Les organes et les cellules du système immunitaire

Ce chapitre décrit l'anatomie et la population cellulaire du système immunitaire : où naissent et mûrissent les lymphocytes, où ils rencontrent l'antigène, et quelle est la fonction de chaque type cellulaire. Les schémas de l'hématopoïèse et la distinction organes primaires / secondaires sont des classiques de l'examen d'immunologie S5.

1. Les organes lymphoïdes primaires

Les organes lymphoïdes primaires ou centraux sont la moelle osseuse et le thymus. Ce sont les sites majeurs de la lymphopoïèse : les lymphocytes s'y différencient, y deviennent matures en exprimant leur immunorécepteur (BCR ou TCR) et y subissent la sélection qui établit la tolérance centrale. La moelle osseuse contient les cellules souches hématopoïétiques (CSH) pluripotentes, à l'origine de tous les précurseurs des cellules sanguines ; elle est aussi le site de maturation des lymphocytes B. Chez l'adulte, la moelle rouge active occupe les os plats et les épiphyses des os longs : sternum, vertèbres, côtes, clavicule, os iliaques et crâne ; la moelle jaune, graisseuse, est inactive.

Le thymus, organe bilobé situé derrière le sternum, est le lieu de maturation des lymphocytes T. Les thymocytes migrent du cortex vers la médullaire en subissant deux étapes décisives : la sélection positive, qui ne conserve que les cellules dont le TCR reconnaît le CMH du soi, puis la sélection négative, qui élimine par apoptose celles qui reconnaissent trop fortement les peptides du soi. Seule une faible minorité des thymocytes survit à ce double filtre. Le thymus est très actif chez l'enfant et involue progressivement après la puberté.

2. Les organes lymphoïdes secondaires

Les organes lymphoïdes secondaires ou périphériques sont les sites de capture de l'antigène et de sa présentation aux lymphocytes matures. On distingue les organes systémiques encapsulés — les ganglions lymphatiques, qui filtrent les antigènes véhiculés par la lymphe, et la rate, dont la pulpe blanche filtre les antigènes du sang — et les tissus lymphoïdes associés aux muqueuses ou MALT (amygdales, plaques de Peyer de l'intestin, follicules isolés, tissu bronchique). Un ganglion s'organise en cortex riche en follicules à lymphocytes B, paracortex riche en lymphocytes T et médullaire contenant les plasmocytes ; la stimulation antigénique y fait apparaître les centres germinatifs.

3. L'hématopoïèse

L'hématopoïèse est l'ensemble des phénomènes qui assurent la production et le remplacement continu et régulé des cellules sanguines. À partir de la cellule souche hématopoïétique pluripotente de la moelle, deux progéniteurs se séparent : le progéniteur commun myéloïde (CFU-GM), à l'origine des monocytes et macrophages, des polynucléaires neutrophiles, éosinophiles et basophiles, des mastocytes, des cellules dendritiques, des plaquettes et des érythrocytes ; et le progéniteur commun lymphoïde (CFU-L), à l'origine des lymphocytes T et B, des cellules NK, des lymphocytes T γδ, des cellules iNKT et MAIT et des autres cellules lymphoïdes innées (ILC). L'ensemble est piloté par des facteurs de croissance hématopoïétiques comme le GM-CSF, le G-CSF et le M-CSF.

4. Les cellules de la lignée myéloïde

Les monocytes circulent quelques jours dans le sang puis se différencient dans les tissus en macrophages, cellules phagocytaires de grande taille qui prennent des noms locaux (cellules de Kupffer du foie, microglie du cerveau, ostéoclastes de l'os). Le macrophage est à la fois effecteur (phagocytose, bactéricidie) et cellule présentatrice d'antigène (CPA). Sa polarisation n'est pas figée : les macrophages M1, induits par l'IFN-γ, sont pro-inflammatoires et microbicides, tandis que les macrophages M2, induits par l'IL-4, l'IL-10, l'IL-13 et le TGF-β, sont anti-inflammatoires et assurent la réparation tissulaire.

Les polynucléaires neutrophiles (PNN) sont les leucocytes les plus nombreux du sang et les premiers recrutés au foyer inflammatoire : phagocytose, explosion oxydative, granules bactéricides et pièges extracellulaires. Les polynucléaires éosinophiles (PNE) interviennent contre les helminthes et dans les allergies ; les polynucléaires basophiles (PNB) et les mastocytes tissulaires portent le récepteur de haute affinité pour les IgE et libèrent l'histamine lors de la dégranulation. Les cellules dendritiques (DC) sont les CPA professionnelles par excellence : immatures dans les tissus périphériques, elles capturent l'antigène, maturent et migrent vers les ganglions pour activer les lymphocytes T naïfs — elles font le pont entre immunité innée et adaptative.

5. Les cellules de la lignée lymphoïde

Les lymphocytes B portent le BCR, se différencient après activation en plasmocytes sécréteurs d'anticorps et en lymphocytes B mémoire. Les lymphocytes T se répartissent en T auxiliaires (T_H, CD4⁺) et T cytotoxiques (T_C, CD8⁺). Les T_H se polarisent en sous-populations dont les profils cytokiniques diffèrent : T_H1 (IFN-γ, immunité à médiation cellulaire, activation des macrophages), T_H2 (IL-4, IL-5, IL-13, immunité humorale et antiparasitaire), T_H17 (IL-17, recrutement des neutrophiles), T_FH (aide aux B dans les centres germinatifs) et Treg (IL-10, TGF-β, immunorégulation). La balance T_H1 / T_H2 est un équilibre dynamique : chaque profil inhibe l'autre, et son déséquilibre oriente vers l'allergie ou vers l'inflammation chronique.

Les cellules NK (natural killer) appartiennent à l'immunité innée bien qu'elles soient de lignée lymphoïde. Elles ne portent ni BCR ni TCR et lysent leurs cibles selon la règle du soi manquant : une cellule qui perd l'expression du CMH de classe I, comme une cellule infectée par un virus ou une cellule tumorale, n'engage plus les récepteurs inhibiteurs des NK et devient une cible. Elles agissent par perforine et granzymes, par la voie Fas/FasL et par ADCC, et sécrètent de l'IFN-γ après stimulation par l'IL-12 des macrophages.