11.3A : Modèles moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMPs) et modèles moléculaires associés au danger (DAMPs)

Pour se protéger contre les infections, l’une des premières choses que le corps doit faire est de détecter la présence de micro-organismes. Le corps le fait initialement en reconnaissant des molécules uniques à des groupes de micro-organismes apparentés et qui ne sont pas associées aux cellules humaines. Ces molécules microbiennes uniques sont appelées motifs moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMP). En outre, des molécules uniques présentes sur des cellules humaines stressées, blessées, infectées ou transformées sont également reconnues dans le cadre de l’immunité innée. Elles sont souvent appelées modèles moléculaires associés à un danger ou DAMP. Au total, on pense que le système immunitaire inné reconnaît environ 103 motifs moléculaires.

Figure \(\PageIndex{1}\) : (gauche) Structure d’une paroi cellulaire Gram-négative. La paroi cellulaire Gram négatif est composée d’une fine couche interne de peptidoglycane et d’une membrane externe constituée de molécules de phospholipides, de lipopolysaccharides (LPS), de lipoprotéines et de protéines de surface. Le lipopolysaccharide est constitué de lipide A et de polysaccharide O. (droite) La paroi cellulaire Gram-positive apparaît comme une couche dense typiquement composée de nombreuses rangées de peptidoglycane, et de molécules d’acide lipoteichoïque, d’acide teichoïque de paroi et de protéines de surface.

Les exemples de PAMPs associés aux microbes comprennent :

1. le lipopolysaccharide (LPS) de la membrane externe de la paroi cellulaire Gram négatif (voir figure \(\PageIndex{1}\)A);
2. les lipoprotéines et lipopeptides bactériens (voir figure \(\PageIndex{1}\)A) ;
3. porines dans la membrane externe de la paroi cellulaire Gram négatif (voir figure \(\PageIndex{1}\)A);
4. peptidoglycane que l’on trouve en abondance dans la paroi cellulaire Gram positif et à un degré moindre dans la paroi cellulaire Gram négatif (voir figure \(\PageIndex{1}\)B) ;
5. acides lipoteichoïques présents dans la paroi cellulaire à Gram positif (figure \(\PageIndex{1}\)B);
6. lipoarabinomannane et acides mycoliques présents dans les parois cellulaires acidophiles (figure \(\PageIndex{2}\)B)
7. Glycanes riches en mannose (courtes chaînes glucidiques dont le sucre mannose ou fructose est le sucre terminal). Ils sont fréquents dans les glycoprotéines et glycolipides microbiens mais rares dans ceux de l’homme (voir figure \(\PageIndex{6}\)).
8. flagelline présente dans les flagelles bactériens;
9. acide nucléique bactérien et viral. Les génomes bactériens et viraux contiennent une fréquence élevée de séquences dinucléotides cytosine-guanine non méthylées ou CpG (une cytosine dépourvue de groupe méthyle ou CH3 et située adjacente à une guanine). L’ADN des mammifères présente une faible fréquence de séquences CpG et la plupart sont méthylées, ce qui peut masquer leur reconnaissance par les récepteurs de reconnaissance des motifs. De plus, l’ADN et l’ARN humains ne pénètrent pas normalement dans les endosomes cellulaires où se trouvent les récepteurs de reconnaissance des motifs pour l’ADN et l’ARN microbiens ;
10. N-formylméthionine , un acide aminé commun aux protéines bactériennes ;
11. ARN viral double brin unique à de nombreux virus à un certain stade de leur réplication ;
12. ARN viral simple brin provenant de nombreux` virus ayant un génome à ARN ;
13. acides lipoteichoïques, glycolipides et zymosan provenant de parois cellulaires de levure ; et
14. phosphorylcholine et autres lipides communs aux membranes microbiennes.

Figure \(\PageIndex{2}\) : Structure d’une paroi cellulaire acidophile. En plus du peptidoglycane, la paroi cellulaire acidophile de Mycobacterium contient une grande quantité de glycolipides, notamment des acides mycoliques. La couche de peptidoglycane est liée à l’arabinogalactane (D-arabinose et D-galactose) qui est ensuite lié à des acides mycoliques de haut poids moléculaire. La couche d’arabinogalactane/acides mycoliques est recouverte d’une couche de polypeptides et d’acides mycoliques constituée de lipides libres, de glycolipides et de peptidoglycolipides. Les autres glycolipides comprennent le lipoarabinomannane et les mannosides de phosphatidyinositol (PIM). En raison de sa paroi cellulaire unique, lorsqu’elle est colorée par la procédure acido-fast, elle résiste à la décoloration par l’acide-alcool et se colore en rouge, la couleur de la coloration initiale, la fuchsine de carbol. A l’exception d’un très petit nombre d’autres bactéries acido-alcooliques telles que Nocardia, toutes les autres bactéries seront décolorées et se coloreront en bleu, la couleur de la contre-coloration au bleu de méthylène.

Les exemples de DAMPs associés à des cellules hôtes stressées, blessées, infectées ou transformées et que l’on ne trouve pas sur les cellules normales comprennent :

1. les protéines de choc thermique;
2. les phospholipides membranaires altérés ; et
3. les molécules normalement situées à l’intérieur des phagosomes et des lysosomes qui n’entrent dans le cytosol que lorsque ces compartiments membranaires sont endommagés à la suite d’une infection, y compris les anticorps liés aux microbes par opsonisation.
4. molécules normalement présentes à l’intérieur des cellules, telles que l’ATP, l’ADN et l’ARN, qui se déversent hors des cellules endommagées.

Pour reconnaître les PAMPs tels que ceux énumérés ci-dessus, diverses cellules corporelles possèdent une variété de récepteurs correspondants appelés récepteurs de reconnaissance de motifs ou PRRs capables de se lier spécifiquement à des portions conservées de ces molécules. Les cellules qui possèdent généralement des récepteurs de reconnaissance de motifs comprennent les macrophages , les cellules dendritiques , les cellules endothéliales , les cellules épithéliales des muqueuses et les lymphocytes .

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