LYMPHOCYTES T: STRUCTURE, FONCTIONS, TYPES, MATURATION - LA BIOLOGIE - 2025

Les lymphocytes T ou cellules T sont des cellules du système immunitaire actives dans la réponse du système immunitaire cellulaire et contribuant à l'activation des cellules productrices d'anticorps dans le système de réponse immunitaire humorale.

Celles-ci, comme les cellules B et les cellules tueuses naturelles (NK), sont des cellules sanguines (leucocytes) qui proviennent de la moelle osseuse et constituent avec les cellules B entre 20 et 40% du total des leucocytes dans le sang.

Schéma représentatif du processus hématopoïétique chez l'homme qui donne naissance à la lignée lymphoïde (Source: Jmarchn via Wikimedia Commons)

Son nom dérive de l'endroit où ils mûrissent avant d'exercer leurs fonctions (le thymus) et le terme a été inventé par Roitt en 1969.

Il existe différents types de lymphocytes T et ceux-ci diffèrent les uns des autres à la fois par l'expression de certains marqueurs de surface et par la fonction qu'ils exercent. Ainsi, deux groupes principaux ont été décrits, appelés lymphocytes T "auxiliaires" et lymphocytes T "cytotoxiques".

Les lymphocytes T auxiliaires participent à l'activation des lymphocytes B sécrétant des anticorps, tandis que les lymphocytes T cytotoxiques interviennent directement dans l'élimination des cellules infectées par des virus, des parasites et d'autres microorganismes intracellulaires.

Ces cellules sont extrêmement importantes, car elles remplissent des fonctions fondamentales dans divers aspects immunologiques et sont essentielles pour le système de défense adaptatif.

Structure

Les lymphocytes T sont de petites cellules, d'une taille comparable à celle d'une bactérie moyenne: entre 8 et 10 microns de diamètre. Ils ont une forme sphérique caractéristique et leur cytosol est occupé principalement par un gros noyau entouré de quelques organites.

Tous les lymphocytes proviennent de précurseurs d'organes lymphoïdes «primaires» ou «génératifs». Dans le cas des lymphocytes T, ceux-ci sont produits dans la moelle osseuse puis migrent vers le thymus pour maturation (le thymus est un organe glandulaire situé derrière l'os thoracique).

Une fois mûrs, ils sont libérés dans la circulation sanguine, mais remplissent leurs fonctions dans d'autres endroits appelés «organes lymphoïdes secondaires».

Les lymphocytes T, comme c'est le cas pour les lymphocytes B, sont des cellules sanguines capables de produire des anticorps contre des antigènes spécifiques, à la différence qu'ils ne peuvent pas les libérer dans la circulation.

Les anticorps exprimés par les cellules T sont des protéines liées à la membrane plasmique, avec des sites de reconnaissance d'antigène "tournés" vers l'environnement extracellulaire. Ces anticorps sont connus sous le nom de «récepteurs d'antigène des cellules T» ou TCR (T Cell Receptor).

Les TCR sont des hétérodimères transmembranaires composés de deux chaînes polypeptidiques liées entre elles par des ponts disulfure. Chaque cellule T présente un TCR avec une spécificité unique.

Caractéristiques

Les lymphocytes T jouent un rôle fondamental dans le développement du système de réponse immunitaire adaptatif ou spécifique. Ce sont des cellules multifonctionnelles, car elles servent à des fins différentes dans la «bataille» contre les antigènes envahissants et potentiellement pathogènes.

Certaines cellules T aident à la production d'anticorps médiés par les lymphocytes B; d'autres sont capables d'interagir avec les cellules sanguines de la lignée myéloïde pour les aider à détruire plus efficacement les agents pathogènes, tandis que d'autres agissent directement en tuant les cellules infectées par le virus ou les cellules tumorales.

Une autre de leurs fonctions est celle de cellules régulatrices en conférant une «tolérance» immunologique aux organismes où elles agissent ou en établissant des «limites» à l'amplitude des réponses déclenchées.

Les types

Les différents types de lymphocytes se distinguent les uns des autres par l'expression de récepteurs membranaires spécifiques qui sont reconnus expérimentalement par des anticorps monoclonaux artificiels.

Ces récepteurs reconnus par les anticorps mentionnés appartiennent à ce que l'on appelle un «groupe de différenciation» ou CD (Cluster of Differentiation).

La désignation CD fait référence à un phénotype cellulaire et, bien qu'elle ne soit pas nécessairement spécifique d'un type cellulaire ou d'une lignée cellulaire entière, elle a été utile pour la caractérisation des lymphocytes.

Sur le plan fonctionnel, certains auteurs considèrent que les lymphocytes T peuvent être classés comme lymphocytes T auxiliaires et lymphocytes T cytotoxiques ou cytolytiques. Les deux types de cellules expriment des récepteurs des lymphocytes T similaires (TCR), mais diffèrent dans l'expression des protéines CD.

D'autres auteurs, cependant, introduisent une catégorie supplémentaire définie comme «lymphocytes T mémoire» ou «lymphocytes T mémoire».

Lymphocytes T auxiliaires ou "

Les cellules T auxiliaires n'ont pas pour fonction principale d '«attaquer» ou de «reconnaître» directement une molécule antigénique, mais sont plutôt spécialisées dans la sécrétion de cytokines, qui favorisent ou améliorent les fonctions d'autres cellules telles que les lymphocytes B.

Ces cellules expriment à leur surface des protéines du groupe CD4, qui fonctionnent comme corécepteurs pour les protéines du complexe majeur d'histocompatibilité de classe II. En d'autres termes, ces protéines reconnaissent les antigènes présentés dans le cadre du CMH de classe II.

Dans la littérature, des noms peuvent être obtenus pour différents types de lymphocytes T auxiliaires, qui se distinguent les uns des autres par la sécrétion de différents types de cytokines et la réponse à certaines interleukines.

Ainsi, les cellules T auxiliaires de type 1 (TH1) qui sécrètent la cytokine IFN-y (utile pour l'activation des macrophages et l'élimination des pathogènes) ont été définies; les cellules T auxiliaires de type 2 (TH2) qui sécrètent de grandes quantités d'IL-4, d'IL-5 et d'IL-13 (ces TH2 favorisent la production d'anticorps).

Il existe également d'autres lymphocytes auxiliaires appelés "lymphocytes T auxiliaires folliculaires" (THF) qui, comme leur nom l'indique, sont présents dans les follicules lymphoïdes et aident à l'activation des cellules B et à la stimulation de la production d'anticorps.

Ces THF sécrètent également une grande variété de cytokines différentes, participant, dans le même temps, à la stimulation de la production d'anticorps associés à la réponse immunitaire médiée par les cellules TH1 et TH2.

Des cellules T auxiliaires de type 9, type 17 et type 22 ont également été décrites, qui contrôlent des aspects très spécifiques de certaines réponses immunitaires.

Lymphocytes T régulateurs (Tregs)

Il existe également un autre ensemble de cellules T qui expriment des récepteurs CD4 qui sont connus sous le nom de lymphocytes T CD4 régulateurs ou «Treg». Ces lymphocytes produisent un facteur de transcription appelé FoxP3 et expriment à leur surface un autre marqueur CD appelé CD25.

Fonctions de régulation des cellules T (Source: Gwilz via Wikimedia Commons)

Ses mécanismes de régulation consistent en des contacts intercellulaires, l'expression de molécules de surface, une réponse accrue aux facteurs de croissance et une production modifiée de cytokines régulatrices telles que TGF-β1 et IL-10.

Lymphocytes T cytotoxiques ou cytolytiques

Les cellules T cytotoxiques, quant à elles, sont chargées d'attaquer et de détruire les cellules invasives ou étrangères, grâce à leur capacité à s'y lier et à libérer des granules spéciaux chargés de différents types de protéines cytotoxiques.

Les perforines et granzymes contenues dans les granules cytotoxiques des lymphocytes T cytolytiques ont la capacité d'ouvrir les pores de la membrane plasmique et de dégrader les protéines, respectivement, entraînant la lyse des cellules qu'elles attaquent.

Multiplication et action des lymphocytes T cytotoxiques et de leurs lymphocytes T mémoire respectifs (Source: OpenStax College via Wikimedia Commons)

Ce type de lymphocyte T est notamment responsable de la dégradation des cellules qui ont été infectées par des virus, des bactéries ou des parasites intracellulaires, ainsi que des cellules cancéreuses ou tumorales.

Les lymphocytes T cytotoxiques sont reconnus par l'expression membranaire de protéines de type CD8, qui sont des protéines capables de reconnaître et de se lier aux antigènes qui leur sont présentés dans le contexte d'autres protéines membranaires: celles du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I.

Lymphocytes T mémoire

Comme déjà mentionné, les lymphocytes T «naïfs», «innocents» ou «naïfs» se différencient une fois qu'ils entrent en contact avec un antigène. Cette différenciation donne non seulement naissance aux cellules T CD4 et CD8, mais également à une autre classe de cellules T appelées cellules mémoire.

Ces cellules, comme c'est le cas pour les lymphocytes B mémoire, ont une durée de vie beaucoup plus longue et leurs populations cellulaires se dilatent et se différencient en cellules T effectrices, telles que CD4 et CD8, lorsqu'elles entrent à nouveau en contact avec elles. antigène.

Les cellules mémoire peuvent avoir des marqueurs CD4 ou CD8 et leur fonction principale est de fournir une «mémoire moléculaire» au système immunitaire contre les agents pathogènes «connus».

Maturation

Les lymphocytes T sont rigoureusement sélectionnés et mûrissent dans le thymus. Au cours du processus de maturation, ces cellules acquièrent la capacité d'exprimer une protéine de récepteur d'antigène sur leur membrane: le récepteur de cellule T.

Les cellules hématopoïétiques précurseurs des lymphocytes T migrent vers le thymus à des stades très précoces de développement et la maturation consiste, essentiellement, dans le réarrangement des gènes codant pour les récepteurs TCR et autres marqueurs membranaires.

Les précurseurs des cellules T, lorsqu'ils atteignent le thymus, sont appelés «thymocytes», qui sont ceux qui se multiplient et se différencient en différentes sous-populations de cellules T matures.

Dans le thymus, il y a à la fois une sélection positive de cellules qui reconnaissent les antigènes étrangers et une sélection négative, qui élimine les cellules qui reconnaissent les auto-molécules.

La maturation se produit initialement dans le cortex externe du thymus, où les cellules prolifèrent à un taux très faible.

Activation

Les lymphocytes T, sans être en contact avec un antigène, restent en phase G0 du cycle cellulaire, dans une sorte de sénescence.

Le terme activation fait référence à tous les événements qui se produisent lors de "l'engagement" de récepteurs antigéniques dans la membrane de ces cellules, ce qui mérite la participation de cellules auxiliaires, qui dans certains textes sont définies comme des cellules présentatrices d'antigène ou APC. (extrait de l'anglais Antigen Presenting Cells).

Les APC contiennent à leur surface des molécules membranaires qui «montrent» des antigènes aux cellules T. On les appelle «molécules complexes d'histocompatibilité majeure» ou MHC (Major Histocompatibility Complex).

Processus d'activation d'un lymphocyte T. Récepteurs antigéniques et antigènes présentés dans le contexte des protéines du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe II (Source: Cecilia Tejero García via Wikimedia Commons)

Au cours du processus d'activation, les lymphocytes augmentent de taille et passent de la forme sphérique d'origine à une forme similaire à un miroir à main, et pendant cette phase, les lymphocytes sont appelés lymphoblastes.

Les lymphoblastes, contrairement aux lymphocytes inactifs, ont la capacité de proliférer de manière mitotique, générant d'autres cellules capables de se différencier.

Activation des cellules T auxiliaires

Les lymphocytes TH ne peuvent être activés que lorsque les cellules APC leur «présentent» un antigène étranger à l'aide de molécules du CMH de classe II. La première étape de cette voie d'activation consiste en la reconnaissance de l'antigène présenté par le récepteur TCR.

Par la suite, la cellule auxiliaire CD4 interagit avec une région de la molécule MHC II, de sorte qu'un complexe se forme entre la protéine TCR, l'antigène et la molécule MHC II, ce qui assure la reconnaissance à la fois de l'antigène et des molécules présentées par l'APC.

La cellule T et la cellule présentatrice d'antigène sécrètent alors des cytokines régulatrices qui aident à activer la cellule T auxiliaire CD4 qui est activée. Une fois activé, ce lymphocyte se multiplie et produit de nouveaux lymphocytes T CD4 «naïfs» qui se différencient en d'autres types de lymphocytes mémoire ou effecteurs.

Activation des cellules T cytotoxiques

La séquence des étapes qui a lieu lors de l'activation des lymphocytes CD8 est très similaire à celle des cellules T auxiliaires. Cependant, les molécules du CMH impliquées appartiennent à la classe I.

Une fois les antigènes et les récepteurs reconnus, les cellules APC impliquées dans ce processus et les lymphocytes T cytotoxiques activateurs sécrètent des cytokines qui activent la prolifération clonale et la différenciation des lymphocytes.

Comme avec les cellules T CD4, les cellules T CD8 peuvent se différencier en cellules effectrices ou en cellules mémoire, auquel cas elles agissent respectivement comme des cellules de mémoire cytotoxiques ou moléculaires.

L'activation des lymphocytes T CD8 est obtenue grâce à la participation d'autres cellules T auxiliaires, en particulier les cellules de type 1.

Transduction du signal

L'activation des lymphocytes implique la transduction de signaux de l'environnement extracellulaire vers l'espace cytosolique et le noyau. Ces signaux sont perçus par les récepteurs antigéniques présents sur la membrane plasmique et traduits par des voies de signalisation internes.

Le but ultime de la réception de ces signaux est d'activer la transcription de gènes spécifiques, qui codent pour des protéines de surface spécifiques.

Il est important de mentionner que les lymphocytes qui sont activés et ne se différencient pas (matures) sont éliminés de l'organisme par apoptose ou mort cellulaire programmée.

Références

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