Cours : La vaccination et l'immunothérapie

La mémoire immunitaire

Rappels

Nous avons vu dans le chapitre précédent que lorsqu'un agent infectieux entre dans l'organisme, le corps produit des cellules effectrices de l'immunité adaptatives qui sont spécifiques à cet agent infectieux. C'est la réponse primaire.

Lors de cette réponse, les LT et les LB vont maturer en LB et LT effecteurs, et en LT et LB mémoire.

À retenir

Ainsi lorsque l’organisme est en contact avec un corps étranger (agent infectieux, cellules tumorales) la seconde fois, la production d'anticorps et de lymphocytes spécifiques est non seulement plus rapide mais aussi plus efficace.

Lors du premier contact avec un agent infectieux ayant par exemple un antigène A, ce sont les lymphocytes spécifiques à A qui sont recrutés.
Mais ces lymphocytes ne sont pas présents en grande quantité dans le corps. Il faut attendre en moyenne $6$ jours pour qu'il y ait suffisamment de cellules effectrices pour répondre à l'infection du pathogène.

• Après cette prolifération, les LB et LT spécifiques vont se différencier en cellules à courte durée de vie (LT auxiliaire, LT cytotoxique, plasmocyte) qui vont contribuer à lutter directement contre l’antigène A.
• Une fois formés certains effecteurs de l’immunité adaptative sont conservés grâce à la mise en place de cellules mémoires (LB mémoire, LT CD8 mémoire et LT CD4 mémoire) à longue durée de vie.

À retenir

On parle de mémoire immunitaire quand les LB et les LT maturent en cellules mémoire, qui ont une longue durée de vie dans l’organisme. Ces cellules sont présentes bien après que l'agent pathogène a été éliminé.

La réponse secondaire

À retenir

Quand l'organisme est à nouveau en contact avec l'antigène A, les LB et les LT mémoire permettent une réaction plus rapide et plus forte car ils sont déjà prêts à reconnaître et éliminer cet antigène A porté par l’agent infectieux en activant la réponse adaptative.

Les lymphocytes B et T mémoire vont proliférer et se différencier, comme pour une infection primaire, mais en plus grand nombre et plus rapidement.

• Ainsi, les réactions à médiation cellulaire et humorale sont directement activées, empêchant l’apparition des symptômes. Dans ce cas, on dit que l’infection est asymptomatique.

Faisons une expérience en injectant un autre antigène B au moment du second contact avec l’antigène A. On constate alors que la réponse à B ressemble à la réponse primaire contre l'antigène A .

• Cette expérience démontre la spécificité de la mémoire du système immunitaire.

À retenir

On va donc parler de phénotype immunitaire car chaque personne aura en réserve des cellules mémoire qui témoigneront des infections qu'elle a subies pendant sa vie.

Définition

Phénotype immunitaire :

Le phénotype immunitaire est la capacité d'un individu à répondre aux agents infectieux qu'il rencontre.

À retenir

Le phénotype immunitaire d’un individu évolue au cours de la vie et dépend de l’exposition aux antigènes. Il est donc dépendant de l’environnement et des différentes zones géographiques dans lesquelles l’individu évolue.

• Les populations de l'Inde et celles du pôle Nord, par exemple, ne sont pas exposées aux mêmes agents pathogènes. Ainsi leurs stocks respectifs de lymphocytes mémoire seront différents.

C'est à partir de la compréhension de ces mécanismes, que la recherche médicale a développé des procédés thérapeutiques se basant sur les mécanismes de la mémoire immunitaire.

La vaccination

Fonctionnement des vaccins

La vaccination préventive consiste à inoculer à un individu des antigènes d’un agent infectieux (particules virales, virus ou bactéries atténués) sous une forme immunogène mais non-pathogène (elle ne provoque pas l’apparition des symptômes liés à la maladie).

• Elle assure la mise en place d’un pool de cellules mémoires (LT et LB) dirigées contre l’agent infectieux.

Le principe de la vaccination est d'introduire dans l'organisme des antigènes d'un agent infectieux non-pathogène, afin qu'il ne provoque pas la maladie. Cette vaccination est immunogène.

À retenir

Ainsi, l'antigène pourra être reconnu et l'organisme déclenchera directement la réponse secondaire.

Lors de la vaccination, une réponse immunitaire innée puis adaptative sera déclenchée. Si l’organisme vacciné rencontre à nouveau cet antigène, mais cette fois-ci sous une forme virulente (c'est à dire sur un organisme pathogène pouvant inoculer une maladie), il y aura directement une réponse secondaire, rapide et intense, grâce à la mémoire immunitaire.

Il existe différents types de vaccins :

• les vaccins vivants (comme celui contre la fièvre jaune ou la tuberculose) : les agents infectieux sont encore vivants mais atténués ;
• les vaccins inactivés (comme par exemple contre le choléra, le tétanos et les hépatites A) : les agents infectieux de ces vaccins sont totalement inactivés.
• les vaccins à sous-unités (contre la coqueluche ou la diphtérie par exemple) : seules des sous-unités protéiques spécifiques sont utilisées, mais pas le virus en entier.

Les agents infectieux sont mélangés à des adjuvants pour constituer le vaccin.

Définition

Adjuvant :

Un adjuvant est une substance permettant d'augmenter le pouvoir de base d'un médicament.

• L'adjuvant immunologique permet d’activer, stimuler, prolonger et renforcer la réponse immunitaire.

Attention

Cette substance n’a aucun lien avec les agents antigéniques du vaccin donné.

On distingue deux grands types d’adjuvant :

• émulsions à base d’huile avec un stabilisant : elles favorisent la biodisponibilité des antigènes sur le lieu de l’injection ;
• les sels d’aluminium qui activent l’immunité innée en stimulant les phagocytes.

À retenir

La vaccination préventive assure donc une protection collective contre certaines maladies infectieuses en induisant une modification du phénotype immunitaire de façon artificielle.

Attention

Certaines inégalités d’accès à la vaccination persistent. Par exemple en France, la vaccination contre la poliomyélite a fait disparaître cette maladie du territoire. Ce n'est pas le cas dans certains pays d'Afrique ou d'Asie où la vaccination n'est pas pratiquée systématiquement.

Remarque :
En France, depuis janvier 2018, onze vaccinations infantiles sont obligatoires. Avant cette date, seuls les vaccins contre la diphtérie, le tétanos et la poliomyélite étaient obligatoires. La protection contre les maladies suivantes : rougeole, rubéole, oreillons, coqueluche, pneumocoque, méningocoque C, hépatite B, Haemophilus influenzae B était recommandée.
Il s’agit de garantir une couverture vaccinale suffisante qui bloque la circulation de ces agents infectieux au sein de la population. 

Afin d’illustrer nos propos, étudions à présent un cas concret de vaccination : le vaccin contre la rougeole.

Le vaccin contre la rougeole

La rougeole n’est pas une maladie bénigne. Avant l’introduction de la vaccination, elle était au XX^e siècle la première cause mondiale de mortalité infantile par infection.

Il s’agit d’une infection d’origine virale dont les premiers symptômes sont une forte fièvre, suivie d’une toux, éventuellement d’une conjonctivite, et de diarrhées. Des tâches apparaissent ensuite à l’intérieur de la bouche, puis des points rouges sur l’ensemble du corps.

• Un cas de rougeole sur mille est mortel. Cette maladie est très contagieuse et se transmet essentiellement par voie aérienne.

Attention

Les experts scientifiques s’accordent pour établir qu’une couverture vaccinale de la population supérieure à $95\,\%$ est suffisante pour prévenir les épidémies. Dans le cas de la rougeole, les données de Santé Publique France établissent que la couverture vaccinale est insuffisante en France (entre $62\,\%$ et $88\,\%$ selon les départements). Depuis 2017, une épidémie de rougeole sévit dans le Sud-Ouest où la couverture vaccinale est très faible (autour de $65\,\%$). Cette épidémie, toujours en cours au 1^er juillet 2019 a causé la mort de trois personnes.

Voyons à présent le mode de fonctionnement du vaccin contre la rougeole. Ce vaccin vivant atténué permet de présenter le pathogène au système immunitaire des patients. Les étapes de la réaction sont présentées sur le schéma ci-dessous.

• Lors de la première injection, les lymphocytes B et T maturent respectivement en plasmocytes sécréteurs d’anticorps, en LT cytotoxiques et auxiliaires ainsi qu'en LB et LT mémoire.
• Après 6 jours on assiste donc à la réponse primaire : le virus atténué est combattu pas les anticorps et par phagocytose, comme dans une réponse primaire classique (lien avec chapitre précédent).
• Les plasmocytes se différencient alors en plasmocytes mémoire, et constituent avec les LB et LT la mémoire immunitaire spécifique à la rougeole. Ils resteront donc en veille jusqu'au rappel de la vaccination.
• Lors de la seconde injection, la réponse immunitaire secondaire se déclenchera après seulement $2$ jours. L'amplitude de la réponse en termes de taux d’anticorps et de LT cytotoxiques sera donc doublée. L'efficacité du vaccin est donc visible.
• Ainsi, la vaccination obligatoire contre la rougeole immunise les individus dès le plus jeune âge, et permet l'éradication progressive de la maladie sur le territoire.

À retenir

La vaccination préventive a donc pour objectif :

• d’éradiquer les agents pathogènes ;
• de prévenir les maladies individuelles ;
• de prévenir les épidémies et les pandémies.

Mais la vaccination n'est pas la seule méthode médicale reposant sur les mécanismes de la mémoire immunitaire.

L'immunothérapie

Définition

Immunothérapie :

L’immunothérapie est un traitement qui consiste à administrer des substances qui vont stimuler les défenses immunitaires de l'organisme afin de lutter contre différentes maladies.

Concrètement, l'immunothérapie désigne une gamme de traitement destinés à stimuler l'immunité chez un patient. Cette méthode a été mise en place grâce à la compréhension des mécanismes cellulaires qui interviennent dans la réponse immunitaire.

Prenons l'exemple d'immunothérapie dans des cas de traitement de cancers.

Rappel

Nous avons vu dans les cours précédents que les cancers sont dus à la prolifération de cellules mutées qui échappent au contrôle du cycle cellulaire. (liens cours cancer).

Pour lutter contre les cancers, l’immunothérapie représente une stratégie thérapeutique intéressante et repose sur deux procédés :

• Dans certains cas de cancer, l'injection d'anticorps monoclonaux spécifiques peut empêcher la prolifération des cellules mutées en bloquant l'activité de certains récepteurs contrôlés par ces gènes cancéreux.
• Dans d'autres cas ce sont des molécules synthétisées par les cellules du système immunitaire qui sont injectées, comme les cytokines ou les interférons : on parle alors de vaccination thérapeutique. Ces cellules sont très efficaces pour induire la destruction des cellules cancéreuses, quand ces molécules sont injectées au bon endroit et en grande quantité. Ces procédés sont utilisés dans des cancers de type mélanome (cancer de la peau), par exemple.
• Ainsi ces traitements permettent une prise en charge lors de cancers à un stade avancé, ou pour éviter/alléger les traitements lourds de chimiothérapie et constituent une piste sérieuse pour de nombreuses recherches à venir.