L'immunité innée

Une écharde dans le doigt : en quelques heures, la zone rougit, gonfle, chauffe et fait mal. Cette réaction inflammatoire, si banale qu'on ne la remarque plus, est la première ligne de défense de l'organisme, commune à tous les animaux et présente dès la naissance. Ce chapitre décrit l'immunité innée : ses cellules, ses molécules, son mode de reconnaissance, la réaction inflammatoire qu'elle déclenche, et la façon dont les médicaments peuvent la moduler.

1. Une immunité présente chez tous les animaux

1.1 Le système immunitaire

Le système immunitaire est l'ensemble des organes, cellules et molécules qui coopèrent pour protéger l'organisme des agents infectieux (bactéries, virus, champignons, parasites), des cellules cancéreuses et des dommages tissulaires. Il comprend des dispositifs de surveillance permanente (cellules qui patrouillent dans tout le corps) et des mécanismes de réaction déclenchés par la perception d'un élément étranger ou d'une cellule anormale.

Chez les vertébrés, il fonctionne à deux étages :

1.2 Génétiquement déterminée, sans apprentissage

L'immunité innée existe chez tous les animaux, de l'éponge à l'humain. Elle est génétiquement déterminée : ses cellules et ses molécules sont codées par des gènes hérités, présents dès la naissance, et elle opère sans apprentissage préalable : elle réagit de la même façon à la première rencontre avec un microbe qu'à la centième. Ses mécanismes sont très conservés au cours de l'évolution : les récepteurs de reconnaissance de la drosophile et de l'humain se ressemblent.

1.3 Reconnaître les intrus : des récepteurs de surface

Comment des cellules sans « connaissance » des microbes peuvent-elles les repérer ? Grâce à des récepteurs de surface qui reconnaissent des motifs moléculaires étrangers partagés par de nombreux intrus : composants de la paroi des bactéries, ARN double brin des virus, sucres des champignons, absents des cellules humaines. Une dizaine de types de récepteurs suffit ainsi à détecter des milliers de microbes différents. D'autres récepteurs détectent des signaux de danger émis par les cellules abîmées.

2. Les acteurs de l'immunité innée

2.1 Les cellules

Une dizaine de types cellulaires, tous des leucocytes (globules blancs) issus de la moelle osseuse, circulent dans le sang et résident dans les tissus :

2.2 Les molécules

Une centaine de molécules circulantes assurent la communication et l'action :

• les interleukines (cytokines) : messagers chimiques sécrétés par les cellules immunitaires pour communiquer entre elles : recruter, activer, coordonner ;
• les médiateurs chimiques de l'inflammation : histamine, prostaglandines, qui agissent sur les vaisseaux et les nerfs ;
• des molécules antimicrobiennes (protéines du complément qui perforent les bactéries, enzymes).

2.3 Les organes lymphoïdes

Les cellules immunitaires naissent dans la moelle osseuse et mûrissent dans les organes lymphoïdes : le thymus (pour les lymphocytes T), la rate, les ganglions lymphatiques répartis le long des vaisseaux lymphatiques, où se rencontrent les cellules de l'immunité innée venues des tissus et les lymphocytes de l'immunité adaptative.

3. La réaction inflammatoire aiguë

3.1 Des symptômes stéréotypés

Quelle que soit la cause (blessure, infection, brûlure), la réaction inflammatoire aiguë présente quatre symptômes stéréotypés, décrits depuis l'Antiquité : rougeur, chaleur, gonflement (œdème), douleur. Ils traduisent l'accumulation de molécules et de cellules immunitaires au lieu de l'infection ou de la lésion.

3.2 Le déroulement

1. Détection : les macrophages résidents et les mastocytes reconnaissent, par leurs récepteurs, les motifs des microbes ou les signaux des cellules lésées.
2. Libération de médiateurs : histamine, prostaglandines, interleukines.
3. Effets sur les vaisseaux : vasodilatation (plus de sang : rougeur, chaleur) et augmentation de la perméabilité des capillaires (fuite de plasma : gonflement) ; les terminaisons nerveuses stimulées par les médiateurs et la pression provoquent la douleur.
4. Recrutement : les granulocytes puis les monocytes (futurs macrophages) quittent les vaisseaux (diapédèse) attirés par les interleukines et migrent vers le foyer.
5. Phagocytose : les phagocytes englobent les microbes et les débris et les digèrent.
6. Résolution : nettoyage, réparation du tissu ; ou, si l'agent persiste, transition vers l'immunité adaptative.

Une coupe histologique avant l'inflammation montre un tissu aux capillaires fins et peu de leucocytes ; pendant l'inflammation, des capillaires dilatés, un œdème et un afflux massif de granulocytes et de macrophages.

3.3 La phagocytose

La phagocytose est le mécanisme central de destruction : le phagocyte (macrophage, granulocyte) adhère au microbe reconnu par ses récepteurs, l'englobe par des prolongements de sa membrane dans une vésicule (le phagosome), fusionne celle-ci avec des lysosomes riches en enzymes et en substances oxydantes qui digèrent l'intrus, puis rejette les débris. Un macrophage peut phagocyter des dizaines de bactéries ; on l'observe au microscope en mettant des macrophages en présence de levures ou de billes colorées.

3.4 Une première ligne qui prépare la suite

L'immunité innée est très rapidement mise en œuvre (minutes à heures) et présente en tout point de l'organisme : c'est la première ligne de défense, qui intervient dans des situations variées (atteinte des tissus, infection, cancérisation). Elle agit d'abord seule et suffit le plus souvent à éliminer l'intrus. Elle se prolonge pendant toute la réaction immunitaire et prépare le déclenchement de l'immunité adaptative : les cellules dendritiques qui ont phagocyté des microbes migrent vers les ganglions et présentent leurs fragments (antigènes) aux lymphocytes ; les interleukines de l'inflammation activent ces lymphocytes. Sans inflammation, pas de réponse adaptative efficace, ce qui explique le rôle des adjuvants des vaccins (voir le chapitre sur la vaccination).

4. Moduler l'inflammation : les médicaments

L'inflammation est utile mais parfois excessive ou douloureuse. Des médicaments agissent sur ses médiateurs :

Expérience type : on mesure le gonflement d'une patte de rat après injection d'un produit irritant, avec ou sans ibuprofène : le gonflement est réduit de moitié avec l'anti-inflammatoire ; les prostaglandines dosées dans le tissu chutent en parallèle.

5. Exemple résolu pas à pas

Énoncé. Un élève se plante une écharde sale dans le doigt. Six heures plus tard : doigt rouge, chaud, gonflé, douloureux. Une goutte de pus apparaît le lendemain. Une prise de sang montre une hausse des granulocytes ; le médecin conseille du paracétamol et de retirer l'écharde. a) Nommer la réaction et expliquer chacun des quatre symptômes. b) Quelles cellules ont détecté les bactéries, et grâce à quoi ? c) D'où vient le pus ? Pourquoi les granulocytes sanguins augmentent-ils ? d) Pourquoi conseiller du paracétamol plutôt que de la cortisone ?

Résolution.

a) Réaction inflammatoire aiguë. Les macrophages et mastocytes libèrent histamine et prostaglandines : vasodilatation (rougeur, chaleur), perméabilité accrue et fuite de plasma (gonflement), stimulation des nerfs par les médiateurs et la pression (douleur).

b) Les macrophages résidents du tissu, grâce à leurs récepteurs de surface qui reconnaissent des motifs moléculaires communs aux bactéries (composants de leur paroi), sans apprentissage.

c) Le pus est fait de granulocytes morts, de bactéries phagocytées et de débris. Les interleukines libérées au foyer stimulent la moelle osseuse, qui produit et libère plus de granulocytes dans le sang pour les recruter au site.

d) Le paracétamol soulage la douleur sans bloquer l'inflammation, qui reste nécessaire pour éliminer les bactéries ; la cortisone affaiblirait la défense et aggraverait l'infection. Retirer l'écharde supprime la source.

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🎯 Rédiger. Relier chaque symptôme à un médiateur et à un effet vasculaire ; nommer les cellules (macrophage, granulocyte, cellule dendritique) et leur rôle ; distinguer anti-inflammatoire (agit sur les médiateurs) et antalgique (agit sur la douleur).

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📌 À retenir

1. Le système immunitaire (organes lymphoïdes, cellules, molécules) protège contre agents infectieux, cellules cancéreuses et lésions ; deux étages : innée (tous les animaux, immédiate, sans apprentissage, génétiquement déterminée) et adaptative (vertébrés).
2. Reconnaissance par des récepteurs de surface de motifs étrangers partagés par de nombreux intrus ; une dizaine de types cellulaires (macrophages, granulocytes, cellules dendritiques, mastocytes) et une centaine de molécules (interleukines pour communiquer, médiateurs de l'inflammation).
3. Réaction inflammatoire aiguë : rougeur, chaleur, gonflement, douleur, dus à la vasodilatation et à la perméabilité vasculaire provoquées par les médiateurs ; recrutement des phagocytes ; phagocytose (adhésion, englobement, digestion, rejet).
4. Première ligne, rapide et générale, qui agit seule puis se prolonge et prépare l'immunité adaptative (présentation de l'antigène par les cellules dendritiques).
5. Anti-inflammatoires (non stéroïdiens : prostaglandines ; stéroïdiens : nombreux médiateurs) et antalgiques (douleur) modulent la réaction, avec précautions.