Cytokines: Fonctions et actions des cytokines (avec figures)
Les cytokines sont des molécules de protéines ou de glycoprotéines solubles sécrétées par diverses cellules en réponse à un antigène étranger ou à un autre stimulus. Ils sont principalement impliqués dans la régulation des réponses immunitaires.
Autrefois, les substances sécrétées par les lymphocytes étaient appelées «lymphocytes» et les substances sécrétées par les monocytes / macrophages étaient appelées «monokines». Plus tard, on s'est rendu compte que de nombreuses lymphokines et monokines sont sécrétées par un certain nombre de types de cellules autres que les lymphocytes et les monocytes / macrophages.
Par conséquent, le terme cytokine est préféré maintenant. Cytokine est un nom générique faisant référence aux facteurs libérés par les cellules. Sur la base de facteurs tels que les fonctions de cellule et de cytokine productrices de cytokines, les cytokines portent également d'autres noms.
je. De nombreuses cytokines sont appelées «interleukines». Le terme interleukine indique qu'ils sont sécrétés par certains leucocytes et agissent sur d'autres leucocytes.
ii. Certaines cytokines sont connues sous des noms communs tels que «facteurs d'interféron» et «facteurs de nécrose tumorale».
iii. Un autre groupe de cytokines s'appellent des facteurs de croissance.
iv. Un autre groupe de cytokines s'appelle les chimiokines. Les chimiokines affectent les taxis chimiothérapiques et certains autres aspects du comportement des leucocytes. Les chimiokines jouent un rôle important dans l'inflammation.
v. Un autre groupe de cytokines est appelé facteur de stimulation de colonies (LCR). Les LCR sont nécessaires à la croissance et à la différenciation des cellules sanguines à partir de cellules souches hématopoïétiques.
Les cytokines agissent comme des messagers intercellulaires car une cytokine sécrétée par une cellule agit sur une autre cellule et influence ses fonctions. La cytokine agit comme une protéine de signalisation intercellulaire. Les cytokines régulent les réponses immunitaires et inflammatoires locales et systémiques, ainsi que la cicatrisation des plaies, l'hématopoïèse et de nombreuses autres activités biologiques.
D'après les cellules sur lesquelles les cytokines agissent, les cytokines sont réputées avoir des actions autocrines, paracrines ou endocrines (Fig. 13.lA à D).
Action autocrine:
La cytokine agit sur la cellule, qui a sécrété la cytokine.
Action paracrine:
La cytokine sécrétée par une cellule agit sur les autres cellules présentes à proximité de la cellule sécrétant la cytokine.
Action de type endocrinien:
On dit que les cytokines ont une action endocrinienne lorsque les cytokines produites à partir de cellules entrent dans la circulation et affectent les cellules à des parties éloignées du corps. Les cytokines sécrétées par une cellule peuvent se lier à la cellule sécrétant des cytokines et rester sous forme de cytokine liée à la membrane cellulaire. La cytokine liée à la membrane se lie au récepteur de cytokine sur une cellule cible et transmet ses effets sur la cellule cible.
Les termes suivants sont également utilisés pour décrire les actions des cytokines (Fig. 13.2A à E).
je. Synergie:
Deux cytokines ou plus peuvent agir sur une cellule. Lorsque l'effet combiné de deux cytokines ou plus est supérieur aux effets additifs de cytokines individuelles, les cytokines sont réputées avoir des effets synergiques.
Figures 13.1 A à D: Représentation schématique des actions de communication des cytokines paracrines, autocrines, de type endocrinien et de cellules à cellules.
(A) Action autocrine:
La cytokine sécrétée par la cellule agit sur la cellule sécrétante elle-même,
(B) Action paracrine:
La cytokine sécrétée par une cellule agit sur une autre cellule proche,
(C) Action semblable au système endocrinien:
La cytokine sécrétée par une cellule entre dans la circulation et agit sur une cellule éloignée de la cellule sécrétant de la cytokine, et
(D) Communication de cellule à cellule:
La cytokine produite par la cellule X reste liée à la membrane cellulaire de la cellule X. Une autre cellule Y possédant des récepteurs pour la cytokine se lie à la cytokine située sur la membrane de la cellule X. Cette liaison envoie un signal à la cellule Y
ii. Antagonisme:
Deux cytokines ou plus peuvent agir sur une cellule. Lorsque les effets d'une cytokine inhibent ou compensent les effets d'une autre cytokine, les cytokines sont supposées avoir des effets antagonistes.
iii. Pléiotropie:
Une cytokine a différentes actions sur différents types de cellules.
Par exemple, l'interleukine-4 (IL-4) produite par la cellule TH a les effets suivants sur différents types de cellules:
une. Effet sur l'activation, la prolifération et la différenciation des cellules B.
b. Effet sur les mastocytes - Prolifération des mastocytes.
c. Effet sur les cellules B mémoires - Induction du changement de classe en IgE.
iv. Redondant:
Deux cytokines ou plus qui modèrent des fonctions similaires sur une cellule sont dites redondantes.
v. induction en cascade:
La cytokine sécrétée par un type de cellule active un second type de cellule; le second type de cellule sécrète à son tour une cytokine qui agit sur un autre type de cellule.
Figures 13.2A à E: Représentation schématique des actions d'induction pléiotropes, synergiques, antagonistes, redondantes et en cascade de cytokines.
(A) Pléiotropie:
La cytokine IL-4 a différentes actions sur différentes cellules: IL-4 provoque l'activation, la différenciation et la prolifération des cellules B; L'IL-4 provoque la prolifération des thymocytes; et IL-4 induit le passage des cellules B mémoire à classe en IgE,
(B) Synergie:
Les cytokines IL-4 et IL-5 agissent simultanément sur une cellule. Les effets combinés de l'IL-4 et de l'IL-5 sont supérieurs aux effets additifs des cytokines individuelles IL-4 et IL-5.
(C) antagonisme:
Les cytokines IL-4 et IFNγ agissent sur une cellule B. L’effet de l’IFNγ sur les cellules B empêche l’action de l’IL-4 sur les cellules B,
(D) Redondance:
Les cytokines IL-2, IL-4 et IL-5 agissant sur un lymphocyte B ont des fonctions similaires et
(E) induction en cascade:
La cytokine IFNγ sécrétée par un lymphocyte T activé agit sur le macrophage. Le macrophage sécrète à son tour la cytokine IL-12, qui agit sur les cellules T activées. Lors de la liaison à l'IL-12, la cellule TH activée sécrète de l'IFNγ, du TNF, de l'IL-2 et de nombreuses autres cytokines.
Par exemple, une cellule T activée sécrète de l’interféron gamma (IFNγ)
↓
IFNγ agit sur les macrophages
↓
Les macrophages produisent à leur tour l'interleukine-12
↓
La cytokine IL-12 agit à son tour sur les cellules TH pour produire de nombreuses autres cytokines. Plus de 100 cytokines ont été identifiées jusqu'à présent. La plupart des cytokines sont des peptides ou des glycoprotéines de poids moléculaire compris entre 6 000 et 60 000. Ils agissent en se liant à des récepteurs de cytokines spécifiques présents à la surface des cellules. Les cytokines sont extrêmement puissantes à de très faibles concentrations (10 -9 à 10 -M ).
La demi-vie des cytokines est généralement très courte. Par conséquent, ils agissent pendant une période très limitée après avoir été sécrétés; par conséquent, les actions des cytokines sont généralement limitées à de courtes distances des cellules sécrétant et la plupart des cytokines agissent sur de courtes distances de manière autocrine ou paracrine.
Bien que diverses cellules puissent sécréter des cytokines, les cellules T H et les macrophages sont les deux types de cellules les plus importants en ce qui concerne la sécrétion de cytokines. Les cytokines sécrétées par les cellules T H et les macrophages influencent la quasi-totalité du réseau de cellules en interaction au cours d'une réponse immunitaire (tableau 13.1).
Un point important doit être pris en compte. Un lymphocyte T particulier n'est activé que par un antigène spécifique. Lors d'une stimulation antigénique spécifique, le lymphocyte T activé sécrète les cytokines. Les cytokines se lient à d'autres types de cellules (tels que les macrophages) et influencent les activités des cellules.
Bien que les lymphocytes T, qui ont sécrété les cytokines, soient spécifiques à un antigène, les cellules sur lesquelles agissent les cytokines ne sont pas spécifiques à l'antigène, qui a initié la sécrétion de cytokines. En d'autres termes, la cellule activée par les cytokines agira également contre tout autre antigène. (Par exemple, le policier tire sur la gâchette du pistolet avec l'intention de frapper un ennemi. Mais les balles qui sortent d'un pistolet ne discriminent personne en tant qu'ami ou ennemi et les balles frappent celui qui se trouve sur leur chemin. De même, la cytokine et la cellule activée par la cytokine ne différencie pas l'antigène induisant la sécrétion de cytokine des autres antigènes).
Aujourd'hui, de nombreuses cytokines (telles que l'IL-2 et l'IFNγ) sont produites en grande quantité par la technologie de l'ADN recombinant et sont utilisées comme agents thérapeutiques pour traiter les patients.
