Le système immunitaire: un miracle de la création

Nous ne les voyons pas, mais ils sont là. Par millions ils grouillent tout autour de nous, s’agrippant à nous, bien décidés à nous envahir. L’objet de leur convoitise? La tiédeur humide de notre organisme, dans laquelle ils pourront s’alimenter et proliférer. Ne rien faire, c’est être très rapidement submergé. Le salut est dans la guerre, une guerre instantanée et totale qui mettra aux prises ces germes pathogènes et les quelque 2 000 milliards de défenseurs qui composent notre système immunitairea. Pas de quartier. Notre survie est à ce prix. C’est eux ou nous. En général, c’est nous; mais pas toujours. L’issue de l’affrontement dépend de la vitesse de réaction et de l’efficacité de notre système immunitaire.

NOTRE corps est conçu d’une manière merveilleuse, et le système immunitaire en est l’un des éléments les plus prodigieux et les plus compliqués. Il soutient la comparaison avec l’organe le plus complexe entre tous: le cerveau. William Paul, immunologiste à l’Institut américain de la santé, explique: “Le système immunitaire a une capacité phénoménale pour traiter les informations, pour apprendre et mémoriser, pour créer les informations, les stocker et les utiliser.” Description flatteuse, mais nullement imméritée, si l’on s’en réfère aux propos suivants du docteur Stephen Sherwin, directeur de recherche clinique: “C’est un système incroyable. Il reconnaît des molécules qui ne se sont jamais trouvées dans le corps auparavant. Il sait faire la différence entre les éléments propres à l’organisme et ceux qui lui sont étrangers.” Et dans ce dernier cas, c’est la guerre.

Comment le système immunitaire discerne-​t-​il ce qui appartient à l’organisme et ce qui lui est étranger? Presque toutes les cellules de notre corps présentent à leur surface une molécule protéique particulière qui fait partie de ce qu’on appelle le complexe majeur d’histocompatibilité (ou complexe HLA). Cette molécule est une marque d’identification qui signale au système immunitaire que la cellule en question est une amie, qu’elle appartient en propre à l’organisme. Le système immunitaire reconnaît donc nos cellules et les accepte, mais il attaque toute cellule ayant à sa surface des molécules inconnues — ce qui est le cas de toutes les cellules étrangères.

C’est donc par le moyen de ces molécules de surface que notre système immunitaire fait la différence entre “nous” et “eux”, entre le “soi” et le “non-soi”, lequel “non-soi” déclenche la réponse immunitaire. “Le concept selon lequel le système immunitaire doit continuellement distinguer le soi du non-soi est un principe fondamental dans toute théorie immunologique”, explique le livre Immunology. Dans la catégorie du “non-soi” entrent des organismes pathogènes comme les virus, les parasites, les champignons et les bactéries.

La peau: plus qu’une simple enveloppe

La peau constitue la première ligne de défense contre les envahisseurs. Plus qu’une simple enveloppe protectrice, elle possède des cellules qui avertissent le système immunitaire de l’invasion de micro-organismes. Elle est également couverte de milliards de bactéries non pathogènes dont la densité atteint en certains endroits 3 millions au centimètre carré. Certaines produisent des acides gras qui font obstacle à la croissance des bactéries et champignons pathogènes. Dans son numéro de juin 1985, la revue Scientific American qualifiait la peau d’“élément actif du système immunitaire”, doté de cellules spécialisées qui “échangent des informations pour répondre à l’invasion étrangère”.

L’action protectrice de la peau est complétée par les muqueuses, qui recouvrent les surfaces internes du corps. Ces membranes sécrètent du mucus dans lequel viennent s’engluer les microbes. La salive, les sécrétions nasales et les larmes contiennent des substances germicides. Tapissant les voies respiratoires qui vont aux poumons, des cils remontent le mucus et les impuretés vers la gorge, d’où ils sont expulsés par la toux ou les éternuements. Si des germes parviennent jusqu’à l’estomac, ils sont tués par les acides gastriques, décomposés par les enzymes digestives, ou bien piégés dans le mucus stomacal et intestinal avant d’être évacués avec les autres déchets de la digestion.

Phagocytes et lymphocytes: l’artillerie lourde

Reste qu’il ne s’agit là que de simples escarmouches si on les compare aux affrontements féroces qui se produisent lorsque les organismes étrangers, débordant cette première ligne de défense, pénètrent dans le système circulatoire et envahissent les tissus et les liquides du corps. Ils s’offrent alors au feu de l’artillerie lourde du système immunitaire: les quelque 2 000 milliards de globules blancs. Produits dans la moelle osseuse au rythme d’environ un million par seconde, ceux-ci subissent une maturation d’où émergent trois catégories distinctes de globules blancs: les phagocytes et deux espèces de lymphocytes — les cellules T (elles-​mêmes divisées en trois types principaux: auxiliaires, suppressives, tueuses) et les cellules B.

Le système immunitaire dispose ainsi d’une armée forte de plusieurs milliers de milliards de soldats; toutefois, chacun d’eux n’est en mesure de combattre qu’un seul type d’envahisseur. Or, si la maladie est la conséquence de l’attaque de millions de germes qui présentent tous le même antigène, chaque maladie, voire chaque variété de la même maladie, se caractérise par un antigène spécifique. Pour attaquer l’intrus, les cellules T et les cellules B doivent posséder le récepteur leur permettant de se lier à l’antigène de l’ennemi. Il faut donc nécessairement que se trouvent dans la population des lymphocytes T et B une multitude de récepteurs qui correspondent à autant d’antigènes spécifiques de chaque maladie, étant entendu que chaque lymphocyte porte un seul et unique récepteur spécifique d’un seul antigène.

“Le système immunitaire est conçu pour reconnaître les germes étrangers, écrit à ce propos Daniel Koshland fils, rédacteur en chef de la revue Science (angl.). Pour ce faire, il fabrique quelque 10¹¹ (100 000 000 000) types de récepteurs immunologiques différents, de sorte que, quelle que soit la forme de l’envahisseur, il y aura toujours un récepteur pour le reconnaître et contribuer à son élimination.” (Science, 15 juin 1990, page 1273). À tout antigène pénétrant dans notre organisme correspondent donc des cellules T et des cellules B qui sont en mesure de se lier à lui, comme une clé s’adapte à une serrure.

Pour illustrer ce mécanisme, imaginons deux serruriers travaillant chacun de son côté et ignorant ce que fait l’autre. Le premier fabrique des millions de serrures de toutes sortes, mais pas de clés. Le second fabrique des millions de clés de toutes les formes, mais pas de serrures. Toutes les clés et les serrures sont ensuite jetées dans un immense récipient que l’on secoue vigoureusement, et chaque clé trouve alors une serrure à laquelle elle s’adapte. ‘Impossible! dira-​t-​on, cela tiendrait du miracle.’

Avec leurs antigènes, les germes qui envahissent notre organisme et empruntent les réseaux sanguin et lymphatique ressemblent à ces millions de serrures. Avec leurs récepteurs, les cellules de l’immunité, qui suivent le même circuit, sont comme des millions de clés sans serrures. Or, toutes trouvent finalement un antigène sur lequel s’adapter. Impossible? Un miracle? C’est pourtant le prodige que réalise le système immunitaire.

À chaque catégorie de lymphocytes est dévolue une mission particulière dans la lutte contre l’infection. Les cellules T auxiliaires (l’un des trois principaux types de lymphocytes T) jouent un rôle de première importance. Véritables chefs des opérations du système immunitaire, ce sont elles qui dirigent la manœuvre. Activées par la présence de germes ennemis, les cellules T auxiliaires émettent des signaux chimiques (des protéines appelées lymphokines) qui sonnent le ralliement des troupes et stimulent leur prolifération de façon à produire des millions de combattants. Signalons en passant que ce sont les cellules T auxiliaires que le virus du SIDA prend pour cible. Leur destruction entraîne la paralysie presque totale du système immunitaire, laissant le malade du SIDA à la merci de toutes sortes de maladies.

Considérons maintenant le rôle des phagocytes. Leur nom signifie “mangeur de cellules”. Ils ne font pas la fine bouche et dévorent tout ce qui leur paraît suspect, que ce soient des micro-organismes étrangers, des cellules mortes ou des déchets. Ils constituent à la fois une partie de l’armée chargée de lutter contre les germes pathogènes et le service d’enlèvement des ordures. Ils avalent même les polluants contenus dans la fumée de cigarette et qui noircissent les poumons. Toutefois, lorsque l’usage du tabac se prolonge assez longtemps, la fumée détruit les phagocytes plus vite qu’ils ne sont produits. D’autres substances — la poussière de silice et les fibres d’amiante, par exemple — sont indigestes, voire carrément mortelles.

Il existe deux sortes de phagocytes: les granulocytes et les macrophages. La moelle osseuse produit les premiers à la cadence impressionnante de cent milliards par jour. Leur durée de vie n’excède pas quelques jours, mais en cas d’infection leur nombre grimpe en flèche, pouvant être multiplié par cinq. Un granulocyte engloutit et détruit jusqu’à 25 bactéries avant de mourir, mais la relève est immédiatement assurée. Les macrophages, quant à eux, peuvent détruire une centaine de germes au cours de leur vie. Ils sont plus gros, plus résistants et vivent plus longtemps que les granulocytes. Ils ne connaissent qu’un moyen de combattre les intrus et de faire disparaître les déchets: les avaler. Cependant, ce serait une erreur de ne voir en eux qu’un service d’enlèvement des ordures. En effet, ils “sont capables de fabriquer 50 enzymes et agents antimicrobiens différents”, et ils servent d’agents de communication “non seulement entre les cellules du système immunitaire, mais aussi entre les cellules sécrétrices d’hormones, les cellules nerveuses et même les cellules du cerveau”.

Alerte! L’ennemi est dans la place!

Quand le macrophage ingère un micro-organisme ennemi, il fait plus que le détruire. Comme presque toutes les cellules du corps, il possède en surface une molécule d’histocompatibilité qui l’identifie au “soi”. Lors de l’ingestion d’un germe, cette molécule s’allonge et présente dans un de ses sillons à la surface un fragment de l’antigène ennemi. Ce fragment fait alors fonction de signal d’alarme pour le système immunitaire: un organisme étranger est dans la place!

En donnant l’alerte, le macrophage demande des renforts, qui arrivent sous la forme de millions d’autres macrophages. C’est à ce moment qu’interviennent aussi les cellules T auxiliaires. Elles sont des milliards à circuler dans le corps, mais celles que le macrophage veut recruter doivent avoir un profil bien précis. Il faut en effet qu’elles possèdent le type de récepteur correspondant à l’antigène spécifique présenté par le macrophage.

Lorsque la cellule T auxiliaire voulue arrive et se connecte à l’antigène ennemi, elle se met à échanger avec le macrophage des signaux de nature chimique. Ces substances comparables à des hormones (appelées lymphokines) sont des protéines extraordinaires qui, par des modes d’action d’une stupéfiante diversité, vont moduler et activer la réponse du système immunitaire à l’attaque des germes pathogènes. Le résultat est une multiplication intense, tant des macrophages que des cellules T auxiliaires. Cela signifie davantage de macrophages pour phagocyter les germes et davantage de cellules T auxiliaires de la bonne catégorie pour se fixer sur les antigènes présentés par les macrophages. Cet enchaînement permet une prolifération prodigieuse des forces immunitaires, qui débordent alors les hordes de germes qu’elles finissent par terrasser.

[Note]

[Encadré, pages 4, 5]

“Armes préfabriquées contre tous les envahisseurs possibles”

Le système immunitaire entretient “une panoplie d’armes préfabriquées contre tous les envahisseurs possibles”. On sait que ce formidable arsenal “est le fruit d’un processus complexe de réorganisation et de recombinaison génétiques”. Récemment, une découverte capitale a jeté la lumière sur ce mécanisme.

“Le gène qui vient d’être découvert joue, pense-​t-​on, un rôle important dans le processus de recombinaison génétique. Les scientifiques l’ont baptisé RAG-1, pour Recombination Activating Gene [gène d’activation de la recombinaison].” Cette découverte est parue dans le numéro du 22 décembre 1989 de la revue Cell. À l’époque, ses auteurs, chercheurs à l’Institut Whitehead de recherche biomédicale (Cambridge, États-Unis), ont toutefois fait observer que “le gène de recombinaison était trop peu efficace et trop lent pour expliquer comment le corps produit avec une telle régularité une si grande variété de protéines immunitaires. Pour parer toute éventualité, disaient-​ils, le corps doit avoir en réserve des millions d’anticorps et de récepteurs de cellules T, tous de structures suffisamment différentes pour qu’au moins quelques-uns reconnaissent un germe pathogène même entièrement nouveau”. — The New York Times, 26 juin 1990.

Ces chercheurs se sont donc mis à la recherche d’un autre gène, dont la découverte permettrait de lever la difficulté. Six mois plus tard, dans son numéro du 22 juin 1990, la revue Science annonçait qu’ils l’avaient trouvé. “Selon les chercheurs, le nouveau gène, RAG-2, travaille en collaboration avec le premier afin de synthétiser plus rapidement les anticorps avec leur récepteur. Quand ils opèrent en tandem, les deux gènes sont capables de recombiner des éléments du système immunitaire avec une efficacité 1 000 à un million de fois supérieure à celle de chacun des deux gènes travaillant seul.” Grâce à cette collaboration, RAG-1 et RAG-2 commandent la fabrication des millions d’anticorps et de récepteurs de cellules T dont l’organisme a besoin.

Qualifiés de “découverte scientifique de premier ordre”, ces travaux permettront peut-être de mieux comprendre certaines maladies génétiques caractérisées par un dysfonctionnement des systèmes de défense de l’organisme. — The New York Times, 22 décembre 1989.