1. Production
En réponse à une infection, un stress ou une lésion, les cellules immunitaires et tissulaires produisent des protéines de signalisation.
Cytokines et chimiokines
De petits signaux, de grands effets.
Les cytokines et chimiokines sont de petites protéines qui permettent aux cellules de communiquer. En se liant à des récepteurs spécifiques, elles coordonnent les réponses immunitaires, attirent les cellules vers une infection ou une lésion et contribuent à l’équilibre immunitaire.
Retour au système immunitaire →Que sont les cytokines et chimiokines ?
Les cytokines et chimiokines sont des protéines de signalisation libérées par les cellules immunitaires, mais aussi par d’autres cellules, notamment épithéliales et stromales. Elles se lient à des récepteurs spécifiques et déclenchent des voies qui modifient le comportement cellulaire, l’expression des gènes et les réponses immunitaires.
Leurs rôles diffèrent, mais elles agissent souvent ensemble pour coordonner le moment, le lieu et l’intensité des réponses immunitaires.
Cytokines et chimiokines : quelle différence ?
Cytokines
- Un vaste ensemble de protéines de signalisation.
- Une action locale, parfois systémique.
- Régulent activation, prolifération, différenciation et survie.
- Comprennent les interleukines, les interférons et la famille du TNF.
Chimiokines
- Une famille spécialisée de cytokines.
- Guident les déplacements cellulaires via leurs récepteurs.
- Organisent surveillance et positionnement des cellules.
- Comprennent les familles CC, CXC, CX3C et XC.
Leur fonctionnement
2. Libération et diffusion
Les signaux peuvent agir sur la cellule qui les produit, des cellules voisines ou, par la circulation, des cellules éloignées.
3. Liaison au récepteur
Le signal se lie à son récepteur et active des voies comme JAK–STAT, NF-κB ou MAPK.
4. Réponse cellulaire
Les cellules cibles modifient l’expression des gènes, leur activation, migration, différenciation ou survie.
Les principales cytokines et chimiokines
Quelques signaux importants, leurs sources et leurs fonctions.
| Molécule | Type | Principales cellules productrices | Rôles et fonctions |
|---|---|---|---|
| IL-1β | Cytokine | Monocytes, macrophages, cellules dendritiques | Favorise l’inflammation, la fièvre et l’activation endothéliale. |
| IL-2 | Cytokine | Lymphocytes T activés | Favorise la prolifération T et le maintien des lymphocytes T régulateurs. |
| IL-4 | Cytokine | Lymphocytes Th2, basophiles et autres cellules de type 2 | Favorise la différenciation de type 2 et la commutation vers les IgE. |
| IL-5 | Cytokine | Lymphocytes Th2 et cellules lymphoïdes innées de type 2 | Favorise le développement, la survie et l’activation des éosinophiles. |
| IL-6 | Cytokine | Cellules myéloïdes, stromales et endothéliales | Soutient la réponse de phase aiguë et la différenciation B ; effets dépendant du contexte. |
| IL-10 | Cytokine | Lymphocytes T régulateurs, macrophages, lymphocytes B | Limite les réponses inflammatoires et soutient la régulation immunitaire. |
| IL-12 | Cytokine | Cellules dendritiques et macrophages | Favorise la différenciation Th1 et la production d’IFN-γ par les lymphocytes T et les cellules NK. |
| IL-17A | Cytokine | Lymphocytes Th17, T γδ et autres lymphocytes | Induit des signaux épithéliaux et stromaux favorisant le recrutement des neutrophiles. |
| TNF-α | Cytokine | Macrophages, lymphocytes T, cellules NK | Favorise inflammation et activation endothéliale ; peut influencer survie et mort cellulaires. |
| IFN-γ | Cytokine | Lymphocytes T et cellules NK | Active les macrophages et renforce la présentation antigénique. |
| IFN-α / IFN-β | Cytokines | Cellules dendritiques plasmacytoïdes et nombreuses cellules infectées | Induisent des programmes antiviraux et modulent les réponses immunitaires. |
| TGF-β | Cytokine | Cellules immunitaires, stromales et de nombreux autres tissus | Régule les réponses immunitaires, la réparation et la différenciation selon le contexte. |
| CXCL8 (IL-8) | Chimiokine | Cellules myéloïdes, épithéliales et endothéliales | Recrute et active les neutrophiles. |
| CCL2 (MCP-1) | Chimiokine | Cellules myéloïdes, stromales et endothéliales | Recrute les monocytes dans les tissus inflammatoires. |
| CCL5 (RANTES) | Chimiokine | Lymphocytes T, macrophages et plaquettes | Recrute certains lymphocytes et autres leucocytes selon les récepteurs exprimés. |
| CXCL12 (SDF-1) | Chimiokine | Cellules stromales et endothéliales | Contribue au positionnement, à la migration et à la rétention cellulaires, notamment dans la moelle osseuse. |
| CXCL10 (IP-10) | Chimiokine | Cellules myéloïdes, endothéliales et stromales | Recrute les cellules exprimant CXCR3, notamment les lymphocytes T activés. |
| CCL11 (éotaxine-1) | Chimiokine | Cellules épithéliales, endothéliales et stromales | Recrute les éosinophiles via CCR3. |
| CCL19 / CCL21 | Chimiokines | Cellules stromales lymphoïdes ; cellules endothéliales lymphatiques pour CCL21 | Guident les lymphocytes T et les cellules dendritiques exprimant CCR7 vers les tissus lymphoïdes et à l’intérieur de ceux-ci. |
| CXCL13 | Chimiokine | Cellules stromales folliculaires et certaines cellules immunitaires | Guide les lymphocytes B et T auxiliaires folliculaires exprimant CXCR5 vers les follicules B. |
| CCL20 | Chimiokine | Cellules épithéliales, stromales et immunitaires activées | Recrute les cellules exprimant CCR6, notamment certaines cellules dendritiques et Th17. |
Sources et fonctions données à titre d’exemples, sans exhaustivité. Les effets varient selon la dose, le moment, les récepteurs exprimés et le tissu.
À retenir
- Les cytokines coordonnent la communication cellulaire.
- Les chimiokines guident les déplacements cellulaires.
- Les récepteurs déterminent quelles cellules répondent.
- Un même signal peut agir différemment selon le tissu.
- Une signalisation équilibrée favorise protection et réparation.
Pourquoi sont-elles importantes ?
Combattre les infections
Coordonnent les réponses protectrices contre les agents pathogènes.
Réguler l’inflammation
Contribuent à déclencher, amplifier et limiter l’inflammation.
Soutenir la réparation
Coordonnent les réponses après une lésion.
Maintiennent l’équilibre immunitaire
Participent à la tolérance et évitent une activité immunitaire inutile.
Cytokines et chimiokines dans la santé et la maladie
Infections
Des signaux adaptés permettent de maîtriser les microbes.
Maladies inflammatoires chroniques
Des signaux persistants ou dérégulés peuvent léser les tissus.
Cancer
Selon le contexte, les signaux favorisent ou freinent la croissance tumorale.
Maladies auto-immunes
Des réseaux de signalisation altérés peuvent contribuer à la perte de tolérance.
Un même signal, des effets différents
Une cytokine n’a pas un effet unique et immuable. Son action dépend de la cellule cible et de son environnement.
Expression des récepteurs
Les cellules doivent posséder le bon récepteur pour répondre directement.
Dose et durée
Un bref signal local peut agir autrement qu’une exposition prolongée ou systémique.
Des signaux qui se combinent
D’autres cytokines peuvent amplifier, modifier ou contrer la réponse.
Contexte tissulaire
L’état des cellules et leur environnement tissulaire influencent le résultat.
De près ou de loin : le trajet des signaux
Autocrine : la même cellule
Le signal libéré agit en retour sur la cellule qui l’a produit.
Paracrine : les cellules voisines
Les signaux locaux coordonnent les réponses des cellules et tissus voisins.
Endocrine : des cellules éloignées
Certaines cytokines circulent dans le sang et influencent des tissus éloignés, comme lors de la réponse de phase aiguë.
Le trajet dépend du signal et du contexte biologique.
Cytokines, chimiokines et vieillissement
Avec l’âge, les réseaux de signalisation évoluent. Ces changements varient selon les personnes et les tissus.
- Une signalisation inflammatoire basale plus élevée peut contribuer à l’inflammaging.
- Le recrutement et la coordination des cellules peuvent changer.
- Les réponses aux infections et aux vaccins peuvent devenir moins efficaces.
- Les maladies chroniques peuvent à leur tour modifier ces réseaux.
Une perspective encourageante
Une activité physique régulière, une alimentation équilibrée, un sommeil suffisant et une prévention adaptée soutiennent la santé générale. Ces mesures ne remplacent pas le diagnostic ni le traitement d’une maladie inflammatoire.
Vieillissement et immunité →Sources et références
- Cytokines, chimiokines et facteurs de croissance
- Réponses innées induites
- Inflammaging
- Chimiokines et vieillissement
Les illustrations schématisent les principaux mécanismes ; les tailles, couleurs et distances moléculaires ne sont pas représentées à l’échelle réelle.