènes présentés par des molécules du CMH a si elles sont greffées avec un thymus a, b si elles sont greffées avec un thymus b. Greffées avec un thymus ab, elles génèrent deux populations de lymphocytes T périphériques restreintes respectivement par les molécules du CMH a pour l'une, b pour l'autre [8] (figure 1).

Le traitement de souris durant les trois premières semaines de vie par un anticorps monoclonal anti-classe I ou anti-classe II bloque la sélection positive des lymphocytes T. L'étude du thymus et de la rate de ces souris montre une réduction considérable des lymphocytes T respectivement CD8+CD4­ et CD4+CD8­. La démonstration directe de la sélection positive est venue d'expériences de transgénèse et d'invalidation génique. Les cellules T qui expriment un récepteur T transgénique provenant d'une population monoclonale de lymphocytes T (un clone) reconnaissant l'antigène présenté par des molécules du CMH a n'apparaissent en périphérie que lorsque le transgène est introduit dans une souris de fond génétique a. Les souris dont le fond génétique permet la sélection positive des lymphocytes T transgéniques ont un répertoire T périphérique biaisé par la surreprésentation des cellules T transgéniques, CD8+ si le clone T initial est CD8+, restreint par des molécules de classe I du CMH, CD4+ si le clone T initial est CD4+, restreint par des molécules de classe II [9, 10] (figure 2). Le répertoire périphérique de souris invalidées pour le gène de la beta2-microglobuline (classe I­/­) est composé essentiellement de cellules T CD4+, celui de souris invalidées pour la chaîne Abeta (classe II­/­) essentiellement de cellules T CD8+, indiquant bien le rôle respectif des molécules de classe I dans la sélection positive des lymphocytes T classe I-restreints, des molécules de classe II dans la sélection positive des lymphocytes T classe II-restreints [11, 12].

Le rôle du thymus : tolérance centrale

C'est dans le cortex thymique que l'interaction des précuseurs T avec l'épithélium thymique permet la sélection positive des lymphocytes T. Les précurseurs T arrivant dans le thymus recoivent un signal initiant le réarrangement des gènes codant pour le domaine variable des deux chaînes formant le récepteur T pour l'antigène. Les précurseurs T exprimant un récepteur auquel la structure du domaine variable ne confère aucune possibilité d'interaction avec les molécules du CMH exprimées par l'épithélium thymique meurent in situ. Ceux dont l'interaction est possible avec les molécules du CMH exprimées in situ font l'objet d'une sélection positive (figure 3), expliquant la restriction de la reconnaissance T de l'antigène par les antigènes de classe I et de classe II du CMH. Ce sont en effet logiquement ces molécules de classe I et de classe II qui présenteront en périphérie l'antigène aux lymphocytes T sélectionnés dans le thymus.

À la sélection positive, répond une seconde fonction du thymus essentielle à la mise en place d'un premier mécanisme de tolérance immunitaire. Le thymus assure la sélection négative d'une partie des précurseurs T ayant préalablement subi le processus de sélection positive. Il s'agit d'un mécanisme délétionnel qui conduit à la mort par apoptose des précurseurs T concernés. La sélection négative des lymphocytes T utilisant un gène Vbeta17a a été directement démontrée en 1987 vis-à-vis de superantigènes endogènes (gènes ORF de virus de tumeurs mammaires de souris, Mtv-6, 8, 9) [13], puis chez des souris mâles transgéniques exprimant un récepteur T CD8+ anti-H-Y (l'antigène H-Y est exclusivement exprimé chez les souris mâles, y compris dans le thymus où son expression est responsable de la délétion des lymphocytes T spécifiques, ici les lymphocytes T transgéniques ; il n'est pas exprimé chez les souris femelles chez lesquelles les mêmes cellules T échappent à la délétion et apparaissent en périphérie) [14]. La sélection négative a lieu principalement (mais non exclusivement) dans la médullaire thymique [15] où elle est induite par l'interaction à forte avidité des cellules T avec les molécules du CMH exprimées localement par des cellules dendritiques ou des macrophages ayant colonisé le thymus à partir de la moelle osseuse. Seules migreront en périphérie des cellules T capables d'interagir avec les molécules du CMH propres à un individu à l'exclusion de celles exprimant un récepteur T ayant une forte avidité pour ces molécules, en réalité les complexes que forment leurs domaines externes avec les peptides présents dans le thymus. Initialement démontrée pour les cellules T abeta, la délétion s'étend aux cellules T utlisant un récepteur pour l'antigène de type gamma delta, aux cellules NK1.1 et Ly6c+. Les cellules stromales du thymus, particulièrement de la médullaire, sont également capables d'induire une délétion de précurseurs T. Aucune spécificité des cellules présentant l'antigène ne semble conditionner l'induction de la délétion, des cellules présentant l'antigène splénique étant également capables d'excercer cette fonction qui semble surtout dépendre du stade de maturation des lymphocytes T (figure 3).

C'est à partir du stade de cellules double positives (CD8+CD4+) que s'effectue la sélection négative (stade double positif précoce vis-à-vis de superantigènes, transition double positifs-simple positifs vis-à-vis d'antigènes conventionnels comme H-Y) [16]. La nature des peptides présentés au sein des molécules du CMH dans le thymus et responsables de la sélection thymique des lymphocytes T reste discutée. In vitro, dans des systèmes de culture organotypique de fragments thymiques, un même peptide inséré dans une molécule de classe I peut ne générer aucune sélection à concentration très faible, induire la sélection positive d'un clone T spécifique de ce complexe CMH-peptide à moyenne concentration ou induire une délétion à plus forte concentration, l'avidité d'interaction récepteur T/complexe CMH peptide déterminant le devenir du précurseur T [17]. Dans des modèles de transgénèse dans lesquels une souris exprime un complexe classe II/peptide unique, une sélection positive est observée, cependant restreinte par rapport à celle observée en physiologie. Il apparaît ainsi qu'un panel diversifié de peptides est nécessaire à la sélection positive du répertoire T [18-20].

L'avidité d'interaction entre un récepteur T et un complexe CMH-peptide qui conduit à la sélection positive d'un lymphocyte T est plus faible que celle qui conduit à sa délétion dans le thymus. De même, le seuil de délétion est moins élevé que le seuil d'activation en périphérie d'un même lymphocyte T. Les concentrations de superantigènes (SEB) ou de peptides conduisant à une délétion dans des cultures organotypiques de thymus sont beaucoup plus faibles que celles conduisant à une activation en périphérie [21, 22]. Certains variants du virus de la chorioméningite lymphocytaire incapables d'induire une réponse cytotoxique sont capables d'induire une délétion de cellules T CD8+ spécifiques [23]. Dans les souris mâles exprimant un récepteur T transgénique anti-H-Y, des cellules T exprimant le transgène sont retrouvées en périphérie malgré la délétion massive qui survient dans le thymus : ces cellules expriment faiblement la molécule CD8. Elles disparaissent lorsque les souris transgéniques sont croisées avec des souris transgéniques exprimant de façon constitutive la molécule CD8 qui augmente l'avidité d'interaction des cellules T [24]. Ces expériences indiquent que certaines cellules exprimant faiblement CD8 (et d'ailleurs également le récepteur T dans d'autres modèles) échappent à la sélection négative.

La séquence sélection positive corticale-délétion médullaire est une vue simplifiée de la sélection thymique du répertoire T. L'utilisation de tétramères MHC-peptides solubles a montré que la sélection négative peut prendre place dans tous les compartiments thymiques sans séquence obligatoire dans la survenue des deux types d'événements. Les mécanismes biochimiques de délétion au niveau du thymus sont également incomplètement connus. On estime que 85 % des cellules T générées dans le thymus meurent in situ. L'engagement du récepteur T pour l'antigène semble nécessaire, mais non suffisant. La mise en jeu de CD28 favorise la délétion des thymocytes, mais aucune anomalie de la sélection négative n'est observée chez les souris CD28­/­ ou B7­/­. L'invalidation du TNF ou de ses récepteurs ou de Fas et Fas-ligand est de même sans effet sur la sélection négative. Seule l'invalidation de la molécule CD30 [25] ou de Nurr 77 induit une réduction partielle de la délétion qui survient dans le thymus. La tolérance thymique ne se résume pas enfin aux mécanismes délétionnels. L'interaction récepteur T/ligand peut conduire à une anergie des lymphocytes T qui sera envisagée avec les mécanismes de tolérance périphériques.

La tolérance périphérique

Les données sur l'induction chez la souris d'une tolérance par injection néonatale de cellules de moelle osseuse sont en fait discordantes. Certaines expériences ont en effet montré, contrairement à l'expérience princeps de Billigham, Brent et Medawar, le rejet de greffes de peau par des souris pourtant chimériques, suggérant que certains antigènes périphériques, en particulier des antigènes spécifiques de tissus, échappent à l'induction d'une tolérance centrale.

Le rôle des mécanismes délétionnels centraux dans la tolérance ne sauraient s'appliquer qu'aux antigènes du soi présents dans le thymus. Certains antigènes périphériques sont exprimés de façon inattendue dans le thymus par des cellules de l'épithélium ou des cellules d'origine médullaire. Cela a été bien démontré pour de nombreuses hormones et des auto-antigènes potentiels comme la protéine basique de la myéline [26, 27]. Il est probable que certains antigènes sont néanmoins uniquement exprimés en périphérie. La possibilité que des cellules dendritiques colonisant secondairement le thymus puissent alors intervenir dans l'induction d'une tolérance centrale vis-à-vis de tels auto-antigènes n'est probablement pas la règle. Dans des modèles de transgénèse où l'expression de molécules du CMH de classe I (Kd, Q10/Ld) ou II (I-A, I-E) allogéniques est ciblée dans des tissus périphériques par l'utilisation du promoteur de l'insuline, de l'élastase, de l'albumine, de la kératine, une tolérance est observée vis-à-vis du tissu exprimant le transgène. Cette tolérance est observée quelles que soient les données fonctionnelles obtenues in vitro, qu'une reconnaisance de la molécule de classe I ou II transgénique soit (I-A, Kd, Q10/Ld) ou non (I-E) reconnue par le système immunitaire lors d'une réaction lymphocytaire mixte. La tolérance observée ne s'accompagne pas néanmoins d'une délétion thymique des précurseurs T cytotoxiques (Kd) ou des cellules T spécifiques utilisant un gène Vbeta conduisant à une délétion thymique par I-E. Ces modèles impliquent l'existence de mécanismes de tolérance périphérique.Ils rejoignent ainsi la démonstration à la fin des années 70, avec l'avènement des techniques de clonage des T, que des cellules T spécifiques de nombreux auto-antigènes (protéine basique de la myéline, thyroglobuline, insuline) sont bien présentes en périphérie à l'état physiologique et sont donc tolérantes in vivo mais peuvent être soumises à une expansion in vitro. Différents mécanismes maintiennent en périphérie la tolérance des cellules T spécifiques d'auto-antigènes exprimés par les différents organes au contact desquels elles viennent quotidiennement en périphérie.

Anergie

L'anergie a été le premier mécanisme de tolérance périphérique mis en évidence, initialement pour les lymphocytes B, ultérieurement pour les lymphocytes T [28]. La démonstration in vitro et in vivo que le contact initial de lymphocytes T avec des cellules présentant l'antigène dont ils sont spécifiques, modifiées par un traitement chimique remaniant leur membrane, induisait un état de non réponse, définit cet état fonctionnel. Cet état de non-réponse est également caractérisé par sa persistance, lors d'un second contact, des cellules anergiques avec le même antigène présenté cette fois par des cellules présentatrices normales. L'anergie implique lors du contact initial avec l'antigène une reconnaissance spécifique de celui-ci sur les cellules présentant l'antigène (interaction récepteur T-complexe CMH-peptide), mais l'absence d'interaction entre d'autres structures membranaires délivrant des cosignaux (B7-CD28, CD40-CD40 ligand). Ces cosignaux sont en effet nécessaires à l'expression par le lymphocyte T des gènes de cytokines (IL2, mais aussi IL3, GM-CSF) et à sa prolifération. L'expression de CD40L et la réponse à l'IL12 de la cellule anergique sont également bloquées. La production d'IL4 (et d'interféron gamma) n'est pas ou peu affectée (figure 4). La reconnaissance de peptides agonistes partiels par le récepteur T conduit également dans certains modèles à un état d'anergie. L'absence d'activation de p21ras après engagement du récepteur pour l'antigène a été corrélée au blocage transcriptionnel qui répond à l'état d'anergie [29, 30]. Les structures membranaires responsables de ces cosignaux (B7 et CD28, CD40 et CD40L, mais aussi des structures dont la physiologie est moins bien définie) ne sont pas spécifiques de l'antigène. Elles sont mises en jeu dans certains modèles par une cellule présentant l'antigène différente de celle présentant l'antigène au lymphocyte T (par exemple une cellule allogénique alors même que la mise en jeu du second signal sur la cellule présentant l'antigène est bloquée). L'interaction du récepteur T avec le complexe CHM-peptide exprimé sur la cellule présentatrice intervient néanmoins dans l'expression de certaines structures de cosignalisation (CD40L dont l'interaction avec CD40 induit l'expression de B7.2 sur la cellule présentant l'antigène). Certaines structures exprimées par des agents infectieux et certaines chimiokines ou cytokines (TNFalpha, IL1, IL6) sécrétées au sein d'une réaction inflammatoire peuvent intervenir dans la mise en jeu du second signal.

Dans la plupart des modèles expérimentaux, et probablement dans les conditions physiologiques, l'activation des cellules T CD8+ requiert l'effet auxilliaire de cellules T CD4+ et peut conduire à un état d'anergie. L'effet auxiliaire requiert la production de cytokines (IL2) dans l'environnement des cellules T CD8 précytotoxiques et une interaction tricellulaire CD4+/CD8+/cellule présentatrice. L'antigène reconnu par les cellules T CD4+ et CD8+ peut être différent, une réponse optimale étant observée lorsque la même cellule présente les deux antigènes (comme cela a été montré dans la réponse à l'antigène Qa1 et l'antigène mineur H-Y) [31, 32]. Dans des réponses virales (influenza, Sendai), l'activation des cellules T CD8+ ne peut se faire en l'absence de cellules T CD4+, mais nécessite un cosignal (B7-CD28 ou ICAM/LFA-1). Certaines souches du virus influenza CD4-indépendantes induisent l'expression de B7.2 sur la cellule présentant l'antigène, permettant une cosignalisation directe par cette cellule. L'exposition de cellules T CD8+ naïves à l'antigène en l'absence de cosignal induit une anergie de ces cellules, par exemple dans le modèle de réponse à Qa1. Des cellules T CD8+ naïves sont dans certains modèles directement activées par l'antigène et des cellules présentatrices. La production d'IL2 par les cellules T CD8+ n'atteint néanmoins dans des conditions optimales que 10 % de celle des cellules T CD4+.

Mort cellulaire par activation (activation-induced cell death)

Les progrès dans la compréhension des mécanismes contrôlant le pool des lymphocytes a montré la corrélation qui existe avec le maintien de la tolérance en périphérie. Dans des modèles de réponse allogénique, à des superantigènes (figure 5), à des antigènes mineurs (H-Y) ou à des virus, l'expansion initiale des lymphocytes T est suivie d'une apoptose massive, essentielle au maintien d'un pool lymphocytaire périphérique stable. Seul un nombre très limité de cellules entre dans le pool des cellules T mémoires à l'issue de la réponse immunitaire. L'apoptose périphérique relève de mécanismes distincts de ceux participant à la sélection négative dans le thymus, en particulier la voie Fas-FasL ou TNF-TNFR [33, 34]. L'activation et l'expansion initiale des lymphocytes T induites par la reconnaissance de l'antigène s'accompagne de l'induction de FasL et de molécules de la famille bcl-2 (bcl-XL) qui bloquent l'apoptose médiée par la voie Fas-FasL. La présence de cytokines (IL2, IL4) est également un facteur de protection des cellules T lors du développement de la réponse immunitaire. Certaines cytokines pro-inflammatoires (IL1, TNFalpha) préviennent la mort cellulaire observée lors de l'activation par un superantigène. La diminution dans un second temps de l'expression des molécules à activité anti-apoptose et la diminution de production locale des cytokines expliquent, au terme de la réponse immunitaire, la décroissance rapide du nombre des lymphocytes. L'engagement du récepteur T est déterminant dans ces événements qui impliquent aussi d'autres voies d'activation (B7-CD28) dont la mise en jeu augmente l'expression des protéines de la famille bcl-2. Dans la réponse à des superantigènes, des cellules T CD8+ cytotoxiques anti-cellules T CD4+ activées interviennent dans la décroissance du pool des cellules T activées.

L'apoptose induite par l'activation des cellules T participe à la tolérance dans les modèles d'activation massive, par exemple en réponse à des superantigènes ou une infection massive par le virus de chorioméningite lymphocytaire (LCMV). Son implication dans la réponse à des antigènes conventionnels ressort surtout de modèles simplifiés de réponse à des peptides chez des souris exprimant un récepteur T transgénique spécifique. Son rôle physiologique transparaît des conséquences de situations où des mutations de Fas ou FasL ou l'expression de molécules bloquant l'apoptose des lymphocytes B et T (c-FLIP) conduisent à une expansion du répertoire lymphocytaire, la production d'auto-anticorps et des atteintes rénales de type lupique.

Diminution d'expression du récepteur T ou de structures associées au récepteur

Des modèles de transgénèse ont montré que certaines formes de tolérance de lymphocytes T CD8+ étaient corrélées à une diminution d'expression du récepteur T ou de structures associées, en particulier la molécule CD8 [35, 36]. Cette forme de tolérance chez des animaux double transgéniques exprimant la molécule de classe I murine Kb et les gènes codant pour le récepteur T d'un clone T CD8+ anti-Kb dépend du tissu exprimant le transgène. Elle est observée lorsque Kb est exprimé, sous contrôle du promoteur de l'albumine ou de la protéine fibrillaire acide, respectivement par les hépatocytes et les cellules gliales. Les souris transgéniques acceptent des greffes de peau exprimant Kb, mais la tolérance est rompue par activation des cellules T transgéniques in vitro par un anticorps anti-CD2 en cas d'expression hépatique, par des cellules allogéniques exprimant Kb en cas d'expression gliale. Lorsque l'antigène Kb est exprimé par les cellules épithéliales sous contrôle du promoteur de la kératine IV, la tolérance observée n'est pas associée à la réduction de l'expression du récepteur T ou de CD8.

Ignorance immunitaire

La plupart des modèles précédents relève d'un état particulier des cellules T acquis lors de l'induction de la tolérance, en particulier l'anergie qui implique la reconnaissance effective de l'antigène. D'autres formes correspondent à un état passif des cellules T « qui ne voient pas » in vivo l'antigène sur un tissu périphérique. C'est le cas de modèles qui ont étudié la tolérance vis-à-vis de protéines du virus LCMV exprimées sous contrôle du promoteur de l'insuline [37, 38]. La tolérance observée ne répond pas à un mécanisme délétionnel, d'anergie ou une diminution d'expression du récepteur T, en particulier chez des souris double transgéniques dont le répertoire T périphérique est biaisé par l'expression sous forme d'un second transgène du récepteur T d'un clone T CD8+ antiprotéine virale. L'absence d'activation des cellules T chez les animaux non infectés s'explique par l'incapacité des cellules insulinosécrétrices à activer les cellules T CD8 spécifiques. Si les cellules insulinosécrétrices exprimant le transgène sont reconnues par les cellules T CD8+ spécifiques de la protéine virale, elles sont incapables d'activer directement ces cellules. La rupture de tolérance secondaire à l'infection des souris par le virus LCMV s'explique par la présentation de la protéine virale par des cellules présentatrices professionnelles secondairement à l'infection virale. La coexpression sur les cellules beta des souris transgéniques de la protéine virale et d'une molécule de coactivation transgénique (B7, IL6) suffit à l'activation directe des cellules T spécifiques chez des animaux qui deviennent alors spontanément diabétiques en absence d'infection par le virus LCMV [39] (figure 6).

Ces observations rejoignent celles plus anciennes de la tolérance observée vis-à-vis d'un transgène de classe II I-E (l'équivalent de HLA DR chez la souris) exprimé par les cellules insulinosécrétrices I-E­ et de l'absence de rejet des îlots transgéniques greffés sous la capsule rénale de souris syngéniques I-E­ non transgéniques. Un rejet de la greffe est observé si les receveurs ont, préalablement à la greffe, reçu des cellules allogéniques I-E+. Surtout, il avait été montré dès la fin des années 70 que la greffe de thyroïdes, puis d'îlots de Langerhans allogéniques n'induisait pas de rejet si le greffon était déplété in vitro ou in vivo des cellules exprimant des antigènes de classe II du CMH (en fait des cellules présentant l'antigène professionnelles) préalablement à la greffe.

Cellules veto

Un mécanisme d'inhibition des cellules T précytotoxiques décrit comme le phénomène des cellules veto [40], ultérieurement démontré in vivo, est susceptible de contribuer à l'inhibition de cellules T CD8+ autoréactives. Le modèle expérimental initial reposait sur l'inhibition par les cellules spléniques de souris nude de la réponse cytotoxique primaire contre une cible allogénique exprimant les mêmes molécules de classe I que les cellules spléniques inhibitrices. Des clones T CD8+ ont depuis été générés qui peuvent excercer cette activité inhibitrice. Ce phénomène est observé indépendamment de la spécificité pour l'antigène du récepteur T de la cellule veto et met en jeu la reconnaissance spécifique des molécules de classe I de cette cellule par les cellules T CD8+ impliquées dans la réponse allogénique et l'engagement de molécules CD8 exprimées par la cellule veto [43] (figure 7).

Déviation immunitaire

L'activation prédominante de cellules Th1 ou Th2 explique dans certains modèles la tolérance vis-à-vis d'antigènes exprimés par différents tissus [44]. Le CMH, des facteurs génétiques indépendants du CMH, la dose d'antigène, la forme moléculaire de celui-ci, l'environnement cytokinique, le type des cellules présentant l'antigène sont autant de facteurs qui interviennent dans la détermination de la réponse immunitaire vers une réponse Th1 ou Th2. Dans un modèle de souris double-transgéniques exprimant l'hémaglutinine du virus influenza sous contrôle du promoteur de l'insuline et, sous forme d'un second transgène, le récepteur pour l'antigène d'un clone de lymphocyte T CD4+ H-2d- restreint, une réponse prédominante Th1 est observée sur le fond génétique B10-D2, Th2 chez des souris F1 (B10-D2xC57BL/6). La première souris n'est pas tolérante vis-à-vis du transgène, la seconde est tolérante. Ces données illustrent des observations anciennes expliquant la tolérance observée après administration initiale d'une faible dose d'antigène ou d'antigènes sous forme monomérique. La tolérance induite par administration orale d'antigènes (ovalbumine, protéine basique de la myéline) relève de mécanismes proches dans lesquels l'activation prédominante de cellules Th3 sécrétant du TGFbeta et/ou de l'IL-4 est responsable de la protection observée [45].

Cellules suppressives

L'existence de cellules T CD8+ suppressives, cytotoxiques, anti-CD4 est établie dans différents modèles de réponse antigénique. Le concept de cellules suppressives a pourtant été l'objet de débats contradictoires qu'explique la définition essentiellement fonctionnelle de ces cellules régulatrices dont la caractérisation moléculaire, en particulier la spécificité antigénique, demeure souvent obscure. Dans le modèle de réponse immunitaire à la protéine basique de la myéline, le clonage de cellules suppressives spécifiques de l'antigène, de molécules d'activation des lymphocytes T [46] ou de déterminants antigéniques du domaine variable de récepteurs pour l'antigène [47-50] établit l'existence de telles cellules régulatrices dont le transfert bloque la réponse immunitaire secondaire à l'immunisation contre la protéine basique de la myéline. L'importance physiologique des cellules correspondant à ces clones demeure néanmoins mal établie. Il en est de même des cellules régulatrices dont l'activation conduit à la sécrétion de cytokines excerçant un effet suppresseur ou immunomodulateur, précédemment évoquées.

Différents modèles expérimentaux indiquent pourtant que l'élimination de cellules T régulatrices, souvent CD4+, conduit à une rupture la tolérance immunitaire vis-à-vis d'antigènes du soi. Le modèle de thymectomie néonatale et de thymectomie adulte complétée par une irradiation fractionnée tient à l'élimination de cellules T CD4+ régulatrices, thymodépendantes, dont le rôle dans le maintien de la tolérance paraît important [51] (figure 8).

Tolérance vis-à-vis d'antigènes exprimés dans des sites privilégiés

Une dernière forme de tolérance périphérique vis-à-vis d'antigènes exprimés dans des sites privilégiés (testicule, cristallin) a longtemps été rapportée à la soustraction en fait relative des tissus correspondants de la circulation périphérique. Il a en fait été montré que la tolérance vis-à-vis de ces antigènes répondait à l'expression par les cellules de Sertoli du testicule de la molécule Fas-ligand (FasL). L'interaction de FasL avec Fas exprimée par les lymphocytes T activés conduit à la lyse de ces derniers. Cette interaction explique l'absence de rejet de tissu testiculaire allogénique provenant de donneurs normaux, mais le rejet du même tissu allogénique provenant de donneurs présentant la mutation gld, initialement caractérisée dans des modèles de souris lupiques et correspondant à une mutation de FasL [52]. Des mécanismes plus complexes ont été avancés pour expliquer la physiologie particulière du système immunitaire vis-à-vis du tissu nerveux (absence de cellules dendritiques, faible expression des molécules de classe I du CMH) ou du cristallin (production locale de TGFbeta).

CONCLUSION

Il apparaît ainsi que les mécanismes de tolérance immunitaire qui assurent un équilibre physiologique entre le système immunitaire et le reste de l'organisme sont largement redondants. Ils n'excluent pas les défaillances qui conduisent à des maladies auto-immunes dont le poids est loin d'être négligeable en terme d'économie de santé. Les mécanismes de rupture de tolérance sont largement calqués sur les mécanismes de tolérance périphérique précédemment développés. La définition de stratégies thérapeutiques visant à rétablir un état de tolérance, voire rétablir la tolérance physiologique vis-à-vis du soi est un des défis auquel devra répondre dans les années à venir l'immunologie clinique.

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