Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
Les acteurs du système immunitaire dans l’intestin des monogastriques Dr Delphine Le Roux Maître de Conférences en Immunologie
Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
Maître de
Conférences en
Immunologie Dubey J.P., 2010 Baum et al., 2006
Missions d’enseignement (40%) Immunologie fondamentale et clinique
Missions de recherche (40%)
Services à l’établissement (20%) - Diagnostics (cytométrie de flux, ELISA, IF) - Prestations de service et de recherche
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Les acteurs du système immunitaire dans l’intestin des monogastriques
Yu et al., 2016
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Plan
• Introduction : anatomie du système immunitaire général et intestinal
• Comment le système immunitaire intestinal réagit-il face à un pathogène ?
• La tolérance au microbiote et aux antigènes de l’alimentation
• Transfert de l’immunité maternelle
• Quelques exemples concrets des effets de l’alimentation sur le SI
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ANATOMIE DU SYSTEME LYMPHATIQUE
Organes lymphoïdes primaires lieux de l’hématopoïèse Moelle osseuse (granulocytes / LB) Thymus (LT)
Organes lymphoïdes secondaires lieux « effecteurs » de la réponse immunitaire (LB et LT) Rate Ganglions (nœuds) lymphatiques Tissus lymphoïdes associés aux muqueuses (MALT)
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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ANATOMIE DU SYSTEME LYMPHATIQUE
Organes lymphoïdes primaires lieux de l’hématopoïèse Moelle osseuse (granulocytes) Thymus (LT) Bourse de Fabricius (LB) (Structure mixte ! OL primaire et OL secondaire)
Organes lymphoïdes secondaires lieux « effecteurs » de la réponse immunitaire (LB et LT) Rate Ganglions (nœuds) lymphatiques Tissus lymphoïdes associés aux muqueuses (MALT)
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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LE SYSTEME IMMUNITAIRE ASSOCIE AUX MUQUEUSES INTESTINALES (GALT)
cochon
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
Lucke, 2012
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LE SYSTEME IMMUNITAIRE ASSOCIE AUX MUQUEUSES INTESTINALES (GALT)
Abbas, Lichtman, and Pillai. Cellular and Molecular Immunology, 7th edition.
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Comment le système immunitaire intestinal est alerté de l’arrivée
d’un micro-organisme pathogène ?
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LES DIFFERENTES VOIES D’ENTREE D’UN PATHOGENE INTESTINAL
1
2
3
Sansonetti, 2004
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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LES DIFFERENTES VOIES D’ENTREE D’UN PATHOGENE INTESTINAL
Ó Cróinín and Backert, 2012
stress / danger !!
1 - via les cellules épithéliales
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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LES DIFFERENTES VOIES D’ENTREE D’UN PATHOGENE INTESTINAL
2 - via les cellules M
Abbas, Lichtman, and Pillai. Cellular and Molecular Immunology, 7th edition.
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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LES DIFFERENTES VOIES D’ENTREE D’UN PATHOGENE INTESTINAL
Abbas, Lichtman, and Pillai. Cellular and Molecular Immunology, 7th edition. – Chieppa et al, JEM 2006
3 - via les cellules dendritiques
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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LA REPONSE IMMUNITAIRE INTESTINALE FACE AUX PATHOGENES
DC Macrophages
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Cytokines : molécules solubles du système immunitaire qui permettent aux cellules de « communiquer »
LA REPONSE IMMUNITAIRE INTESTINALE FACE AUX PATHOGENES
DC Macrophages
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
DC immature
DC mature
Mowat, Nat rev Imm 2003
MIGRATION
LT CD4+
Forte Production d’Anticorps
Reconnaissance et lyse des
cellules infectées
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Mais comment reconnaître une mauvaise bactérie
d’une bonne ?
Ou comment ne pas faire de réaction immunitaire contre son propre microbiote ?
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Hooper & Macpherson , Nat Rev Imm 2010 et Vaishnava, Science 2011
EN LIMITANT LES INTERACTIONS AVEC LE MICROBIOTE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Artis, Nat Rev Imm 2008 & Abbas, Lichtman, and Pillai. Cellular and Molecular Immunology, 7th edition et Kaufman, Nat Rev Microbiol 2007
EN LIMITANT LES RECONNAISSANCES
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Mowat, Nat Rev Imm 2003
TSLP IL-10
Lymphocytes T CD4+ Régulateurs (Treg)
EN INDUISANT UN ENVIRONNEMENT « TOLERANT »
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
Faible Production d’Anticorps
(IgA)
Tolérance locale et
systémique
Lymphocytes T CD4+ particuliers des muqueuses
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Source : https://www.vsao-journal.ch
LT CD4+
LT CD8+
DES LYMPHOCYTES T « REGULATEURS » ?
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Mutation du gène FoxP3
(prévalence encore inconnue)
Mutation du gène AIRE
Pas de régulation par les Tregs
Lymphocytes T auto-réactifs
Maladies auto-immunes +++
Candidose +++
MICI
Syndrome APECED
(1/90000-200000 en Europe)
Source : https://ghr.nlm.nih.gov
SI ON ENLEVE LES LYMPHOCYTES T REGULATEURS…
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Comment ne pas réagir face aux antigènes de l’alimentation?
L’implication du système immunitaire associé à la muqueuse intestinale dans
la tolérance orale
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Souris transgéniques TCR-OVA
Chen et al. 1995
Tous les LT reconnaissent le même Ag issu de
l’ovalbumine (OVA)
Pas de stimulation
OVA par voie sous cutanée
OVA par voie orale
Splénocytes + OVA
In vitro Mesure de prolifération
des lymphocytes
Splénocytes : cellules de la rate, contiennent des cellules dendritiques et des lymphocytes
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
MISE EN EVIDENCE DE LA TOLERANCE ORALE
Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
Souris transgéniques TCR-OVA
0
20000
40000
60000
80000
100000
- Sous-cut. Per Os
Pro
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ré
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à l’
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Ce phénomène est-il lié à une carence en DC dans la lamina propria?
(splénocytes)
Tous les LT reconnaissent le même Ag issu de
l’ovalbumine
MISE EN EVIDENCE DE LA TOLERANCE ORALE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Non!
• Expansion de la population de cellules dendritiques de la lamina propria
Amplification marquée de la tolérance orale
• Activation des cellules dendritiques de l’intestin (toxine du choléra par exemple)
Abolition de la tolérance orale Viney et al. 1998
Williamson et al. 1999
MISE EN EVIDENCE DE LA TOLERANCE ORALE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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IMPORTANCE DES CELLULES DENDRITIQUES DANS LA TOLERANCE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Pas d’administration
d’antigène par voie orale
Immunisation
Sous-cutanée
Les Lymphocytes T des ganglions
lymphatiques drainants sont activés
Administration
d’antigène par voie orale
Immunisation
Sous-cutanée
1. Les Lymphocytes T des
ganglions lymphatiques drainants
ne répondent pas
2. Réponse IgA spécifique est
mesurée dans l’intestin
Transmission de la tolérance orale
de la mère au nouveau-né
LE CONCEPT DE TOLERANCE ORALE (résumé)
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Comment la tolérance orale et la protection face aux pathogènes est transmise au nouveau-né ?
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5 types d’anticorps (« isotypes »)
IgA
IgD IgE
IgM IgG
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PAR LES ANTICORPS DE LA MERE
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Réaction immunitaire primaire
ROLE DES DIFFERENTES CLASSES D’ANTICORPS
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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ROLE DES DIFFERENTES CLASSES D’ANTICORPS
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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TRANSFERT DES ANTICORPS MATERNELS : QUAND ET COMMENT ?
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Cytokines : molécules solubles du système immunitaire qui permettent aux cellules de « communiquer »
Lymphocytes : cellules du système immunitaire – font partie de la famille des globules blancs, aussi appelés leucocytes. Il existe plusieurs sortes de lymphocytes, les
principaux sont les Lymphocytes B qui produisent les anticorps et les lymphocytes T qui aident les LB à produire les anticorps et aussi à éliminer les cellules infectées.
• Le colostrum est un « transsudat » lacté accumulé dans la mamelle avant la mise bas. C’est le liquide biologique le plus riche en anticorps (jusqu’à 80g/L)
• La buvée colostrale doit s’effectuer dans les 6 premières heures après la naissance
• Naissant « agamma-globulinémiques » cette étape est primordiale chez les ruminants, équidés, suidés
• Composition :
Nb : Dans le colostrum des porcs, 100%
des IgG, et 40% des IgA sont d’origine sanguines.
Ces anticorps passent dans la mamelle grâce à des
récepteurs spécifiques (Thèse vétérinaire F. Voisin, 2005)
Le colostrum contient aussi des cytokines
(IL-1b, IL6, TNFa et INFg chez les bovins)
Ainsi que des lymphocytes.
IMPORTANCE DU COLOSTRUM
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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• La composition du lait dépend de l’espèce
• Les anticorps du lait assurent principalement une immunité locale (donc intestinale)
• En général il y a peu de lymphocytes dans le lait
IMMUNITE LACTEE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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IMMUNITE LACTEE ET PERIODE CRITIQUE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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IgG humaine IgY aviaire
Classe majeure qui est transférée de la mère
au jeune
IgM IgA
PAR LES ANTICORPS DE LA MERE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Ig sont transportées activement du sérum de la poule au jaune lorsque l’œuf est dans l’ovaire Lorsque l’œuf fécondé passe dans l’oviducte, il acquiert des IgA (et IgM) sécrétées localement avec l’albumine Protection passive d’environ 10 à 20 jours
TRANSFERT DE L’IMMUNITE MATERNELLE VIA LE JAUNE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Adapté de Pollet, 2015 et West et al., 2004
Existence d’un récepteur spécifique pour les IgY
Caille du Japon Puffin cendré Mouette tridactyle
Garnier et al., 2012
0
2000
4000
6000
8000
J0 J5 J10 J15 J20
Titr
e en
Ac
dan
s le
sér
um
AEV
AIV
CAV
IBV
ILTV
MG
MS
Age (jours)
D’après Gharaibeh and Mahmoud., 2013
TRANSFERT DE L’IMMUNITE MATERNELLE VIA LE JAUNE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Telemo et al. 1991
Ration normale + 20 œufs crus/jour (= 40g OVA/jour) Pendant gestation et lactation (G+L)
Ration normale + 20 œufs crus/jour (= 40g OVA/jour) Pendant lactation seulement (L)
Ration normale « egg-free » (EF)
Etude tolérance à l’OVA chez les porcelets nourris
après sevrage avec une ration contenant des œufs
Groupe G + L = porcelets ont de l’OVA dans leur sérum mais pas de réponse anticorps anti-OVA Groupe L = porcelets ont des anticorps anti-OVA et présentent des diarrhées
Importance de la ration de la mère pour les porcelets après sevrage
UNE EXPERIENCE D’INDUCTION DE TOLERANCE PAR LA MERE
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
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Comment l’alimentation peut influer sur le système immunitaire intestinal ?
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Deeb et al., 2007
EFFETS BENEFIQUES DE LA VITAMINE D
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
Meilleure résistance aux infections (ex. M. tuberculosis et M. Leprae)
Effet anti-tumoral
Croissance
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en association avec le sélénium en médecine vétérinaire. Mode d’action inconnu, mais impact chez les volailles, le porc, les animaux de laboratoires…
EFFETS BENEFIQUES DE LA VITAMINE E
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
Habibian et al., 2014 = étude sur 360 poulets de chair - confirme vit E + Se = augmentation de la réponse immunitaire I-aire et II-aire - protège les animaux en cas de stress thermique - mais attention : effets inversés si trop de VitE+Se
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Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
LA VITAMINE A
Adapté de Hall et al., 2011
Cellule épithéliale intestinale Cellule dendritique de la LP
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Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
LA VITAMINE A
Adapté de Hall et al., 2011 et Boehmer, 2007
RA
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LA VITAMINE A
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
2000s
Sirisinha, 2015
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LA VITAMINE A
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
2000s Depuis 2013
Sirisinha, 2015
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Adapté de Moreno et al., poster - Apicowplexa meeting, Spain 2017
Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
LA VITAMINE A
2 groupes : a - ration contrôle (T1 et T2) b - ration enrichie en carotenoïdes
Challenge Eimeria tenella
T1 T2 T3 T4
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Introduction Système immunitaire intestinal La tolérance immunitaire Transfert de l’immunité Exemples
LE b-GLUCANE
S. Cerevisiae (levure de boulanger)
b-glucan 15mg/kg/j
Performance
Réponse immunitaire : étude de la phagocytose mesure des cytokines sériques
Phagocytose
IL-2 dans le sérum GMQ
Vetvicka et Oliveira, 2014
Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
• l’homéostasie intestinale est assurée par le système immunitaire mucosal
• L’alimentation joue un rôle crucial dans le maintien de cette homéostasie
• Et le microbiote aussi…
Prévenir une réponse excessive aux
antigènes alimentaire et à la flore
commensale sans danger
(tolérance)
Établir une réponse immune protectrice
contre des pathogènes intestinaux
(immunité)
En conclusion…
Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
Dr Delphine LE ROUX Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort
Merci !!!
1871
1922 Anatomie du Porc, Ancienne Illustration, Larousse.
1871 - Intestins du lapin, A.Chauveau.
Le Mans 7/12/2017 AFTAA Session Immunité et Nutrition II
Dr Delphine LE ROUX Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort
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Dr Delphine LE ROUX Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort
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Les ILCs favorisent l'inflammation aiguë pour déclencher l'immunité innée face aux pathogènes. Les ILCs favorisent les réponses
immunitaires innées à un certain nombre de pathogènes dans l'intestin. (a) L'ILC1 favorise l'immunité innée aux pathogènes intracellulaires,
tels que Toxoplasma gondii, en produisant du TNF et de l'IFNy en réponse à l'IL-12 dérivée des DC et en favorisant par la suite le
recrutement de cellules myéloïdes inflammatoires. (b) Après infection par les helminthes parasites Nippostrongylus brasiliensis ou Trichuris muris, les ILC2 produisent IL-13 en réponse aux IL-25 et IL-33 dérivées des cellules épithéliales intestinales, ce qui augmente la
contractilité des muscles lisses et la production de mucus des cellules caliciformes. (c) ILC3 produisent IL-17 et IL-22 en réponse à IL-23 et
IL-1ß dérivés de DC, qui favorisent l'immunité innée aux champignons et aux bactéries extracellulaires, telles que Citrobacter rodentium et
Candida albicans. L'IL-17 et l'IL-22 favorisent le recrutement des neutrophiles dans l'intestin et la production de peptides antimicrobiens à
partir des cellules épitheliales intestinales. (Sonnenberg and Artis, 2016)
LES ILCs – Nouveaux acteurs immunitaires des muqueuses