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Le rôle du thymus

Chaque être humain doit livrer un combat pour protéger son organisme. Et il n’en sortira vainqueur que si les organes, les cellules, les messagers et les molécules du système immunitaire coopèrent tous étroitement.

Le thymus est l’organe central de la défense immunitaire et la rate, les ganglions lymphatiques, les amygdales et les muqueuses peuvent être qualifiés de «bastions de la défense périphérique».

Cette «équipe immunitaire» comprend aussi les leucocytes (globules blancs) issus de la moelle osseuse, qui suivent une formation de spécialistes de la défense antimicrobienne dans le thymus. Ils portent le nom de leur lieu d’apprentissage, ce sont les lymphocytes T.

Les scientifiques ont longtemps ignoré le rôle déterminant du thymus. Ils croyaient que cet organe de taille importante chez les enfants et atteignant sa taille normale à la puberté, situé derrière le sternum, n’avait aucune fonction. Car quelle importance pouvait bien avoir une excroissance qui régresse tant après la puberté qu’elle est à peine décelable dans la cage thoracique d’un adulte? Ce n’est que dans les années 1950 que les immunologistes découvrirent que le thymus faisait en quelque sorte office de collège dans lequel les cellules sont formées à une tâche qu’elles devront remplir une vie entière. Le thymus est une école extrêmement stricte : seuls 1 à 2% des quelque 500 milliards de cellules qui y reçoivent une formation jusqu’à la puberté réussissent l’examen de sortie.
Après cette formation, le thymus cesse ses activités et nous lègue alors un trésor de lymphocytes T qui nous protégeront toute notre vie.

Le thymus accueille ses premiers élèves dès le stade fœtal. Dans un embryon de dix semaines, le thymus s’est déjà formé au-dessus du cœur et a commencé à sécréter des substances dont le rôle est d’appâter ses élèves cellulaires. Séduites, les cellules vont s’installer dans le thymus où elles prolifèrent.
Les cours commencent peu après, l’objectif fixé aux aspirants est très clair: apprendre à reconnaître les antigènes.

Est appelé «antigène» tout ce qui mobilise le système de défense du corps. Il s’agit en règle générale du «non-soi», c’est-à-dire de structures étrangères susceptibles de menacer l’organisme, des agents pathogènes par exemple, ou bien des protéines étrangères.
Afin d’être armés contre tous les dangers de l’environnement, les futurs lymphocytes T sont confrontés au plus grand nombre possible d’antigènes dans le thymus: 50 000 cellules seront programmées pour reconnaître certains virus de la grippe, un nombre tout aussi important s’entraînera à reconnaître le virus de la rougeole, un nombre un peu moindre semble suffire à identifier l’hémoglobine du poisson, auquel le corps humain est rarement confronté.

Au total, plus d’un million d’antigènes étrangers sont présentés aux lymphocytes T lors de leur formation dans le thymus. Une fois l’apprentissage terminé, il existera des lymphocytes T spécifiques pour chacun de ces antigènes, chaque cellule «élève» ayant appris à activer chez elle les gènes adéquats. Dans l’idéal, seules les cellules qui respectent spontanément leurs pareilles quittent le thymus pour pénétrer dans le corps. Elles patrouillent alors inlassablement dans le sang et dans les tissus, inspectant les ganglions lymphatiques, la peau ou l’intestin à la recherche de virus, de bactéries, de champignons ou de parasites dans les moindres recoins du corps.
Un jour ou l’autre, elles rencontrent « leur » antigène, par exemple un virus de la rougeole qui aurait pénétré dans le corps par voie aérienne, à l’occasion d’un goûter d’enfants peut-être. Le lymphocyte T peut alors remplir sa mission.

La façon dont les lymphocytes T réagissent une fois qu’ils ont rencontré leur antigène dépend du degré de formation reçu dans le thymus. Ainsi, il existe: des lymphocytes T auxiliaires qui sont chargés de la coordination et aident les autres cellules immunocompétentes à combattre les intrus ; des lymphocytes T cytotoxiques, plus offensifs qui tuent les cellules de l’organisme qui ont eu la malchance d’être infectées par un microbe, le virus de la grippe par exemple. Les lymphocytes T suppresseurs, quant à eux, réduisent l’agressivité des cellules cytotoxiques. C’est d’eux que dépend la longueur et l’intensité du combat mené : ils régulent la réponse immunitaire de l’organisme, empêchant une réaction disproportionnée.
Chaque lymphocyte T, quel qu’il soit, est capable d’envoyer des messagers moléculaires, les cytokines, qui appellent à la rescousse d’autres troupes immunitaires.

Des macrophages contre les intrus

Les lymphocytes T font partie de ce bataillon invisible d’une défense que les experts appellent «immunité à médiation cellulaire».

D’autres dérivés de la moelle osseuse, les macrophages et les cellules tueuses naturelles, font également partie de ce bataillon. Les macrophages sont présents dans presque toutes les régions du corps, engloutissant indifféremment les corps étrangers et les agents pathogènes. Ils ont aussi le nom de phagocytes (cellules «gloutonnes»). Les cellules tueuses naturelles agissent tout aussi aveuglément, les experts préfèrant dire de façon «non spécifique». Il s’agit vraisemblablement de leucocytes «à l’état brut», qui n’ont pas reçu de formation d’élite dans le thymus leur permettant de devenir des lymphocytes T spécifiques.
Mais elles peuvent anéantir rapidement les cellules cancéreuses et les cellules infectées par un virus, surtout lorsque celles-ci sont encerclées par une légion d’anticorps, ce qui permet de les identifier aisément.

Des anticorps à la recherche de leur victime

Ils font partie du deuxième grand bataillon du système immunitaire, l’immunité humorale, qui complète l’immunité à médiation cellulaire. Au cours de l’évolution, les anticorps sont apparus après les lymphocytes T : ils représentent la réponse du système immunitaire à des micro-organismes de plus en plus raffinés et de plus en plus dangereux.

Il s’agit de molécules protéiques en forme d’Y qui nagent dans le sang à la recherche d’intrus comme les virus et les bactéries. Une fois qu’elles ont découvert leur victime, elles se fixent à sa surface et déclenchent une série de réactions biologiques qui s’achève par la destruction de l’intrus.

Tout comme les lymphocytes T, les anticorps jouent un rôle spécifique. Le système immunitaire est en mesure de produire dix millions d’anticorps différents, ce qui lui permet de présenter un «limier» par antigène.

Les producteurs de ces formidables anticorps sont les lymphocytes B. Ils proviennent eux aussi de la moelle osseuse (bone morrow en anglais, d’où le B) et ressemblent, lorsqu’ils sont au repos, à une usine travaillant au ralenti: un lymphocyte B inactif n’est qu’un grand noyau cellulaire entouré d’une fine bordure de cytoplasme. Mais le lymphocyte B prolifère indéfiniment dès qu’il entre en contact avec «son» antigène. Des milliers d’ateliers de montage et un formidable système de distribution tubulaire s’organisent dans le cytoplasme qui se met à gonfler. On assiste alors à la fabrication incessante d’anticorps, à leur conditionnement et à leur propulsion hors de la cellule par l’intermédiaire de tubes minuscules.

Les préparatifs nécessaires à cette production durent cinq jours, au terme desquels les usines de munitions immunitaires déversent des milliers d’anticorps dans le sang à chaque seconde. Une fois que les essaims d’anticorps ont effectué leur travail de nettoyage, les lymphocytes B stoppent la production de munitions. La plupart des ateliers de fabrication d’anticorps sont alors démontés, mais certains subsistent, même après la disparition de l’antigène, ce sont les lymphocytes mémoire. Ils constituent une mémoire immunologique qui se souvient du dernier combat mené et peut réactiver ses troupes dès que le même agent pathogène réapparaît. Ces lymphocytes mémoire assurent une immunité constante à l’organisme. Ils sont donc à l’origine de la réussite de toute vaccination.

Le complément à la rescousse

En apparence, les lymphocytes T et B sont de simples globules blancs ; or ils sont en fait les principaux acteurs du système immunitaire.
Mais il nous manque encore un troisième acteur complétant les actions conjuguées de la défense cellulaire et de la défense humorale : le système du complément.
Celui-ci se compose de protéines différentes (des enzymes), constamment présentes dans le sang, qui réagissent entre elles et qui soutiennent efficacement la lutte contre les agents pathogènes. Le complément peut être appelé à la rescousse par des anticorps qui ont déjà arrêté l’intrus, mais il peut aussi agir de façon autonome. Le résultat est le même dans les deux cas : les enzymes, très agressives, criblent de petits trous les enveloppes des agents pathogènes et l’eau s’y infiltre jusqu’à ce que le microbe éclate.

Un travail d’équipe efficace

Nous avons présenté les protagonistes de la défense, il s’agit maintenant de montrer comment leur équipe fonctionne. Entreprise difficile mais essayons quand même ! La cible est toujours un antigène, par exemple la molécule protéique d’une bactérie étrangère. Les principaux accès qu’empruntent les agents pathogènes pour entrer dans le corps sont la peau et les muqueuses externes et internes, comme celles des voies respiratoires. Là, des cellules aux formes étranges
pourvues de longues tentacules rétractiles (les cellules dendritiques), attendent les envahisseurs. Ce sont de véritables chefs d’orchestre dans le concert immunitaire.

Ce concert débute par la présentation de l’antigène. Les cellules dendritiques capturent quelques intrus et les absorbent. Dans leur corps, elles découpent leurs proies en petits morceaux qu’elles réexpédient à la surface, sur une sorte de présentoir que les scientifiques ont baptisé du doux nom de «complexe majeur d’histocompatibilité».
Cette présentation a pour but d’attirer l’attention des lymphocytes T. Pour être certaines de réussir, les cellules dendritiques transportent aussi leur antigène dans les centres de coordination du système immunitaire, la rate et les ganglions lymphatiques, où elles sont sûres de rencontrer un très grand nombre de lymphocytes T. Ce contact provoqué par les cellules dendritiques est le premier – et le principal – signal adressé aux lymphocytes T. Avec leurs antennes, ceux-ci explorent la surface des cellules dendritiques et reconnaissent les petits morceaux d’antigène.
Comme le corps humain dispose de plus de cinq milliards de lymphocytes T hautement qualifiés, pratiquement aucun intrus présenté par les cellules dendritiques ne pourra échapper à son «mandat d’arrêt».

Le concert des défenses immunitaires

Une fois le danger identifié, quelques lymphocytes T commencent à exprimer des cytokines, qui mobilisent à leur tour d’autres éléments du système immunitaire. Des lymphocytes B, par exemple, qui se mettent aussitôt à produire à la chaîne les anticorps nécessaires. Ces anticorps commencent à se disperser et cernent l’antigène, ce qui leur permet de le neutraliser, de le jeter en pâture aux macrophages ou de l’abandonner au complément.
Le concert immunitaire décrit ici n’est toutefois pas comparable à l’original : nous avons simplifié la partition, il y manque toutes les nuances. Néanmoins, ces quelques repères nous donnent une idée de tout ce que la nature est capable de mettre en œuvre pour bannir du corps les intrus dangereux. L’espèce humaine existe sous sa forme actuelle depuis environ 200 000 ans et, si nous n’avons pas été exterminés jusque-là par les parasites, les bactéries, les virus et tous les autres dangers
qui menacent la biochimie complexe de notre corps, nous le devons sans aucun doute à ce système immunitaire qui ne cesse de se perfectionner, aujourd’hui encore. Il est donc permis d’espérer que nous ne succomberons pas à l’attaque de microbes dans un avenir proche.

Bibliographie

D’après un dossier réalisé par Claudia Eberhard-Metzger.