SYSTÈME COMPLÉMENTAIRE: VOIE CLASSIQUE ET ALTERNATIVE, FONCTIONS, MALADIES - LA BIOLOGIE - 2025

Le système du complément est un groupe composé de plus de trente protéines plasmatiques sensibles à la chaleur, qui augmentent l'effet destructeur des microorganismes pathogènes.

Il est appelé «complément» car il a été démontré qu'il complète l'action des anticorps dans la destruction des agents pathogènes. Cependant, il est également capable de remplir ses fonctions en l'absence d'anticorps. Par conséquent, il peut être considéré comme faisant partie des composants du système immunitaire inné.

Résumé de la voie d'activation en cascade du complément. Par Perhelion, de Wikimedia Commons.

Son action dépend de l'activation en série («cascade») des protéines qui la composent, afin de garantir la rupture des pathogènes par la formation de pores dans leur membrane, le marquage (opsonisation) de leur destruction par les cellules phagocytaires et le neutralisation virale.

Le système immunitaire: immunité adaptative et immunité innée

Le système immunitaire est le système de défense de l'organisme pour se défendre contre l'attaque de micro-organismes capables de provoquer des maladies.

Il est composé d'un ensemble de cellules, d'organes et de protéines cytokines qui restent attentifs à l'arrivée d'agents pathogènes. Une fois qu'ils les détectent, ils procèdent à l'attaque contre eux afin de garantir leur élimination. Sa méthodologie serait comme le feraient les soldats d'une caserne, qui viennent à la défense chaque fois que des situations d'attaque ou d'urgence surviennent.

Comme dans tout système de défense, l'attaque qu'ils mènent nécessite des tactiques, des capacités, des compétences et la coopération de ses composants. Tout cela implique une série d'étapes stratégiques qui sont collectivement connues sous le nom de réponse immunitaire.

La réponse immunitaire se produit en deux grandes phases séparées dans le temps: la réponse immunitaire innée et la réponse immunitaire adaptative.

Réponse immunitaire innée

La réponse immunitaire innée est la première ligne de défense contre une infection causée par l'arrivée d'un organisme étranger.

Ce type de réponse initiale implique, d'une part, l'action de lignes de confinement (la peau et les muqueuses) qui agissent comme des barrières empêchant l'entrée d'agents pathogènes. De l'autre, l'action des cellules qui restent vigilantes dans les couches les plus profondes de la peau avant l'entrée d'agents pathogènes. Ces micro-organismes peuvent «s'infiltrer» à la suite d'une défaillance des premières barrières, comme un trou ou une coupure qui s'y trouve.

Les cellules qui agissent à ce niveau sont appelées phagocytes, chargés de reconnaître les microorganismes envahisseurs, de les phagocyter (les dévorer) et enfin de les détruire dans leur cytoplasme.

En dehors de cela, ces cellules sont chargées d'envoyer des signaux aux cellules qui participent à la deuxième branche de réponse afin d'éliminer efficacement tout pathogène qui parvient à surmonter la première ligne de réponse.

Enfin, les composants cellulaires et non cellulaires qui participent à ce type de réponse sont présents dès la naissance de l'organisme. Autrement dit, ils ne dépendent pas de la présence d'antigènes (agents pathogènes étrangers ou substances toxiques).

Réponse immunitaire adaptative

Ce type de réponse, qui survient après le déclenchement des mécanismes effecteurs de l'immunité innée, est réalisé par d'autres cellules appelées lymphocytes.

Les lymphocytes renforcent les mécanismes de défense de l'immunité innée, tout en faisant en sorte que le système se souvienne des organismes envahisseurs, juste au cas où ils reviendraient.

C'est-à-dire qu'en cas de seconde invasion par un organisme étranger, ce dernier le reconnaît rapidement, facilitant son élimination rapide. Ces réponses sont généralement plus rapides que les premières précisément en raison de leur mémoire immunitaire caractéristique.

Enfin, il convient de mentionner que l'immunité adaptative se développe tout au long de la vie d'un organisme. Comme il fait face à différents agents infectieux. Autrement dit, il est acquis.

Lorsque ces cellules détectent un organisme une seconde fois, elles déclenchent une lignée d'attaque cellulaire et une lignée humorale. Le second concerne la libération d'anticorps, des protéines qui neutralisent les toxines et marquent les agents pathogènes pour leur élimination.

Les anticorps, à leur tour, peuvent activer un groupe de protéines qui composent le système du complément. Ce dernier aide à détruire rapidement les germes et les cellules déjà infectées.

Système complémentaire

Le système du complément est un ensemble de protéines plasmatiques qui sont activées par la présence d'organismes pathogènes.

Bien que cette activation dépende dans de nombreux cas des anticorps (composants des réponses adaptatives), elle peut également être activée en leur absence. Pour cette raison, il est considéré comme un élément important des réponses innées.

Ce système contient plus de 30 protéines qui interagissent entre elles pour compléter l'action des anticorps et des cellules phagocytaires dans l'élimination des pathogènes.

Ces protéines ont été identifiées par la lettre "C" pour complément et sont formées en combinant 9 protéines (C1 à C9). Tous sont des protéases et sont maintenus en circulation avec vigilance et inactifs à travers le corps.

Une fois la présence d'un microorganisme étranger détectée, ils sont activés par l'action d'autres protéases, de sorte qu'ils se lancent à l'attaque en défense de l'organisme.

Or, cette activation peut être réalisée par trois voies différentes: la voie classique, l'alternative et la voie des lectines. Bien que ceux-ci diffèrent dans la façon dont l'activation se produit, ils coïncident tous dans la formation d'un complexe d'attaque sur la membrane du pathogène (MAC).

Ce complexe est formé par l'association de nombreuses protéines sur la face externe de la membrane du pathogène qui aboutit à la formation de pores ou de trous dans celle-ci.

Comment se produit l'activation du système du complément?

L'activation se produit aux sites où l'infection se produit et est causée par la présence de micro-organismes envahissants.

Pendant ce temps, toutes les protéines du complément initialement inactives sont activées dans une réaction en chaîne. Autrement dit, une fois que l'un a été activé, ce dernier active le suivant et ainsi de suite.

Les protéases actives sont générées par clivage de la protéine précurseur ou du zymogène (forme inactive). Ce dernier coupe le suivant en deux en l'activant.

Ainsi, l'activation d'un petit groupe de protéines au début de la cascade provoque une forte augmentation de l'activation des zymogènes successifs (amplification).

Cette amplification aide le complexe d'attaque membranaire du pathogène à se former rapidement. Cela favorise l'ouverture des pores qui finiront par décomposer les parasites, les bactéries et autres organismes capables de provoquer une infection.

Le complément peut être activé de trois manières indépendantes

Bien que le but ultime de l'activation du complément soit toujours la formation du complexe d'attaque de la membrane pathogène, il existe trois manières d'y parvenir. Le début de chacun d'eux dépend de l'action de différentes molécules.

Cependant, ils convergent tous vers l'activation de la C3 convertase, une protéine qui clive la protéine C3 en C3a et C3b. Ce dernier se lie à la membrane du pathogène et fracture le C5 en C5a et C5b. C5b se lie également à la membrane et recrute le reste des protéines qui s'assembleront pour donner naissance au pore (C6, C7, C8 et C9).

Manière classique

Il reçoit ce nom pour être la première façon d'être décrit. Il constitue un point de connexion entre les mécanismes des réponses innées et adaptatives car il est activé par des complexes d'anticorps qui se sont préalablement liés à la surface du pathogène.

Cela commence par la liaison de C1q (la première protéine de la cascade du complément) à la membrane du micro-organisme envahisseur. Cette union peut avoir lieu de trois manières différentes:

- Directement avec des composants protéiques et non protéiques à la surface des bactéries, comme l'acide lipotéichoïque présent dans les bactéries gram-positives.

- Protéine C-réactive, une protéine plasmatique qui se lie aux résidus de phosphocholine présents dans les polysaccharides de surface bactérienne.

- Aux complexes immuns, constitués de deux ou plusieurs anticorps des isotypes IgG ou IgM qui se sont précédemment liés au pathogène.

Voie de la lectine

L'activation par cette voie dépend de la reconnaissance d'hydrates de carbone spécifiques exposés à la surface du pathogène par des protéines appelées lectines.

Les lectines sont des protéines qui interagissent uniquement avec les glucides. Quelques exemples de ceux-ci sont: la protéine MLB qui se lie spécifiquement aux polysaccharides qui contiennent le sucre mannose présent à la surface des virus et des bactéries, et ceux qui ne reconnaissent que les résidus de N-acétylglucosamine présents dans la paroi bactérienne.

Itinéraire alternatif

Cette voie est activée directement par la liaison de la protéine C3 (qui génère C3b) déjà active à la surface du pathogène.

Il est important de savoir qu'en l'absence d'infections, C3b se produit par cette voie à des valeurs très faibles. Ces quantités limitées de C3b sont maintenues inactives par l'action d'une protéine connue sous le nom de facteur H.

Ce n'est que lorsqu'il y a infection et que C3 se lie à l'agent pathogène, l'effet régulateur du facteur H est éludé et celui-ci se lie à un deuxième facteur connu sous le nom de facteur B. Ce dernier est clivé par l'action du facteur D et les produits se lient à C3 déjà présente dans la membrane formant la C3 convertase.

De là, les étapes d'activation communes aux trois voies sont suivies.

Caractéristiques

Il permet la destruction rapide des cellules pathogènes par la formation de pores qui détruisent rapidement leur membrane.

En se liant aux protéines du complément activées, il marque les agents pathogènes à reconnaître et à ingérer par les cellules phagocytaires pour leur destruction. Ce processus est appelé opsonisation.

Les petits fragments produits par la décomposition des zymogènes agissent comme des chimioattractants qui recrutent plus de phagocytes sur le site de l'infection.

Il permet de neutraliser les virus envahisseurs. Autrement dit, il les inactive afin qu'ils soient plus tard phagocytés et éliminés.

Maladies liées

Radiographie du pied avec polyarthrite rhumatoïde, une maladie causée par des carences dans le système du complément. Par Lariob, de Wikimedia Commons.

Des carences dans la synthèse des protéines du complément ainsi que des facteurs qui produisent une activation non régulée de ces protéines peuvent conduire à de nombreuses maladies.

Les carences sont généralement causées par des erreurs génétiques qui conduisent à des événements d'activation erronés. Il en résulte un échec dans une sensibilité accrue aux infections, aux maladies rhumatismales et à l'œdème de Quincke (œdème de la peau et des muqueuses).

L'absence de régulation, comme l'absence de facteur H, peut provoquer un excès d'activation. Cela se termine par une inflammation incontrôlée, produite par la lyse de ses propres cellules.

Références

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, K Roberts, Walter P . 2002. Biologie moléculaire de la cellule, 4e édition. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Dosages de l'activité cellulaire. 1994. Cellular Immunology, pages 95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4e édition. Canada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. Le système du complément. Recherche cellulaire et tissulaire. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (éd.). 2006. Dans Kuby's Immunology Sixth Edition. pp. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Carences du complément. Diagnostics de laboratoire. Présentation du registre espagnol des carences du complément. Registre espagnol des carences du complément. 2000; 19: 41-48.