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Structure des immunoglobulines

Les immunoglobulines sont les récepteurs de l'antigène des cellules B. Elles sont exprimées à la surface de cellules B matures, et produites et sécrétées dans le sang par les plasmocytes, les cellules B en fin de différenciation. Les immunoglobulines sont des glycoprotéines composées de deux chaînes lourdes identiques (H : heavy cham) et de deux chaînes légères identiques (L : light chain). Ils ont un poids moléculaire de 50 à 70 000 Da et 25000 Da respectivement. Les chaînes légères possèdent deux formes différentes : kappa(κ) et lambda (λ).

Les résidus cystéine forment des ponts entre les chaînes d'une immunoglobuline. Le clivage d'une molécule d'immunoglobuline par l'enzyme papaine produit deux fragments identiques capables de fixer l'antigène (fragment Fab : fragment fixant l'antigène) et un fragment Pc ne pouvant pas lier l'antigène (Fc : cristallisable). Les fragments Pc contiennent des sites de fixation du facteur du complément Clq.

Les chaînes légères sont composées de deux domaines de taille similaire : la partie constante (C_L) montre peu de variabilité entre les diverses immunoglobulines, alors que la partie variable (V_L) est caractérisée par une variabilité extrême de la séquence primaire. Les deux domaines sont composés d'environ 110 acides aminés (AA). Les chaînes lourdes sont également composées d'un domaine variable (V_H, environ 110 AA) et de trois domaines constants (C_H quatre dans le cas d'IgM et IgE). Les divers domaines des immunoglobulines possèdent des structures globulaires similaires avec plusieurs feuillets antiparallèles et des ponts disulfure.

«Superfamille» d'immunoglobulines

Des domaines globulaires de structure similaire caractérisent une série de molécules du système immunitaire : la superfamille d'immunoglobulines. Outre les immunoglobulines, de nombreuses molécules font partie de cette famille : le récepteur des cellules T (TCR), les molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classes 1 et II, certaines molécules impliquées dans les interactions cellulaires telles que CD4, CD8, CD 19 et CD22, le récepteur des immunoglobulines polymériques (poly-IgR) qui permet le passage d'IgA et d'IgM à travers les cellules épithéliales et, enfin, des molécules d'adhésion telles que CD56.

Les régions hypervariables déterminent la spécificité pour l'antigène

Les domaines variables des chaînes lourdes et légères contiennent des régions avec une variabilité extrême de la séquence d'acides aminés : les régions hypervariables.

Il s'agit de segments de 6 à 8 AA localisés respectivement autour des positions 30, 50 et 93 des chaînes légères ou des positions 32, 55 et 98 des chaînes lourdes. Ils déterminent la spécificité de la liaison de l'antigène et sont appelés régions déterminant la complémentarité (complementarity determining région, CDR). La substitution d'un seul acide aminé dans ces régions peut avoir un effet important sur la fixation d'un antigène.

La partie constante des immunoglobulines déclenche les fonctions effectrices telles que la fixation du complément, l'interaction avec des récepteurs spécifiques (récepteurs Fc) de différentes cellules ou le transfert transplacentaire.

Les immunoglobulines peuvent elles-mêmes être reconnues comme antigènes puisqu'elles possèdent trois déterminants antigéniques différents : les déterminants isotypiques, allotypiques et idiotypiques. Les déterminants isotypiques correspondent aux différences entre les différentes classes d'immunoglobulines, les sousclasses et les chaînes lourdes et légères. Les déterminants allotypiques déterminent les différences entre les immunoglobulines d'un même isotype et sont surtout trouvés dans le cas des IgG. Les déterminants idiotypiques correspondent aux déterminants individuels d'un anticorps donné, c'est-à-dire à la variabilité des CDR.