vignette|Schéma simplifié de l'homéostasie et de la réponse immunitaire au niveau de la barrière intestinale.
Le système immunitaire adaptatif comprend les lymphocytes T, qui contribuent à l'immunité à médiation cellulaire, et les lymphocytes B, qui sont responsables de l'immunité à médiation humorale. Ces deux populations cellulaires ont des propriétés et des fonctions distinctes des cellules du système immunitaire inné.
Il existe deux caractéristiques majeures propres à l'immunité adaptative : les gènes codant les récepteurs antigéniques des lymphocytes font l'objet d'une recombinaison somatique et aléatoire de l'ADN, appelée recombinaison somatique ; la nature des récepteurs antigéniques des lymphocytes n'étant pas entièrement prédéterminée génétiquement, l'immunité adaptative est également appelée immunité acquise ; l'activation d'un lymphocyte s'accompagne d'une expansion clonale (permettant d'amplifier la réponse immunitaire spécifique à l'antigène) et de la mise en place d'une réponse mémoire, ou anamnestique (sur laquelle repose le principe de la vaccination). C'est en cela que l'on parle d'immunité adaptative.
Le système immunitaire adaptatif permet de construire au cours de la vie une immunité acquise qui, avec le système immunitaire inné, constitue le phénotype immunitaire des individus.
Apparu chez les poissons cartilagineux il y a d'années, le système immunitaire adaptatif n’existe que chez les agnathes (vertébrés dépourvus de mâchoires) et les gnathostomes (vertébrés à mâchoires).
Caractéristiques du système immunitaire adaptatif vignette|200px|Image d'un lymphocyte obtenue par microscopie électronique à balayage. L'immunité adaptative est activée à la suite de la reconnaissance d'agents infectieux par le système immunitaire inné Medzhitov R, Recognition of microorganisms and activation of the immune response, Nature 449, 819-826 (18 octobre 2007). Bien que l'immunité innée permette de reconnaître des familles de pathogènes grâce à des récepteurs spécifiques dont il existe plusieurs types correspondant à plusieurs classes de pathogènes, elle ne peut pas reconnaître une espèce particulière : par exemple, elle peut reconnaître les bactéries Gram négatives, mais elle ne peut pas distinguer quelle espèce de Gram négative provoque l'infection.
L'immunité adaptative est spécifique pour une espèce donnée et a un mécanisme de mémoire. Le système immunitaire adaptatif permet d'amplifier la réponse immunitaire et confère à la fois une réponse spécifique à l'antigène, et donc particulièrement adaptée à l'agent infectieux, et une réponse mémoire permettant une élimination plus efficace du même agent infectieux si l'organisme y est de nouveau confrontéArticle paru dans le du magazine La Recherche (janvier 2002). Les cellules de l'immunité adaptative constituent ainsi un complément essentiel de la réponse immunitaire innée.
Spécificité et mémoire sont les deux caractéristiques principales du système immunitaire adaptatif.
Une autre caractéristique importante de l'immunité adaptative est la nécessité de mettre en jeu un nombre important de cellules spécifiques pour combattre un agent pathogène spécifique. Cette multiplication spécifique est l'expansion clonale. Elle nécessite plusieurs jours, ce qui explique que les effets de l’immunité adaptative n'apparaissent qu'au bout d'environ sept jours.
Production du répertoire immunitaire Qu'est-ce que le répertoire immunitaire ? Au début du , les biologistes pensaient que, au vu du nombre très important de pathogènes possibles, il n'était pas possible pour l'organisme de produire, à l'avance, des récepteurs pour tous les antigènes pathogènes. Les biologistes pensaient que la pénétration d'un microbe entraînait une production par l'organisme de récepteurs capables de reconnaître le microbe, puis que dans un second temps ces récepteurs nouvellement synthétisés signalaient la présence d'un microbe aux lymphocytes qui produisaient enfin des anticorps. Cette théorie était nommée la théorie interventionniste. Cette théorie est fausse.
L'organisme produit à l'avance des récepteurs pour tous les microbes présents et à venir. Si cette production dépendait du génome présent dans les lymphocytes, la taille du génome lymphocytaire contenant moins de serait insuffisante. Il faudrait des millions de gènes pour stocker autant d'information.
L'organisme peut fabriquer des milliards de récepteurs grâce à un mécanisme nommé la recombinaison somatique qui se produit dans l'ADN des lymphocytes B et T se trouvant dans les ganglions. La production des récepteurs des lymphocytes B et T s’accompagne de modifications de l'ADN de ces lymphocytes.
Le répertoire immunitaire est l'ensemble formé par les lymphocytes B et T ayant un récepteur membranaire spécifique pour un pathogène. Seule une partie du répertoire des lymphocytes peut reconnaître un antigène donné, par conséquent seule une partie du répertoire des lymphocytes est activée par un antigène donné dans un contexte infectieux.
Immunoglobulines Les immunoglobulines sont des structures protéiques dont il existe deux formes : les immunoglobulines membranaires au niveau des lymphocytes B naïfs qui vont recevoir l’antigène du pathogène et les immunoglobulines solubles qui sont sécrétées dans le plasma par les plasmocytes (cellules dérivant des lymphocytes B). Les immunoglobulines solubles sont nommées anticorps et vont se fixer sur le pathogène.
L'immunoglobuline est formée de deux chaînes protéiques : la chaîne lourde et la chaîne légère. vignette|Immunoglobuline membranaire. Il existe cinq classes, parfois nommées isotypes, d'immunoglobulines désignées par une lettre de l'alphabet (cette lettre de l’alphabet est en fait la première lettre du nom de la lettre grecque donnée par les biologistes à chaque chaîne lourde) : immunoglobuline A, immunoglobuline D, immunoglobuline E, immunoglobuline G, immunoglobuline M.
Les immunoglobulines membranaires se fixent au niveau des lymphocytes B naïfs par une petite zone : la zone d'ancrage membranaire (B Cell Receptor). La portion verticale d'une immunoglobuline, constituée uniquement de chaîne lourde, est nommée domaine Fc. Le domaine Fc détermine la fonction de l'immunoglobuline : c'est par exemple sur cette partie que se fixent les protéines du système de complément et les cellules ayant une action phagocytaire comme les récepteurs Fc d'un macrophage (Fc Receptor). C'est sur l’extrémité des portions variables que sont reconnus les antigènes du pathogène.
L’immunoglobuline se divise en deux régions : la région constante (en violet sur le schéma) identique pour toutes les immunoglobulines de la même classe et une région variable (en vert sur le schéma). La synthèse (formation) de la partie variable est un processus complexe car elle comporte une région hypervariable (à l’extrémité de la région variable) nommée CDR (Complementary Determining Regions) où se fixe l’antigène.
Antigène Un antigène est toute molécule reconnue par les lymphocytes B ou T par l'intermédiaire des immunoglobulines sécrétoires et/ou membranaires. Les parties de l'antigène qui sont reconnues par un anticorps sont appelées épitopes et la partie de l'anticorps reconnaissant l'épitope est appelée paratope. La plupart des antigènes comportent plusieurs épitopes.
La plupart des molécules, protéines, glycoprotéines, polysaccharides, lipoprotéine, lipopolysacharide, acides nucléique peuvent être des antigènes. C'est même le cas pour des substances chimiques comme les métaux lourds ou les narcotiques.
Différents types d'antigène Les auto antigènes sont des antigènes qui font partie de son propre corps : ce sont les antigènes du soi.
Les antigènes qui n'appartiennent pas à son propre corps sont les antigènes du non soi dont il existe deux catégories : ceux appartenant à une espèce différente, les exogènes (antigène venant de l'extérieur) ; ceux appartenant à la même espèce, les allogènes. Les allogènes déclenchent le rejet du greffon dans les transplantations d'organe ou sont responsables des réactions lors de la transfusion d'un groupe sanguin n'appartenant pas au même groupe que le receveur.
Immunogénicité L'immunogénicité est la capacité d'un antigène à produire une réponse par le système adaptatif. Certains antigènes ne produisent pas de réponse immunitaire. On nomme haptène un antigène de faible masse moléculaire qui a besoin d'un porteur pour provoquer une réponse immunitaire du système adaptatif.
Partie variable de limmunoglobuline Pour que la réponse immunitaire adaptative reconnaisse, élimine, et se « rappelle » les multiples antigènes exprimés par les multiples agents infectieux rencontrés au cours de l'existence, le système immunitaire doit pouvoir reconnaître un très grand nombre d'antigènes différents. Un être humain est à priori capable de produire près de mille milliards d'anticorps différents.
La multitude des récepteurs antigéniques est produite par un processus appelé sélection clonale. Selon la théorie de la sélection clonale, à la naissance, un animal génère de façon aléatoire une immense diversité de lymphocytes dont chacun exprime un récepteur antigénique unique à partir d'un nombre limité de gènes. Afin de générer des récepteurs antigéniques uniques, ces gènes sont soumis au processus de recombinaison somatique, durant lequel chaque segment de gène se recombine avec l'autre pour former un gène unique. Le produit de ce gène donne ainsi un récepteur antigénique ou un anticorps unique pour chaque lymphocyte, avant même que l'organisme soit confronté à un agent infectieux, et prépare l'organisme à reconnaître un nombre quasiment illimité d'antigènes différents. alt=|gauche|vignette|Formes sécrétantes des immunoglobulines.
Différentes classes Il existe cinq classes ou isotypes d'immunoglobulines. Cette classification dépend de la zone constante de l'immunoglobuline (violet).
L'immunoglobuline D n’existe que sous forme membranaire. Il n’existe pas d'immunoglobulines D solubles (dans le sang).
L'immunoglobuline M présente une forme sécrétée différente de la forme membranaire. L'immunoglobuline M soluble est formée de cinq immunoglobulines M, ou pentamères. Chaque pentamère a donc dix sites de reconnaissance antigénique, ce qui rend cette immunoglobuline particulièrement efficace pour la reconnaissance des antigènes pathogènes.
Les immunoglobulines D et les immunoglobulines M sont les immunoglobulines retrouvées à la surface des lymphocytes B naïfs.
L'immunoglobuline A dans sa forme soluble est un dimère. La liaison reliant les deux immunoglobulines se nomme la chaîne J. C'est l'anticorps le plus présent dans les muqueuses respiratoires, digestives et génitales.
Les immunoglobulines E et G sont sécrétées sous forme de monomères.
Avidité des anticorps L'avidité des anticorps est une notion très importante. L’avidité est la capacité (force de liaison) d'un anticorps à se fixer sur un antigène.
L’avidité de l'anticorps dépend de deux facteurs :
l'affinité de l'anticorps qui est la probabilité (pourcentage) de l'anticorps de se fixer sur un antigène. Cette probabilité de se fixer dépend de la région hypervariable (à l’extrémité de la région variable) nommée CDR ; le nombre de sites antigéniques que porte l'anticorps. Le nombre de sites antigéniques est nommé valence en immunologie. Les immunoglobulines D, E, G ont deux sites antigéniques, l'immunoglobuline A a quatre sites antigéniques et l'immunoglobuline M en a dix.