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.

Les cellules T et les cellules B vont au collège

LORSQU’ELLES émergent de la moelle osseuse, les cellules T et les cellules B ne sont pas encore prêtes pour la guerre. Dotées d’un armement hautement sophistiqué, elles doivent recevoir une formation poussée avant d’être opérationnelles sur le champ de bataille. Tandis que les cellules T utiliseront des armes biologiques, les cellules B seront des spécialistes des missiles téléguidés. C’est dans les collèges techniques du système immunitaire qu’aura lieu cet apprentissage.

La moitié des millions de lymphocytes produits chaque minute dans la moelle osseuse gagnent le thymus, une petite glande située derrière le sternum. À propos de la formation qu’ils y reçoivent, le livre Le corps victorieux dit: “Les lymphocytes qui assistent aux cours techniques du thymus se répartissent en cellules auxiliaires, suppressives et tueuses. Ce sont les lymphocytes T, ou cellules T; elles sont au premier rang des forces armées indispensables du système immunitaire.”

Les anticorps: 10 000 par cellule et par seconde

L’autre moitié des lymphocytes, explique Le corps victorieux, sont les cellules B; elles migrent vers les ganglions lymphatiques et d’autres tissus lymphoïdes périphériques où elles vont apprendre à fabriquer et à lancer des missiles téléguidés: les anticorps. Lorsqu’ils s’assemblent dans ces tissus, les lymphocytes B “sont semblables à des pages blanches (...): ils ne savent rien et doivent partir de zéro”, en vue d’acquérir “la capacité de réagir de façon spécifique aux substances étrangères au corps”. Dans les ganglions lymphatiques, quand une cellule B mature est activée par des cellules T auxiliaires et par l’antigène associé, elle “prolifère et se différencie en plasmocytes qui sécrètent des anticorps spécifiques tous identiques, à la cadence d’environ 10 000 par cellule et par seconde”. — Immunology.

Pour illustrer le travail colossal accompli par le système immunitaire, un article de juin 1986 de National Geographic exposait en détail la mission ardue confiée au thymus: “On ne sait trop comment, mais, au cours de leur maturation dans le thymus, les cellules T apprennent à reconnaître, qui les antigènes du virus de l’hépatite, qui une catégorie d’antigènes grippaux, qui le rhinovirus 14 [un virus du rhume], etc.” Après avoir commenté “la tâche phénoménale proposée au thymus”, l’article ajoutait qu’il y a dans la nature “des centaines de millions d’antigènes de formes différentes. Le thymus doit produire un groupe de cellules T pour chacun d’eux. (...) Le thymus libère des dizaines de millions de cellules T. Même s’il n’existe que quelques exemplaires de cellules T capables de reconnaître un antigène particulier, le bataillon des forces de reconnaissance est suffisamment important pour identifier chacune des variétés presque infinies d’antigènes produites dans la nature”.

Pendant que certaines cellules T auxiliaires sont occupées à stimuler la prolifération des macrophages, d’autres, dans les ganglions lymphatiques, s’accouplent avec les cellules B, stimulant également leur multiplication et provoquant la transformation d’un grand nombre d’entre elles en plasmocytes. Là encore, les cellules T auxiliaires doivent posséder les récepteurs adéquats pour se combiner avec les cellules B et déclencher leur transformation en plasmocytes. Ce sont ces plasmocytes qui commencent alors à produire des milliers d’anticorps à la seconde.

Comme chaque plasmocyte ne fabrique qu’un seul type d’anticorps et que celui-ci possède un récepteur spécifique d’un seul antigène, il se trouve bientôt des milliards de missiles à tête chercheuse pour traquer les antigènes de la maladie. Ils se fixent sur les envahisseurs, les ralentissent dans leur course et les obligent à s’agglutiner, les rendant ainsi plus appétissants pour les phagocytes. Cette manœuvre, conjuguée à l’émission de certains produits chimiques par les cellules T, attise la voracité des macrophages qui se mettent à dévorer les envahisseurs par millions.

Qui plus est, les anticorps peuvent causer par eux-​mêmes la mort des micro-organismes. Leur fixation sur l’antigène de surface provoque le rassemblement sur le germe d’une série de molécules protéiques particulières: le complément. Lorsque tous les facteurs du complément sont en place, ils percent la membrane du germe; le liquide extérieur envahit la cellule, provoquant son éclatement et sa mort.

Bien entendu, ces anticorps doivent, eux aussi, posséder les récepteurs adéquats leur permettant de se connecter aux envahisseurs. À ce propos, on lit dans l’Annuaire 1989 de la médecine et de la santé de l’Encyclopédie britannique (page 278) que les cellules B sont capables “de produire entre 100 millions et un milliard d’anticorps différents”.

Les cellules T tueuses — La guerre biologique

Jusqu’à présent, les cellules T auxiliaires ont rameuté des millions de macrophages voraces pour dévorer l’ennemi, et elles ont incité des cellules B à se lancer dans la bataille en envoyant leurs anticorps. Mais il leur reste encore à faire appel aux combattants les plus efficaces: les cellules T tueuses.

L’objectif des virus, bactéries et autres parasites est de pénétrer à l’intérieur des cellules de l’organisme, afin de se mettre hors de portée des macrophages, des cellules B et de leurs anticorps. Toutefois, cette manœuvre est inefficace contre les cellules T tueuses. À peine l’une d’elles effleure-​t-​elle une cellule infectée qu’elle l’attaque. Elle en perfore la membrane grâce à l’émission de certaines protéines, détruit son ADN et la vide de son contenu, provoquant sa mort. Par ce moyen, les cellules T tueuses peuvent attaquer et détruire même des cellules mutantes ou cancéreuses.

Outre ces cellules T tueuses, l’arsenal du système immunitaire comprend d’autres cellules tueuses: les cellules tueuses naturelles. À la différence des cellules T et des cellules B, la présence d’un antigène spécifique n’est pas indispensable à leur activation. Elles s’en prennent généralement aux cellules cancéreuses et à celles qui sont infectées par des virus, mais elles peuvent avoir d’autres cibles. Dans son numéro de janvier 1988, Scientific American disait en effet que leurs “cibles privilégiées sont, pense-​t-​on, les cellules tumorales, et peut-être aussi les cellules infectées par des agents autres que des virus”.

Comment tous ces soldats anti-infectieux rencontrent-​ils les micro-organismes envahisseurs? Par hasard? Non, car rien n’est laissé au hasard dans ce domaine. Les germes, les cellules T, les cellules B, les phagocytes et les anticorps circulent tous dans le corps à travers les réseaux sanguin et lymphatique. C’est dans les organes lymphoïdes périphériques (les ganglions lymphatiques, la rate, les amygdales, les végétations, les follicules clos de l’intestin et l’appendice) que s’élaborent les réponses immunitaires. À cet égard, les ganglions lymphatiques jouent un rôle de premier plan. La lymphe est le liquide dans lequel baignent les cellules de nos tissus. Produite par ces tissus, elle s’écoule dans des vaisseaux aux parois fines, traverse les ganglions lymphatiques, emprunte le reste du réseau lymphatique et finit par se déverser dans de grosses veines.

Lors de leur passage dans les ganglions, les germes pathogènes sont filtrés et piégés. Les agents du système immunitaire font le tour du réseau lymphatique en 24 heures, mais passent un quart de ce temps dans les ganglions. C’est là que se produit la rencontre avec l’ennemi piégé et que s’engagent les principales batailles. Les germes qui voyagent dans le réseau sanguin ne sont pas plus en sécurité. Ils transitent par la rate où les attendent d’autres défenseurs de l’organisme.

La guerre est finie. Les forces d’invasion ont été défaites. Le système immunitaire avec ses billions de globules blancs a vaincu. C’est maintenant au tour d’une autre catégorie de cellules T, les cellules T suppressives, d’entrer en scène. Lorsqu’elles constatent que la partie est gagnée, elles mettent fin aux affrontements en faisant cesser l’action des forces de défense.

Complications malgré les cellules à mémoire

Pendant le conflit, les cellules B et les cellules T ont réalisé un autre travail important: elles ont produit des cellules à mémoire qui vont circuler dans les réseaux sanguin et lymphatique pendant des années, voire, dans certains cas, à vie. De ce fait, si vous vous trouvez un jour de nouveau assailli par une certaine souche de virus du rhume ou de la grippe, ou par une substance étrangère avec laquelle vous avez déjà eu maille à partir, les cellules à mémoire repéreront immédiatement l’intrus et sonneront le branle-bas de combat pour une réaction rapide et irrésistible du système immunitaire. Elles produiront très rapidement des cohortes de cellules B et de cellules T spécifiques, du même type que celles qui ont repoussé l’envahisseur la première fois. La nouvelle tentative d’invasion sera tuée dans l’œuf. Alors qu’initialement il avait peut-être fallu trois semaines pour venir à bout de l’assaillant, lors de la seconde rencontre celui-ci sera balayé avant même d’avoir pu prendre pied. Vous êtes en effet immunisé contre cet ennemi.

La situation se trouve cependant compliquée par l’existence de nombreuses souches de virus de la grippe, souvent originaires de différentes parties du monde. Il existe pareillement quelque 200 souches de virus du rhume, chacune se caractérisant par un antigène spécifique. Le répertoire immunitaire doit donc posséder les 200 types de cellules T auxiliaires capables de se fixer spécifiquement, grâce à leur récepteur, sur les 200 antigènes différents de ces virus. Mais ce n’est pas tout. Les virus du rhume et de la grippe mutent constamment, donnant naissance à de nouveaux antigènes et nécessitant donc la présence des cellules T auxiliaires correspondantes. Le virus ne cessant de changer de serrure, la cellule T est obligée de changer continuellement de clé.

Dès lors, avant de se moquer de l’impuissance des médecins à soigner un simple rhume, il convient de bien comprendre comment les choses se passent. On peut guérir d’un type de rhume et ne jamais plus l’attraper, mais si un nouveau virus mutant attaque, le système immunitaire doit faire appel à une cellule T auxiliaire différente pour sonner le ralliement des forces immunitaires. À peine une bataille est-​elle gagnée qu’une autre s’engage. C’est une guerre perpétuelle.

Système immunitaire et cerveau

Il n’y a rien d’étonnant à ce que le système immunitaire ait été mis sur le même plan que le cerveau. Les chercheurs ne cessent de constater que tous deux collaborent pour nous maintenir en bonne santé et que l’esprit exerce une influence sur le corps, y compris sur le système immunitaire. Les citations suivantes témoignent des relations qui existent entre le cerveau et le système immunitaire. C’est un exemple d’interaction entre l’esprit et le corps.

“Les immunologistes vont de découverte en découverte sur les relations entre l’esprit et le corps, sur les mécanismes des maladies psychosomatiques.” — National Geographic, juin 1986, page 733.

Bien que reconnus, les rapports entre le système immunitaire et le cerveau restent mystérieux. La tension mentale, un deuil, la solitude ou la dépression affectent l’activité des lymphocytes, notamment des cellules T. “La base biologique de ces interactions demeure en grande partie un mystère. Il est clair cependant que les systèmes nerveux et immunitaire sont inextricablement liés, tant sur le plan anatomique que chimique.” — La machine incroyable (angl.), pages 217, 219.

“Le système immunitaire (...) rivalise avec le système nerveux central en sensibilité, en spécificité et en complexité.” — Immunology, page 283.

“Il existe de nombreuses preuves que les deux systèmes sont intimement liés, a-​t-​on pu lire dans Science. Il apparaît que les systèmes immunitaires et nerveux collaborent très étroitement, qu’ils sont capables de dialoguer pour coordonner leurs activités.” — 8 mars 1985, pages 1190 à 1192.

Les forces du système immunitaire

1. Phagocytes Mangeurs de cellules de deux types: les granulocytes et les macrophages. Ils dévorent les déchets, les cellules mortes, ainsi qu’un grand nombre de microbes. Les macrophages sont plus gros, plus résistants et plus efficaces que les granulocytes; ils vivent également plus longtemps et consomment beaucoup plus de micro-organismes. Loin d’être un simple service d’enlèvement des ordures, ils fabriquent toute une gamme d’enzymes et de substances antimicrobiennes, et servent d’agents de communication entre les autres cellules du système immunitaire, et même avec celles du cerveau.

2. Complexe majeur d’histocompatibilité (ou complexe HLA) Molécules situées à la surface des cellules et qui identifient celles-ci à un élément du corps. Sur les macrophages, les molécules d’histocompatibilité présentent en plus un morceau d’antigène de l’agent infectieux que la cellule vient de phagocyter. Ce signal déclenche une multiplication intense des cellules T auxiliaires et des macrophages, qui viennent renforcer les rangs des bataillons de défense contre l’infection.

3. Cellules T auxiliaires Ce sont les chefs des opérations du système immunitaire. Elles identifient l’ennemi, stimulent la multiplication des troupes du système immunitaire et sonnent leur ralliement pour combattre l’envahisseur. Elles mobilisent les macrophages, les cellules B, ainsi que d’autres cellules T, et activent la production de plasmocytes.

4. Lymphokines Protéines de type hormonal au nombre desquelles figurent les interleukines et l’interféron gamma. Elles permettent aux cellules de l’immunité de communiquer entre elles et activent de nombreuses réactions importantes du système immunitaire, amplifiant sa réponse à l’agression des germes pathogènes.

5. Cellules T tueuses Elles détruisent les cellules infectées par les virus ou les bactéries. Elles sécrètent des protéines qui percent les membranes et provoquent la mort des cellules en les faisant éclater. Elles éliminent également les cellules cancéreuses.

6. Cellules B Elles prolifèrent sous l’action des cellules T auxiliaires, et certaines se transforment en plasmocytes.

7. Plasmocytes Ces cellules fabriquent des anticorps par millions qui sont autant de missiles téléguidés circulant dans tout le corps.

8. Anticorps Lorsque des anticorps rencontrent des germes dont les antigènes correspondent à leur récepteur, ils se fixent sur eux, les ralentissent et les obligent à s’agglutiner, les rendant ainsi plus appétissants pour les phagocytes. En collaboration avec le complément, ils peuvent aussi tuer eux-​mêmes les germes.

9. Complément L’arrimage des anticorps à la surface des germes provoque le regroupement sur le site d’une série de protéines, les facteurs du complément, qui percent la membrane, provoquant l’éclatement de la cellule par pénétration de liquide.

10. Cellules T suppressives Une fois l’infection circonscrite et le système immunitaire vainqueur, les cellules T suppressives entrent en action et ordonnent un cessez-le-feu général au moyen de signaux chimiques. La bataille est gagnée.

11. Cellules à mémoire Pendant les hostilités, les cellules T et les cellules B ont produit des cellules à mémoire qui vont circuler dans les réseaux sanguin et lymphatique pendant des années, voire pour le restant de la vie. En cas de nouvelle tentative d’invasion par un micro-organisme vaincu une première fois, les cellules à mémoire déclenchent une réponse foudroyante du système immunitaire, et l’ennemi est rapidement écrasé. Le corps est désormais immunisé contre ce germe précis. C’est grâce à ce mécanisme qu’ont pu être éliminées par la vaccination des maladies qui faisaient autrefois des ravages (rougeole, variole, typhoïde, diphtérie, etc.).