Les cytokines

I) Caractéristique des cytokines

Les cytokines correspondent à des glycoprotéines, comparables aux hormones, qui peuvent être membranaires, ou sécrétées suite à une stimulation. Elles sont une centaine et classées par classes suivant l’homologie de structures. Parmi elles on trouve le TNF-α, les interleukines, les chimiokines et les interférons.

Chaque cytokine peut être synthétisée par plusieurs types de cellules et agir sur un grand nombre de cellules cibles sur lesquelles elle aura des actions variées. Les cytokines agissent selon différents modes d’action : autocrine, juxtacrine, paracrine et endocrine.

Les cytokines ne peuvent agir que par l’intermédiaire de récepteurs qui doivent être présent sur les cellules. Certains de ces récepteurs se clivent après fixation et forment un récepteur soluble inhibant ainsi l’action de la cytokine. La plupart de ces récepteurs n’ont pas d’activités enzymatiques propres et sont associés à d’autres protéines cellulaires.

II) Rôles des cytokines les plus courantes

1) Les chimiokines

Les chimiokines sont de toutes petites cytokines, dont la plupart sont produites lors d’une réponse inflammatoire et qui ont pour rôle d’activer les cellules immunitaires, ainsi que de les recruter au site de l’inflammation. Parmi elles on compte IL-8 qui recrute les polynucléaires neutrophiles.

2) Le TNF-α

Le TNF-α est la plus importante des cytokines pro-inflammatoires. Elle agit au niveau du foie lors d’une infection en induisant la synthèse de molécules de la phase aigue de l’inflammation, et agit également au niveau de l’endothélium vasculaire en induisant la synthèse de protéines membranaires qui seront indispensable à la diapédèse des cellules immunitaires.

3) Les interleukines (IL)

• L’IL-1 est une cytokine pro-inflammatoire qui va agir au niveau de l’hypothalamus lors d’une infection, afin d’induire la synthèse de prostaglandine qui sera à l’origine de la fièvre, ainsi qu’au niveau du foie pour activer la synthèse de molécules de la phase aigue de l’inflammation.
• L’IL-4 est une cytokine produite par la cellule NKT. Elle permet la différenciation des lymphocytes T-CD4 en lymphocytes T auxiliaire 2 (LTH2) et aide à la différenciation des LB en plasmocytes.
• L’IL-6 est une cytokine pro-inflammatoire qui va agir au niveau du foie lors d’une infection, afin d’activer la synthèse de molécules de la phase aigue de l’inflammation.
• L’IL-7 joue un rôle indispensable à la maturation des lymphocytes B, grâce à sa sécrétion au niveau de la moelle osseuse.
• L’IL-10 est une cytokine anti-inflammatoire, jouant un rôle de régulation de la réaction inflammatoire, permettant ainsi qu’elle ne devienne pas exagérée et donc pathologique.
• L’IL-12 est une cytokine pro-inflammatoire qui module l’activation des lymphocytes T. Elle permet la différenciation des lymphocytes T-CD4 en lymphocytes T auxiliaire 1 (LTH1).
• L’IL-13 est une cytokine produite par la cellule NKT.
• L’IL-18 est une cytokine pro-inflammatoire qui module l’activation des lymphocytes T. Elle permet la différenciation des lymphocytes T-CD4 en lymphocytes T auxiliaire 1 (LTH1).
• L’IL-23 permet la différenciation des lymphocytes T-CD4 en lymphocytes T auxiliaire 17 (LTH17).

4) Les interférons

Les interférons sont des cytokines dont la production est induite suite à une infection virale, une infection bactérienne, une infection parasitaire ou à la présence de cellule tumorales, et ceci en réponse à la présence d’acide nucléique étranger à l’organisme. Ils ont pour action principale d’interférer avec la réplication virale, mais ils ont également une action antibactérienne, antiproliférative et d’activation d’autres cellules immunitaire telles que les cellules NK, les macrophages et les lymphocytes.

On distingue deux groupes d’interférons suivant les récepteurs qu’ils activent :

• Les interférons de type 1 prennent en compte les interférons α et interférons β et jouent un rôle dans la réponse immunitaire innée. Ils sont produits par les cellules du système immunitaire mais également par un grand nombre d’autres cellules (cellules épithéliales…), suite à différents types d’interactions (les récepteurs TLR et RLR sont détaillé dans le chapitre « Les récepteurs PRR ») :
  • L’interaction d’ARN double brin viraux avec les récepteurs TLR-3 et RLR.
  • L’interaction d’ARN simple brin viraux avec les récepteurs TLR-9 et RLR.
  • L’interaction d’ADN bactérien avec les récepteurs TLR-9.
  • L’interaction des LPS présent à la surface des bactéries gram négative avec TLR-4.
• Les interférons de type 2 prennent en compte les interférons γ qui sont produit uniquement par les cellules immunitaires (LB, LT, cellules NKT) lors de la réaction immunitaire adaptative. Ils ont différents rôles plus ou moins direct au sein de l’organisme : protection contre les infections virales, stimulation de l’activité phagocytaire des macrophages, stimulation de la maturation des LT et LB, augmentation de l’expression des molécules des complexes majeurs d’histocompatibilités I et II par les macrophages, activation des polynucléaires neutrophiles et des cellules NK…

L’interaction interféron-récepteur active la voie de signalisation JAK / STAT. JAK (pour « Janus Kinase STAT ») est une protéine kinase dont le rôle est d’activer les facteurs de transcription STAT par phosphorylation.

L’activation des JAK entraîne la phosphorylation des facteurs STAT qui se détacheront et formeront un complexe (dimère) qui lui-même s’associera à une protéine IRF9. Le complexe STAT1-STAT2-IRF9 passera ensuite dans le noyau, où il se fixera sur des éléments se trouvant en amont d’un grand nombre de gènes. Ces gènes codent pour des protéines qui induisent une résistance à la réplication virale. Pour ce faire elles bloquent la traduction en favorisant la dégradation de l’ARN viral ou alors elles bloquent un facteur d’initiation de la synthèse protéique, sans ce facteur, les virus ne peuvent plus induire la synthèse des protéines qui leur sont nécessaires.