L'immunité innée est la première ligne de défense : elle agit en quelques minutes, sans apprentissage préalable, et conditionne le déclenchement de l'immunité adaptative. Ce chapitre suit la chronologie réelle d'une infection, de la barrière cutanée à la réaction inflammatoire, et se termine par les cellules NK. Les étapes de la phagocytose et les signes cardinaux de l'inflammation sont des questions de cours quasi certaines.
1. L'ante-immunité : les barrières naturelles
Avant toute réaction cellulaire, l'organisme oppose des barrières physiques, chimiques et biologiques, que l'on regroupe parfois sous le terme d'ante-immunité. La peau, avec sa couche cornée kératinisée, son pH acide et ses sécrétions sébacées, constitue une barrière quasi infranchissable tant qu'elle est intacte. Les muqueuses, dont la surface totale est beaucoup plus étendue que celle de la peau, sont protégées par le mucus, par le tapis mucociliaire des voies respiratoires, par le flux des larmes, de la salive et de l'urine, ainsi que par des sécrétions antimicrobiennes : lysozyme qui hydrolyse le peptidoglycane, lactoferrine qui séquestre le fer, défensines et cathélicidines.
La flore commensale constitue une barrière biologique essentielle : par compétition pour les nutriments et les sites d'adhésion et par production de bactériocines et d'acides gras à chaîne courte, elle empêche l'implantation des germes pathogènes. Sa destruction par une antibiothérapie prolongée favorise les infections opportunistes, comme les candidoses. À cette barrière s'ajoutent des facteurs physiologiques : température corporelle, pH gastrique très acide et péristaltisme intestinal.
2. La reconnaissance : PRR et TLR
Quand une barrière est franchie, la reconnaissance repose sur les PRR, récepteurs invariants codés dans le génome germinal. Les TLR membranaires détectent les motifs de surface : le TLR4 reconnaît le lipopolysaccharide des bactéries à Gram négatif, le TLR5 la flagelline, les TLR1/2/6 les lipopeptides et le peptidoglycane. Les TLR endosomiques (TLR3, 7, 8 et 9) détectent les acides nucléiques microbiens, dont l'ARN double brin viral et l'ADN non méthylé riche en motifs CpG. D'autres familles complètent le dispositif : récepteurs de type NOD cytosoliques, lectines de type C comme le récepteur au mannose, et récepteurs éboueurs (scavenger).
L'engagement d'un PRR déclenche des voies de signalisation, notamment celle de NF-κB, qui aboutissent à la transcription des gènes de l'inflammation : IL-1, IL-6, TNF-α, chimiokines, et à la maturation des cellules dendritiques avec expression des molécules de costimulation. C'est précisément ce lien qui explique qu'un antigène pur, sans motif microbien associé, induise mal une réponse adaptative — d'où l'usage des adjuvants dans les vaccins.
3. La phagocytose et la bactéricidie
La phagocytose, décrite par Metchnikoff, est assurée principalement par les polynucléaires neutrophiles et les macrophages. Elle se déroule en étapes successives : chimiotactisme (attraction dirigée par le C5a et les chimiokines), adhérence à la cible, considérablement facilitée par l'opsonisation par les anticorps et le C3b, ingestion par émission de pseudopodes formant le phagosome, fusion avec les lysosomes pour donner le phagolysosome, puis digestion et rejet des débris.
La destruction met en jeu deux arsenaux. Les mécanismes oxygéno-dépendants reposent sur l'explosion oxydative : la NADPH oxydase produit l'anion superoxyde, converti en peroxyde d'hydrogène puis, sous l'action de la myéloperoxydase, en dérivés chlorés très toxiques ; la NO synthase inductible produit du monoxyde d'azote. Les mécanismes oxygéno-indépendants reposent sur le pH acide du phagolysosome, le lysozyme, la lactoferrine, les défensines et les hydrolases acides. Le déficit en NADPH oxydase, responsable de la granulomatose septique chronique, illustre l'importance de la voie oxydative.
4. La réaction inflammatoire
L'inflammation est la réponse stéréotypée d'un tissu vascularisé à une agression. Elle se manifeste par quatre signes cardinaux décrits par Celse : rougeur, chaleur, tuméfaction et douleur, auxquels Galien a ajouté l'impotence fonctionnelle. Le mécanisme associe une vasodilatation locale (rougeur, chaleur), une augmentation de la perméabilité vasculaire avec formation d'un exsudat (œdème), puis la diapédèse des leucocytes : roulement médié par les sélectines, activation par les chimiokines, adhérence ferme via les intégrines et les molécules CAM, enfin transmigration vers le foyer. Les médiateurs principaux sont l'histamine, les kinines, les prostaglandines et les leucotriènes issus de l'acide arachidonique, les anaphylatoxines C3a et C5a et les cytokines IL-1, IL-6 et TNF-α.
Au niveau systémique, l'IL-1, l'IL-6 et le TNF-α agissent sur l'hypothalamus pour déclencher la fièvre et sur le foie pour induire la synthèse des protéines de la phase aiguë, dont la CRP (protéine C réactive) et la MBL, qui se comportent comme des opsonines et activent le complément. L'inflammation aiguë est normalement résolutive ; sa persistance conduit à l'inflammation chronique et à la formation de granulomes, et sa généralisation excessive au choc septique, dans lequel le TNF-α joue un rôle central.
5. Les cellules NK et les lymphocytes innés
Les cellules NK assurent la surveillance des cellules infectées et transformées sans immunisation préalable. Leur activité résulte de l'équilibre entre des récepteurs inhibiteurs, qui reconnaissent le CMH de classe I du soi, et des récepteurs activateurs, qui reconnaissent des ligands de stress. Une cellule normale, riche en CMH-I, est épargnée ; une cellule qui a perdu son CMH-I sous l'effet d'un virus ou d'une transformation tumorale devient une cible : c'est l'hypothèse du missing self. La lyse passe par l'exocytose de perforine et de granzymes ou par la voie Fas/FasL, et les NK effectuent aussi l'ADCC grâce à leur récepteur CD16. Activées par l'IL-12, elles produisent de l'IFN-γ qui active en retour les macrophages, illustrant la coopération au sein même de l'immunité innée. Les autres cellules lymphoïdes innées (ILC), ainsi que les lymphocytes T γδ, les cellules iNKT et MAIT, complètent ce dispositif intermédiaire entre inné et adaptatif.
Ingestion et destruction d'une particule par une cellule spécialisée, en cinq étapes : chimiotactisme, adhérence, ingestion, fusion phagolysosomiale et digestion.
Passage des leucocytes du sang vers le tissu enflammé à travers la paroi vasculaire, après roulement dépendant des sélectines et adhérence ferme dépendante des intégrines.
| Niveau | Acteurs | Mécanisme |
|---|---|---|
| Physique | Peau, mucus, cils, flux | Empêcher l'adhésion et l'entrée |
| Chimique | Lysozyme, défensines, pH acide | Lyse et inhibition des microbes |
| Biologique | Flore commensale | Compétition et bactériocines |
| Cellulaire | PNN, macrophages, DC, NK | Phagocytose, cytotoxicité, présentation |
| Humoral | Complément, CRP, MBL, cytokines | Opsonisation, lyse, inflammation |
Barrières et effecteurs de l'immunité innée
- Barrières : physiques, chimiques (lysozyme, défensines) et biologiques (flore commensale).
- PRR/TLR reconnaissent les PAMP → NF-κB → cytokines inflammatoires et maturation des DC.
- Phagocytose : chimiotactisme → adhérence (opsonines) → ingestion → phagolysosome → digestion.
- Bactéricidie oxygéno-dépendante (explosion oxydative, NADPH oxydase, NO) et oxygéno-indépendante (pH, lysozyme, défensines).
- Inflammation : rougeur, chaleur, tuméfaction, douleur ; IL-1, IL-6 et TNF-α → fièvre et protéines de la phase aiguë (CRP, MBL).
- NK : missing self, perforine/granzymes, Fas/FasL, ADCC via CD16, activées par l'IL-12.
Les questions portent le plus souvent sur les étapes chronologiques de la phagocytose et sur les mécanismes de bactéricidie, à classer en oxygéno-dépendants et oxygéno-indépendants. Ne confonds pas chimiotactisme et diapédèse, et n'oublie jamais que l'opsonisation précède l'adhérence. Un piège fréquent : présenter les NK comme des cellules adaptatives parce qu'elles sont lymphoïdes — précise qu'elles n'ont ni TCR ni BCR et qu'elles agissent sans immunisation préalable.