La superfamille des immunoglobulines

Les immunogobulines chez le nouveau né

Les immunogobulines comme outils biotechnologique et thérapeutique

ED 2A Oct 2008

I. La superfamille de Immunoglobulines

chaîne lourde (H)

chaîne lourde (H)CH2

CH2

CH3

CH3

CH1

VH

VH

Ctal

CH1Ctal

SS

SS

SS

SS

Ntal

Ntal

chaîne légère (L)

CL

VL

Ntal

Ctal

chaîne légère (L)

C L

V L

Ntal

Ctal

paratope

charnière

paratope

Les immunoglobulines ont une structure en domaines de 110 acides aminés

Ces types domaines sont retrouvés dans d’autres protéines membranaires => superfamille des immunoglobulines

110 aa

S S

Dérive d’un gène ancestralCo-évolution indépendante, pas de relations génétiques ou fonctionnelles

Les récepteurs des immunoglobulines appartiennent à la superfamille des Ig

Les récepteurs des IgG

FcRI (CD64) Kd = 10-9 M macrophages, neutrophiles phagocytose

FcRII (CD32) Kd = 10-7 M type A : macrophages, neutrophiles phagocytose (6 isoformes) type B: LB inhibition des LB

FcRIII (CD16) Kd = 10-6 M type A : cellules NK ADCCtype B : neutrophiles phagocytose

II. Les anticorps chez le nouveau-né

Transfert de l’immunité de la mère à l’enfant = immunisation passive

- au cours de la vie fœtale par transports des IgG à travers le placenta

- après la naissance par l’allaitement (IgG et IgA)

- A la naissance, le système immunitaire du nouveau-né est immature(ganglions et rate sous-développés, excepté lors d’infection intra-utérines)

- IgM = première Ig produite par le nouveau-né = Ac naturels (tx adulte à partir de 9 mois).

=> l ’essentiel de la protection vient des Ac de la mère

Les récepteurs des IgG

FcRI (CD64) Kd = 10-9 M macrophages, neutrophiles phagocytose

FcRII (CD32) Kd = 10-7 M type A : macrophages, neutrophiles phagocytose (6 isoformes) type B: LB inhibition des LB

FcRIII (CD16) Kd = 10-6 M type A : cellules NK ADCCtype B : neutrophiles phagocytose

FcRn = récepteur néonatal Présent sur les cellules endothéliales, épithéliales, hépatocytes.....

3 rôles majeurs du FcRn…..

=> Rôle essentiel du récepteur FcRn pour le transfert des Ac de la mère à l’enfant

Les récepteurs des immunoglobulines appartiennent à la superfamille des Ig

2 microglobuline

FcRn

12

3

mb

≈ CMH I

1. Acquisition des IgG maternelles chez le foetus

=> Protection lors de la vie utérine et lors des premières semaines après la naissance

2. Acquisition des IgG chez le nouveau-né

=> Protection du nouveau-né lors des premièrs mois

3. Transport des IgG chez l’adulte

=> Recyclage des IgG

III. Les anticorps, outils technologiques

Les anticorps sont :

polyclonaux: obtenus après immunisation par un antigène

haute affinité, hétérogènes (reconnaissance des différents épitopes)

monoclonaux: obtenus à partir d’un seul clone de LB immortalisé

monospécifiques (un seul épitope reconnu), purs, grande quantité

Agréponse polyclonale(mélange anticorps)

immunisation

nombreux LB activés(1 LB / épitope)

Agréponse monoclonale(un type d’anticorps)

immunisation

Immortalisationdes LB activés

Tri des hybridomes

I. Utilisation des Ac polyclonaux en thérapeutique

A partir de plasma humainLes Ig polyvalentes humaines

TÉGÉLINE, OCTAGAM, ENDOBULINE, GAMMAGARD-> traitement de substitution et modulateur

Les Ig spécifiques NATEAD -> protection contre l'alloimmunisation de la mère Rh-IMOGAM RAGE -> immunisation anti-rabique

A partir de plasma animal (sérum hétérologue)Les Ig spécifiques

-Ig antilymphocytairesLYMPHOGLOBULINE (cheval), THYMOGLOBULINE (lapin)

- Sérums antitoxiniques (anti-diphtériques SERUM ANTI-DIPHTÉRIQUE, anti-tétaniques GAMMATETANOS) contre envenimation (vipère (VIPERFAV), scorpions..) ….

Ac monoclonal de souris

100% souris

Ac monoclonalhumanisé

90 % homme10% sourisAc monoclonal

chimérique souris-homme

75% homme25% souris

Ac monoclonalhumain

II. Les différents types d’ Ac monoclonaux

Immunisation

antigène X

cellules tumorales (HGPRT - ou TK -)

fusion en présence de PEG

hybridomes

Production des anticorps monoclonaux

milieu HAT

dilution limite des hybridomes (clonage)

Clone produisant Ac anti-antigène X

culture cellulaire(20-30 g Ac / ml)

production:

ascite tumorale(5 mg Ac / ml)

injection hybridome

Tests ELISA sur les surnageants de culture (criblage)

cellules spléniques

Voie de récupération des nucleotides

Voie de novo Voie de récupération

thymidine hypoxanthinephosphoribosyl pyrophosphate

+uridylate HGPRT+TK+

aminoptérine

Nucléotides

ADN

Caractéristique des différents types d’Ac

murin humain humanisé

Immunogénicité 1/2 vie

Propriétés effectrices

Production

Les fractions d'anticorps

Utilisation de fragments contenant les régions variables des Ig

Fab, F(ab')2 , scFv, diabodies

Les formes dérivées des Ac monoclonaux

papaïne

Ig = molécules bifonctionnelles

fragment Fc

fragment Fab

2 fragments Fab

1 fragment Fc

papaïne

pepsine

fragment F(ab’)2

pepsine

scfv

diabodies

Les fractions d'anticorps

Utilisation de fragments contenant les régions variables des Ig

Fab, F(ab')2 , scFv, diabodies

Les anticorps conjugués (immunotoxines = toxine létale + domaine variable Ac)

Ricin, toxine de Shigella, toxine diphtérique (inhibition de la synthèse protéique)

Les formes dérivées des Ac monoclonaux

Les anticorps marqués

Fluorochrome, enzymes, éléments radioactifs

Traitement anti-cancéreux

Anti-HER2 (HERCEPTINE) -> traitement cancer du sein

Anti-CD20 (RITUXAN, MABTHERA) -> traitement lymphome

….

Traitement immunosuppresseur

(maladie autoimmune et inflammatoires, rejet de greffe)

Anti-CD3 (Orthoclone OKT3) -> anti-rejet de greffe

Anti-TNF (INFLIXIMAB) -> maladie de Crohn, rectocolite hémorragique

Anti récepteurs IL-2 (SIMULECT, ZENAPAX) -> anti-rejet de greffe

…

III. Les domaines d'application des anticorps monoclonaux

III. 1 Thérapeutique

Traitement anti-infectieux

Prophylaxie anti VRS (SYNAGIS)

Anti-hépatite B

….

Traitement anti-allergique

Anticorps anti-IgE (RHUMAB-E25)

Traitement cardiologie

Antiagrégant plaquettaire après angioplastie (REOPRO)

Effets secondaires parfois graves

Réponse anti-anticorpsUtilisations répétées des Ac difficilesRéactions d'hypersensibilité

Les limites de l'utilisation des Ac en thérapeutiques

Expression variable des Ag à la surface des cellules cancéreusesMasse tumorale trop importante ou Ag trop faiblement exprimés

Problèmes commerciauxSpécificité importante -> marché réduitUn Ac contre tous les cancers -> inenvisageable

III. 2 Diagnostic (Immunodétection d'Ag)

Parasitologie, bactériologie, virologie

Détection et typage des microorganismes par des Ac spécifiques

Sérodiagnostic par ELISA, immuno empreinte (Western blot)…

Grossesse

Détection de l'hormone HCG dans l'urine

Détermination groupe sanguins

Hémagglutination avec des Ac spécifiques de groupe sanguin

Imagerie médicale

Détection cancer du sein avec Ac marqué radioactif spécifique

d'un marqueur cancéreux

III. 3 Recherche

Cytométrie en flux

Détection de populations cellulaires en fonction de marqueurs de surface

Purification d’antigènes, de cellules

Chromatographie d'affinité

Immunohistochimie

Détection de phénomènes cellulaires par marquage in situ

III. 4 BiochimieLes anticorps enzymatiques (abzymes)

Blocage des molécules à l'état de transition

M/S 19:519

Les abzymes induits

M/S 19:519

Les abzymes naturels

production naturelle dans le lait maternel d’Ac à activité protéine kinase, désoxyribonucléase

présence naturelle:

présence pathologique:

maladies autoimmunes

Ac hydolysant l’ADN et l’ARN dans le lupus érythémateux disséminé (LED)

Ac hydolysant le facteur VIII chez hémophile A

participation à l’élimination des débris ?