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Fonction

Structure et fonction de base des immunoglobulines

Les anticorps ou immunoglobulines possèdent deux chaînes légères et deux chaînes lourdes selon un agencement de structure léger-lourd-lourd-léger. Les chaînes lourdes diffèrent selon les classes. Elles possèdent une région Fc qui assure les fonctions biologiques (par exemple, la capacité de liaison aux récepteurs cellulaires) et une région Fab, où se trouvent les sites de liaison à l’antigène. Les chaînes sont repliées en régions appelées domaines. Il y a 4 ou 5 domaines dans la chaîne lourde, selon leur classe, et deux domaines dans la chaîne légère. Les sites de liaison aux antigènes se trouvent dans les régions hypervariables (HRR). Il y a trois HRR dans les domaines V de chaque chaîne légère et lourde. Celles-ci se replient dans des régions qui produisent 2 sites de liaison à l’antigène à l’extrémité de chaque monomère. Tous les anticorps présentent une ou plusieurs fonctions (bifonctionnelles), notamment l’activation du système du complément, l’opsonisation des microbes pour qu’ils soient facilement phagocytés, la prévention de la fixation des microbes aux surfaces muqueuses et la neutralisation des toxines et des virus.

Immunoglobuline M

L’IgM a un poids moléculaire de 970 Kd et une concentration sérique moyenne de 1,5 mg/ml. Elle est principalement produite dans la réponse immunitaire primaire aux agents infectieux ou aux antigènes. Il s’agit d’un pentamère qui active la voie classique du système du complément. L’IgM est considérée comme une agglutinine puissante (par exemple, isoagglutinine anti-A et anti-B présente dans le sang de type B et de type A respectivement) et un monomère de l’IgM est utilisé comme récepteur des cellules B (BCR).

Immunoglobuline G

L’IgG est un monomère avec un poids moléculaire approximatif de 146 Kd et une concentration sérique de 9,0 mg/ml. L’IgG est dite divalente, c’est-à-dire qu’elle possède deux sites identiques de liaison à l’antigène qui comprennent 2 chaînes L et 2 chaînes H reliées par des liaisons disulfures. Les IgG sont principalement synthétisées lors de la réponse immunitaire secondaire aux agents pathogènes. Les IgG peuvent activer la voie classique du système du complément, et elles sont également très protectrices. Les quatre sous-classes d’IgG sont les IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4. Les IgG1 représentent environ 65 % de l’ensemble des IgG. L’IgG2 constitue une défense importante de l’hôte contre les bactéries encapsulées. L’IgG est la seule immunoglobuline qui traverse le placenta car sa partie Fc se lie aux récepteurs présents à la surface du placenta, protégeant ainsi le nouveau-né des maladies infectieuses. L’IgG est donc l’anticorps le plus abondant présent chez les nouveau-nés.

Immunoglobuline A

L’IgA apparaît sous 2 structures moléculaires différentes : structure monomérique (sérique) et dimérique (sécrétoire). L’IgA sérique a un poids moléculaire de 160 Kd et une concentration sérique de 3 mg/mL. L’IgA sécrétoire (sIgA) a un poids moléculaire de 385 Kd et une concentration sérique moyenne de 0,05 mg/mL. Étant le principal anticorps des sécrétions, l’IgA est présente dans la salive, les larmes, le colostrum et les sécrétions intestinales, du tractus génital et des voies respiratoires.

Elle apparaît dans les muqueuses sous forme de dimère (avec la chaîne J lorsqu’elle est sécrétée) et protège les surfaces épithéliales du système respiratoire, digestif et génito-urinaire. L’IgA possède une composante sécrétoire qui empêche sa digestion enzymatique. Elle active la voie alternative d’activation du système du complément.

Immunoglobuline E

L’IgE est un monomère. Elle a un poids moléculaire de 188 Kd et une concentration sérique de 0,00005 mg/mL. Elle protège contre les parasites et se lie également à des récepteurs de haute affinité sur les mastocytes et les basophiles, provoquant des réactions allergiques. L’IgE est considérée comme la défense la plus importante de l’hôte contre différentes infections parasitaires qui incluent Strongyloides stercoralis, Trichinella spiralis, Ascaris lumbricoides, et les ankylostomes Necator americanus et Ancylostoma duodenale.

Immunoglobuline D

L’IgD est un monomère avec un poids moléculaire de 184 Kd. L’IgD est présente en maigre quantité dans le sérum (0,03 mg/mL) et a une fonction inconnue contre les agents pathogènes. Elle est considérée comme un BCR. L’IgD pourrait jouer un rôle essentiel dans la différenciation lymphocytaire déclenchée par les antigènes.

Récepteurs des immunoglobulines

Pour que les immunoglobulines remplissent diverses fonctions biologiques, elles doivent interagir avec des récepteurs qui sont principalement exprimés sur les cellules mononucléaires, les mastocytes, les neutrophiles, les cellules tueuses naturelles et les éosinophiles. Là encore, la liaison à ces récepteurs est essentielle aux fonctions des immunoglobulines. Elle favorise plusieurs activités, notamment la phagocytose des bactéries (opsonisation), la dégranulation des mastocytes (comme on le voit dans l’hypersensibilité de type I ou la réponse allergique), la destruction des tumeurs et l’activation des cellules présentatrices d’antigènes, notamment les macrophages et les cellules dendritiques, qui présentent les antigènes aux lymphocytes T pour la génération de réponses immunitaires cellulaires et humorales.

Les récepteurs d’immunoglobulines suivants :

1. Fc gamma RI (CD64) se lie aux IgG monomériques est exprimé sur les phagocytes et est impliqué dans la phagocytose des complexes immuns.
2. Fc gamma RII (CD32) se fixe sur les cellules B, les monocytes/macrophages (phagocytes) et les granulocytes. Sur les cellules B, il régule l’activation cellulaire en présence d’un titre élevé d’anticorps.
3. Le Fc gamma RIII (CD16) possède 2 types. Le Fc gamma RIIIa est exprimé sur les macrophages, les cellules NK, et certains lymphocytes T. Le Fc gamma RIIIb est exprimé sur les granulocytes et a une faible affinité pour les IgG.
4. Le Fc epsilon RI est un récepteur de haute affinité pour les IgE qui est montré sur les mastocytes et les basophiles. Il implique une réponse allergique.
5. Fc epsilon RII est exprimé sur les leucocytes et les lymphocytes et présente une homologie avec la lectine liant le mannose.

Génétique des immunoglobulines

Le système immunitaire peut répondre à de nombreux antigènes en générant une grande diversité d’immunoglobulines produites par les plasmocytes. Les segments de gènes V et J codent pour les chaînes légères des immunoglobulines. Les gènes ci-dessus, en plus des segments du gène D, codent pour les chaînes lourdes. Les mécanismes qui contribuent à cette grande diversité de spécificités des immunoglobulines comprennent la mutation somatique (les gènes des chaînes lourdes et légères des immunoglobulines subissent des modifications structurelles après stimulation par un antigène) et la présence de multiples gènes de la région V dans la lignée germinale (la diversité des anticorps apparaît également lorsque de nombreux gènes V se recombinent avec les segments J et D). La conversion des gènes, les imprécisions de la recombinaison, l’addition de nucléotides et les chaînes lourdes et légères assorties contribuent également à la diversité des molécules d’immunoglobuline.