Www.crp-sante.lu LES CELLULES NK ET LEURS RECEPTEURS Dr.Tatiana Michel-Sohn, PhD Laboratoire dImmunogénétique-Allergologie Centre de Recherche Public (CRP)

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  • www.crp-sante.lu LES CELLULES NK ET LEURS RECEPTEURS Dr.Tatiana Michel-Sohn, PhD Laboratoire dImmunogntique-Allergologie Centre de Recherche Public (CRP) de la Sant 84 Val Fleuri L-1526 Luxembourg Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu PLAN DU COURS I)LES CELLULES NK: DONNEES DE BASE 1) Dfinition et Rpartition 2) Proprits 3) Fonctions II)LES RECEPTEURS DES CELLULES NK 1) Balance entre Messages Inhibiteurs et Activateurs 2) Concept du Missing Self 3) Les Rcepteurs Inhibiteurs 4) Les Rcepteurs Activateurs III) LES SOUS-TYPES DE CELLULES NK IV)LES CELLULES NK AU SEIN DU SYSTEME IMMUNITAIRE 1) Interactions avec les Cellules Dendritiques 2) Interactions avec les Lymphocytes T V)LES CELLULES NK EN IMMUNOLOGIE MEDICALE Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu DEFINITION ET REPARTITION cellules NK: natural killer cells , cellules tueuses naturelles , dcrites pour la premire fois il y a 30 ans par Rolf Kiessling lymphocytes granuleux capables de tuer directement les cellules tumorales sans avoir t stimuls ou exposs au pralable des A.G. spcifiques. dfinition fonctionnelle : lyse spontane ( natural killing ) de cellules tumorales et de cellules infectes par des virus dfinition phnotypique : lymphocytes CD3-CD56+ chez lhomme absence des marqueurs des lymphocytes T (CD3, TCR) et B (CD19, BCR) se dveloppent dans la moelle osseuse et sont indpendantes du thymus 5-10 % des lymphocytes du sang prsence abondante dans rate, foie, utrus retrouves aussi dans muqueuses, parenchyme pulmonaire, ganglions lymphatiques Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu ASPECT DES CELLULES NK EN CYTOMETRIE EN FLUX CD3 BD FACSCanto II analyser Prlvement sangPBMCmarquages A.C. :anti-CD56, anti-CD3 Ficoll CD56 Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu cellule NK cellule cible cellule NK cellule cible CD16 (rcepteur Fc ) anticorps anti-cellule cible CYTOTOXICITE NATURELLE CYTOTOXICITE DEPENDANTE DANTICORPS (ADCC) PRODUCTION DE CYTOKINES PROPRIETES DES CELLULES NK IFN- TNF- lyse Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu rapport effecteurs/cibles CYTOTOXICITE DES CELLULES NK rapport effecteurs/cibles CELLULES NK non activesCELLULES NK actives IL2 ACTIVATION DE LA CYTOTOXICITE activit cytotoxique stimule par de nombreuses cytokines: interleukines (IL) -1, -2, -6, -7, -10, -12, -15, -18, -21 interfrons (IFN) -, -, - TNF- consquences: plus forte cytotoxicit contre cibles dj lyses par cellules NK non actives (K562,..) lyse de cibles rsistantes aux cellules NK non actives (Raji, Daudi,..) lIL-2 et lIL-15 stimulent aussi la prolifration des cellules NK cytokines inhibitrices de lactivit cytotoxique: TGF-, GM-CSF Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu cellule NK cellule cible ETAPES DE LA LYSE DES CELLULES CIBLES 1) FORMATION DUN CONJUGUE 2) POLARISATION DES GRANULES CYTOTOXIQUES 3) RELARGAGE DES GRANULES CYTOTOXIQUES cellule NK cellule cible rle des molcules dadhsion prdominance de messages activateurs perforine, granzymes, granulysine : mort de la cellule cible Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu LA PRODUCTION DE CYTOKINES aprs contact avec dautres cellules [cellules dendritiques (CD), cellules cibles] ou stimulation par des cytokines, les cellules NK produisent et scrtent elles-mmes de nombreuses cytokines: IFN- avant tout mais aussi: IL-3, -5, -8, -10, -13 TNF-, lymphotoxines, TGF-, GM-CSF types et quantits des cytokines produites dpendent: des conditions de stimulation des cytokines prsentes dans lenvironnement de ltat dactivation des cellules NK pour une production optimale, il faut certaines combinaisons de cytokines activatrices, p.ex.: IL-12 + IL-18 pour une production maximale dIFN- IL-12 + IL-15 pour lIL-10 IL-15 + IL-18 pour lIL-13 et le GM-CSF Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu FONCTIONS DES CELLULES NK dfense antivirale dfense antibactrienne et antiparasitaire dfense antitumorale rgulation de limmunit adaptative autres fonctions Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu DEFENSE ANTIVIRALE rares patients sans cellules NK: infections virales graves rptition en particulier, infections dues des herpesvirus (HSV,HIV, HCV, EBV, CMV) carcinomes in situ du col utrin rptition (papillomavirus) faible activit cytotoxique des cellules NK: risque lev dinfections virales (herptiques) graves mcanismes effecteurs: cytotoxicit (lyse prfrentielle de cellules infectes par des virus) production dIFN- Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu DEFENSE ANTIBACTERIENNE ET ANTIPARASITAIRE infections bactriennes: inhibition de la prolifration bactrienne lyse de cellules infectes par des bactries contact avec bactries fixes augmente activit cytotoxique LPS stimule prolifration, cytotoxicit, production dIFN- infections parasitaires: inhibition de la prolifration de protozoaires et de champignons lyse de parasites unicellulaires libres et de cellules infectes par eux production abondante dIFN- mcanismes effecteurs: cytotoxicit contre parasites libres et cellules infectes granulysine lyse nombreuses bactries, parasites et champignons production dIFN- stimule phagocytose par les macrophages induit immunit adaptative (rponse Th1) Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu DEFENSE ANTITUMORALE immunosurveillance: dtection et limination slective des cellules tumorales in vitro: lyse de nombreuses lignes tumorales et de cellules cancreuses fraches patients atteints de cancer: meilleur pronostic si infiltration de cellules NK dans la tumeur souvent faible cytotoxicit des cellules NK corrlation inverse entre activit cytotoxique et apparition de mtastases modles murins: cellules NK liminent certaines tumeurs greffes retardent lapparition de mtastases dpltion des cellules NK susceptibilit accrue aux tumeurs Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu CELLULES NK ET IMMUNITE ADAPTATIVE cellules dendritiques: activation et maturation induite par les cellules NK (contact direct et cytokines) des destruction des CD immatures si excs de cellules NK (fin de la rponse immunitaire) lymphocytes T: T auxiliaires Th1 et T cytotoxiques stimuls par les cytokines produites par les cellules NK (IFN- ) Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu AUTRES FONCTIONS rgulation de lhmatopose: production de GM-CSF (facteur de croissance de cellules mylodes) lyse de blastes hmatopotiques rejet de greffe de moelle osseuse allognique effet antiangiognique: repose sur la production dIFN- grossesse: utrus gravidique trs riche en cellules NK contribution limplantation embryonnaire la croissance placentaire protection de lembryon contre les infections limitation de la contamination maternelle par cellules embryonnaires Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu BALANCE ENTRE MESSAGES INHIBITEURS ET ACTIVATEURS absence de messages -: lyse messages + et -: pas de lyse (- > +) cellules cibles cellules NK cellules cibles Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu LES MOLECULES HLA DE CLASSE I CLASSIQUES exprimes la surface de la plupart des cellules nucles structure: chane lourde (molcule HLA) et chane lgre ( 2-microglobuline) gnes situs sur le chromosome 6: HLA-A, HLA-B, HLA-C caractristiques: transmission en haplotype un haplotype paternel, un haplotype maternel polymorphisme extrme trs nombreux variants allliques expression codominante jusqu 6 molcules HLA de classe I diffrentes chez un individu rle:prsentation de peptides endognes aux lymphocytes T cytotoxiques (CD8+) Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu REGULATION DE LACTIVITE CYTOTOXIQUE cellule cible potentielle: corrlation inverse entre lexpression des molcules de classe I du CMH (molcules HLA de classe I chez lhomme) et la sensibilit la lyse par les cellules NK pas de lyse de cellules autologues normales expression normale des molcules HLA de classe I lyse si absence ou diminution des molcules HLA de classe I situation frquente au niveau des cellules cancreuses et des cellules infectes par des virus lyse si : absence de soi, missing self Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu cellule NK cellule cible HLA-A EXPRESSION DES MOLECULES HLA DE CLASSE I: PAS DE LYSE ABSENCE DES MOLECULES HLA DE CLASSE I: LYSE HLA-B HLA-C HLA-B HLA-A Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu ANALYSE CLONALE DES CELLULES NK frres Moretta (Universit de Gnes): les premiers russir le clonage des cellules NK humaines vers 1993 clone: population de cellules NK actives toutes issues de la mme cellule NK de dpart a priori mme phnotype et mmes proprits fonctionnelles test de cytotoxicit: cellules effectrices (E) et cibles (C) de donneurs phnotype HLA connu (E): clones NK contre (C): lymphocytes T allogniques (activs par PHA) rsultats: la rsistance la lyse est lie des haplotypes HLA particuliers donc: htrognit clonale des cellules NK dans la capacit de reconnatre certains allles HLA de classe I Cours NK 28/03/11
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  • www.crp-sante.lu Selon les cas, les clones de cellules NK ne lysent pas les cellules cibles qui expriment: HLA-C (groupe 1) HLA-C (groupe 2) HLA-B (groupe Bw4) HLA-B (groupe Bw6) Ac (IgM) anti-HLA de classe I: restaurent la lyse, quelque soit le groupe SPECIFICITE HLA DE CLASSE I DE DIFFERENTS GROUPES DE CLONES NK allles HLA-C groupe 2: HLA-Cw2, Cw4, Cw5 et Cw6 allles HLA-C groupe 1: HLA-Cw1, Cw3, Cw7 et Cw8 Clone NK groupe 1 Clone NK groupe 2 Clone NK groupe 3 Cible HLA- Bw4+ Cible HLA-C groupe 2+ Cible HLA-C groupe 1+ Protection (pas