L'immunité innée : cours de Première spécialité SVT

Imagine qu'une bactérie ou un virus franchisse une barrière de ton corps. Dès cet instant, une course s'engage : l'agent infectieux cherche à se multiplier, et ta défense doit réagir avant qu'il ne prenne trop d'avance. Une partie de cette défense est déjà en place avant même la première rencontre avec l'agent : c'est l'immunité innée.

Ce cours répond à des questions simples. Qu'est-ce que l'immunité innée ? Comment reconnaît-elle un ennemi qu'elle n'a jamais croisé ? Quelles cellules agissent, et comment s'envoient-elles des messages ? Enfin, en quoi diffère-t-elle de l'immunité adaptative, que tu étudieras juste après ? Tu as déjà vu, dans ce chapitre « Corps humain et santé », que le génome et ses variations influencent la santé. Ici, tu découvres un autre acteur : le système qui protège l'organisme des infections.

Pourquoi dit-on que l'immunité innée est immédiate ? La réponse tient à un détail cellulaire. Ce système assure une défense immédiate parce qu'il ne nécessite pas de division cellulaire. ³ Réfléchis : diviser une cellule prend du temps. Un système qui devrait d'abord multiplier ses cellules pour agir arriverait en retard. L'immunité innée, elle, s'appuie sur des cellules et des molécules qui existent déjà et qui peuvent réagir aussitôt.

À l'inverse, le système immunitaire adaptatif apporte une protection plus tardive mais plus durable, et il nécessite une division cellulaire : celle des lymphocytes B et T. ³ Tu verras son fonctionnement dans le cours suivant. Retiens pour l'instant le contraste : rapide d'un côté, tardif mais durable de l'autre.

Cette grande diffusion a une conséquence : on peut étudier l'immunité innée chez des organismes très différents de l'être humain, et en tirer des enseignements valables pour nous. L'équipe de Jules Hoffmann a ainsi constaté que les insectes et les mammifères réagissent de façon étonnamment proche face aux infections. ² Chez la drosophile (la mouche du vinaigre), une protéine réceptrice a été identifiée, puis retrouvée chez l'être humain ; cette trouvaille a valu à Jules Hoffmann son prix Nobel, en 2011. ²

Le système immunitaire inné a notamment pour fonction de former une barrière physique et chimique contre les agents infectieux. ³ Tant que cette barrière tient, l'agent pathogène reste à l'extérieur et le reste du dispositif n'a rien à faire.

Que se passe-t-il quand la barrière cède ? Si elle est franchie, c'est l'immunité innée qui prend le relais et joue le rôle de première ligne face à l'agent pathogène. ³ C'est à ce moment que les cellules immunitaires entrent en jeu, avec une réaction locale bien visible : l'inflammation, détaillée en fin de cours.

Une précision utile : les microbes ne sont pas tous des ennemis. Des travaux récents ont mis en lumière le rôle des microbes commensaux (ceux qui vivent avec nous sans nous nuire) dans le renforcement de la défense innée contre les agents pathogènes. ³ Ton organisme n'est donc pas un milieu stérile qu'il faudrait défendre contre tout microbe : il vit avec certains et se défend contre d'autres. Cela pose une question centrale pour la suite : comment faire la différence ?

Pour se défendre, une cellule doit d'abord reconnaître ce qui est dangereux. Une cellule de l'immunité innée identifie les agents pathogènes quand ses récepteurs se fixent sur des molécules, ou des portions de molécules, caractéristiques de ces agents. Ces molécules ne sont pas fabriquées par les cellules de l'organisme concerné : elles sont donc reconnues comme du non-soi. ³

L'idée est puissante : au lieu de connaître chaque microbe un par un, la cellule détecte des structures moléculaires que les microbes portent et que les cellules de l'organisme ne portent pas.

Le second cas mérite qu'on s'y arrête. L'immunité innée ne réagit pas seulement à l'intrus : elle réagit aussi à une anomalie venant de l'organisme lui-même. ⁴ Quand des cellules endommagées libèrent leurs molécules, l'immunité innée les reconnaît et est stimulée pour éliminer ces cellules. ³ Le système fonctionne donc comme un détecteur d'alerte à deux entrées : « un étranger est là » (PAMP) et « quelque chose est abîmé » (DAMP).

Une fois la reconnaissance faite, qui agit ? La plupart des cellules de l'innée viennent de la lignée myéloïde ⁴ ; les lymphocytes NK, eux, sont innés mais issus de la lignée lymphoïde, comme les lymphocytes B et T de l'adaptative.

Remarque le cas de la cellule dendritique : elle appartient à l'immunité innée mais elle ne reste pas dans son couloir. Elle expose à sa surface des fragments de pathogènes (des antigènes) afin de les montrer aux cellules de l'adaptative. ⁴ C'est une passerelle entre les deux systèmes. Tu en reverras l'importance dans le cours sur l'immunité adaptative.

Remarque aussi les monocytes : ce sont des cellules de départ, qui se différencient. Un monocyte donne un macrophage ou une cellule dendritique selon son devenir. ⁴

Reconnaître ne suffit pas : il faut déclencher une action. Un récepteur de l'immunité innée se fixe sur un élément moléculaire précis d'un microbe ; cette fixation enclenche un message transmis à l'intérieur de la cellule, ce qu'on appelle la transduction du signal. ³ Cela signifie que la fixation du récepteur provoque, dans la cellule, une chaîne de messages qui déclenche une réponse.

Cette réponse effectrice peut venir de la cellule elle-même ou d'autres cellules : des phagocytes et des lymphocytes NK sont recrutés par des médiateurs chimiques tels que les cytokines. ³ Ainsi, une seule cellule qui détecte un danger peut mobiliser des renforts. C'est ce qui rend la défense à la fois rapide et coordonnée.

Les deux systèmes ne s'opposent pas comme deux camps : ils se succèdent et se complètent. L'immunité innée est en quelque sorte l'étape préliminaire de l'immunité adaptative, qui intervient plus tard. ² Mais leurs caractéristiques diffèrent nettement.

L'immunité innée est présentée comme une branche nouvelle de l'immunologie, confirmée par trois lauréats du prix Nobel en 2011. ² Son histoire commence pourtant avec des organismes éloignés de l'être humain.

• Louis Pasteur a travaillé sur une maladie du ver à soie. ²
• Élie Metchnikoff est le découvreur de la phagocytose. ²
• André Paillot démontre en 1920 qu'il existe chez l'insecte une réponse humorale, sans rapport avec celle des vertébrés. ²
• Le groupe de Jules Hoffmann observe qu'insectes et mammifères réagissent de façon très semblable. Un récepteur identifié chez la drosophile existe aussi chez l'être humain, et cette découverte a mené Jules Hoffmann au prix Nobel de 2011. ²

Une écharde s'enfonce dans ton doigt : quelques heures plus tard, la zone est rouge, chaude, gonflée et douloureuse. Ce n'est pas un dysfonctionnement : c'est la réaction inflammatoire aiguë, une réponse locale de l'immunité innée, rapide et peu spécifique, qui s'installe quand des agents pathogènes ont franchi la barrière de l'organisme. ³

Voici comment elle se déroule.

1. Détection par des cellules sentinelles. Dans les tissus, des cellules déjà en place (macrophages, mastocytes, cellules dendritiques) surveillent leur environnement. Leurs récepteurs reconnaissent les motifs des pathogènes ou les signaux de dégâts. ³⁴
2. Libération de médiateurs chimiques. Les cellules alertées libèrent des messagers, dont des cytokines, qui recrutent d'autres cellules. ³
3. Dilatation des vaisseaux et plus grande perméabilité. Les capillaires proches s'élargissent, ce qui augmente le débit sanguin (rougeur, chaleur). Leur paroi devient plus perméable : du liquide passe dans les tissus (gonflement) et des médiateurs chimiques stimulent les terminaisons nerveuses (douleur).
4. Afflux de phagocytes. Des granulocytes (dont les neutrophiles) puis des monocytes, qui deviennent macrophages, quittent le sang et gagnent le foyer infectieux. ⁴ La destruction des pathogènes par les neutrophiles peut donner du pus. ⁴