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    1. Immunoglobulines D.HUET

    3. Plan Introduction Profil lectrophortique Super famille des immunoglobulines Structure et composition Fonctions effectrices Diffrentes classes Dterminisme antignique Gnes codant pour les immunoglobulines Ingnierie

    4. Introduction Protines sriques : profil lectrophortique Rcepteur du lymphocyte B : mIgM Glycoprotines Association de deux chanes lourdes et de deux chanes lgres Prsence de sucres Proprits Liaison spcifique lantigne Fonctions effectrices non spcifique de lantigne

    5. Profil lectrophortique

    7. Plan Introduction Structure et composition Reprsentation tridimensionnelle Les domaines Les fragments Les chaines Fonctions effectrices Diffrentes classes Dterminisme antignique Gnes codant pour les immunoglobulines Ingnierie

    8. Schma dune immunoglobuline

    9. Structure tridimensionnelle

    10. Reprsentation tridimensionnelle

    11. Structure tridimensionnelle

    12. Les domaines Chaque groupe de 100 110 aa possde un pont disulfure Les domaines variables (V) correspondant au paratope Les domaines constants ( C ) sont impliqus dans les fonctions biologiques de lanticorps Fixation du complment Passage du placenta

    13. Les fonctions des domaines

    14. Obtention des fragments Hydrolyse enzymatique Papane Pepsine Rduction Chimique Ure Mercaptan

    15. Dnomination des fragements Fab : fragment antigen binding raction avec lantigne Fc Fragment constant Fonctions effectrices La rgion charnire Entre le CH1 et le CH2 Riche en CYS et PRO Donne une certaine flexibilit la molcule Trs accessible aux solvants et aux enzymes

    16. Rcapitulatif : fragments

    17. Structure Porter, Edelman,(1960) Glycoprotine 2 chanes lourdes (52 kDa) 2 chanes lgres (23 kDa) Parties constantes Parties variables 150 Kda 5 classes : A, G, D, E et M

    18. Chanes lourdes et lgres Chanes lourdes 5 isotypes diffrents Alpha, a 1et a 2 Delta, d Epsilon, e Gamma, g,1 2 3 4 Mu, m 50 000 dalton Domaine constant (x3,4 ou5) CH1, CH2, CH3, CH4,CH5 Domaine variable (x1) VH1

    19. Chanes lourdes et lgres (2) Chanes lgres 2 isotypes Lambda, l kappa , k Le % de chanes lambda et kappa varie dune espce lautre : 40/60 chez lhomme, 5/95 chez la souris. 25 000 dalton Domaine constant (x1) CL Domaine variable (x1) VL

    20. Rcapitulatif : chaines polypeptidiques

    21. Plan Introduction Structure et composition Fonctions effectrices Raction non spcifique avec des protines bactriennes Protine A : S.aureus Protine G : streptocoque du groupe G Fixation du complment C1q sur le Fc Raction avec les rcepteurs Fc Diffrentes classes Dterminisme antignique Gnes codant pour les immunoglobulines Ingnierie

    22. Protine A

    23. Liaison avec la protine A

    24. Liaison avec les protines du complment

    25. Liaison au rcepteur du fragment Fc

    26. Liaison avec les RFc

    27. Plan Introduction Structure et composition Fonctions effectrices Diffrentes classes Gnralits, proprits et caractristiques IgG IgA IgM IgE Allergies type I IgD Dterminisme antignique Gnes codant pour les immunoglobulines Ingnierie

    28. Diffrentes classes dimmunoglobulines

    30. Proprits des diffrentes classes dimmunoglobulines humaines

    31. Caractristiques des diffrentes classes dimmunoglobulines humaines

    32. IgG 75 % des Ig PM 150 Kd Rpartition uniforme entre les compartiments intra et extra vasculaire Neutralisation des toxines bactriennes Chane lourde 1 VH et 3 CH 2 pont di sulfure au moins

    33. IgG (2) les diffrents isotypes humains

    34. IgA 10 15 % des Ig Monomrique dans le srum Polymrique dans les scrtions (80 % des Ig scrtes), PM 300 000 d Pice de jonction (J) Pice scrtoire (PS) Deux isotypes a 1 et a 2

    35. IgA (2) Pice de jonction 15 000 d Nombreuses cyctines : pont disulfure entre les chanes a ou m. Enzyme prsente dans la membrane du Lymphocyte B : sulfhydryl oxydase Pice scrtoire Fortement glycosyle Synthtise par les cellules pithlliales Facilite la scrtion et protge de la dgradation

    36. IgA dimrique

    37. Scrtion des IgA

    38. IgM 10 % des Ig totales Premire immunoglobuline scrte Monomrique, en tant que rcepteur de surface du lymphocytes B Pentamrique dans le srum PM 900 000 d

    39. IgM pentamrique

    40. IgM photographie microscopie lectronique

    41. IgE 2 5 % des Ig totales Ractions dhypersensibilt immdiate PM 190 000 d Fortement glycosyles Rponse IL4 et IL13

    42. Les diffrents types dallergies

    43. Hypersensibilit immdiate (type I) Lallergne : pollen, poussire, poils danimaux, ingrdients alimentaires Trois phases : Sensibilisation Raction Manifestation Mcanisme

    44. Mcanisme de lhypersensiblit immdiate de type I

    46. Les mdiateurs et leurs effets Les mdiateurs Lhistamine LECF-A eosinophilic chemotactic factor of anaphylaxis NCF neutrophil chemotactic factor Lhparine Enzymes : trypsine, chymotrypsine, arylsulfatase Leucotrines (LT C4, D4, E4) Prostaglandine (PGD, PGE et PGF2a) PAF (platelet activating factor) Les effets Vasodilatation priphrique Augmentation de la permabilit capillaire Chimiotactisme des osinophiles et neutrophiles Agrgation plaquettaire Contraction de certains muscles lisses (bronches)

    48. IgD Concentration srique trs faible Rcepteur de membrane du lymphocyte B Peu glycosyle, sensible la protolyse

    49. Tutoriel Visualisation tridimensionnelle des immunoglobulines : http://www.umass.edu/molvis/bme3d/materials/jmoltuts/antibody/contents/contents.htm

    50. Plan Introduction Structure et composition Fonctions effectrices Diffrentes classes Dterminisme antignique Isotypie Allotypie Idiotypie Parties variables Gnes codant pour les immunoglobulines Ingnierie

    51. Dterminisme antignique des Ig Isotypie Porte par les parties constantes des chanes lourdes et lgres des Ig Lisotypie distingue les espces Allotypie Porte par les parties constantes des chanes lourdes et lgres Disntingue les individus au sein dune mme espce Idiotypie Porte par les parties variables des chanes lourdes et lgres Distingue la spcificit antignique

    53. Isotypie

    54. Allotypie

    55. Allotypie Variation alllique des rgions constantes des Ig Mise en jeu de gnes codominants autosomals, transmission Mendellienne. Il y a des allotypes sur les chaines ?, a, et ? Les allotypes Les allotypes peuvent confrer quelques avantages biologiques vis vis de certains agents infectieux.

    56. IgG (3)

    57. Exemple dallotype

    58. Exemple dallotype

    59. Quelques allotypes humains

    60. Allotypie et infection Des enfants avec lallotype G2m(23) prsentent une meilleure immunit vis vis de H.influenzae type B, que ceux ne portant pas cet allotype. Lallotype Km(1) est plus efficace que les autres sur les chaines kappa Ambrosino, et al. 1985, J. Clin. Invest. 75:1935; Granoff, et al. 1986, J. Inf. Dis. 154:257.

    61. Idiotypie

    62. Dfinition Idios, du grec unique, unique pour un anticorps pour une spcificit Ce sont des pitopes de la rgion variable Procure un mcanisme naturel de rgulation du taux danticorps Les anticorps anti id, sont impliqus dans la rgulation de la synthse des anticorps

    63. Les parties variables Kabbat et Wu introduisent lindice de variabilit : mesure du degrs de variabilit 3 rgions hypervariables sur la chaine L et sur la chaine H. (CDR H et CDR L) Ce sont les zones de contact avec les pitopes Les CDR complementarity determining region

    64. Indice de variabilit Le rapport du nombre des diffrents aa une place donne divis par la frquence de lacide amin le plus reprsent cette place A la position 7, le squenage de 63 chaines L, 4 acides amins sont trouvs cette position. La srine apparait 41 fois, la frquence est donc 41/63=0,65. Lindice de variabilit est donc de 4/0,65 = 6,15.

    65. Parties variables

    66. Sites de liaisons antigne

    67. Le site de fixation 3 boucles hyper variables (CDR) de la chane lourde (CDRH1-3) 3 boucles hyper variables de la chane lgre (CDRL1-3)

    68. ScFv

    69. Exprience de Oudin

    70. Schma dun paratope

    71. Anticorps anti idiotype

    72. Plan Introduction Structure et composition Fonctions effectrices Diffrentes classes Dterminisme antignique Gnes codant pour les immunoglobulines Gnralits Principe Les gnes morcels Les chaines lgres Les chaines lourdes Commutation de classes Diversit somatique Synthse Ingnierie

    73. Gntique des immunoglobulines Extrme diversit antignique Nombre infini danticorps Nombre infini de gnes Adaptation de lorganisme Tous les anticorps ne sont pas synthtiss en mme temps Rarrangement gntique Thorie germinative : 1 gne distinct pour chaque chaine dimmunoglobuline, le rpertoire est hrditaire Thorie somatique : nombre limit de gnes, modification dans la cellule B au cours de la vie de lindividu Slection clonale

    74. Slection clonale

    76. Principes Les parties variables et constantes sont codes par des gne diffrents Le nombre de gnes C est plus limit que le nombre de gnes V Les chanes lourdes et lgres sont codes par des gnes diffrents Les gnes des mmes parties VH peuvent sassocier des gnes CH diffrents Mme idiotypie, mais isotypie diffrente

    77. Gnes codant pour les immunoglobulines

    78. Les gnes morcels

    79. Les gnes morcels

    80. Les chanes lgres

    81. Rarrangement mcanisme (2)

    82. Gnes des chanes lourdes

    84. Commutation de classe

    85. Diversit somatique

    86. Cas des mIgM

    87. Cas des IgM scrtes

    89. Nombre de rarrangement

    90. Plan Introduction Structure et composition Fonctions effectrices Diffrentes classes Dterminisme antignique Gnes codant pour les immunoglobulines Ingnierie Anticorps monoclonaux Anticorps bispcifiques Les anticorps conjugus Anticorps catalytiques Anticorps Coliclonaux ou recombinants

    91. Les anticorps monoclonaux

    93. Les anticorps bispcifiques

    94. Principe Deux paratopes dirigs contre deux antignes diffrents. Bispcifique, monovalent Obtention par voie chimique Agent de liaison chimique Par manipulation cellulaire Technique des hybridomes : trs faible rendement Par recombinaison gntique modification de Fv ou de ScFv oligomrisation de domaine dimmunoglobulines oligomrisation de domaines non immunoglobulines

    95. Obtention par voie chimique Anticorps bispcifique Anti IgG de souris Anti peroxydase Monovalent Couplage avec un ractif de la famille des malimides Spcifique des fonctions thiols

    96. Obtention par gnie gntique Bispcifiques diabodies Liaison des parties variables des chanes lourdes et lgres dune Ig. Croisement des chanes lourdes et lgres des deux anticorps Le linker est constitu de 5 acides amins ou moins. RBS site de liaison aux ribosomes

    97. Les immuno toxines

    99. Les anticorps catalytiques abzymes 1940 Linus Pauling Abaissement de la barrire nergtique par les enzymes 1960 W. Jencks Production danticorps dirigs contre un haptne qui mime ltat de transition 1970 Khler et Milstein Production des anticorps monoclonaux 1986 B. Green, R.A. Lerner , P.G. Schultz Activit hydrolytique dun anticorps 2000 J.D. Stevenson & N.R. Thomas Production danticorps catalytiques

    100. Anticorps dirigs contre des analogues d'tat de transition Immuniser un animal avec une molcule stable, mimant l'tat de transition de la raction chimique que l'on veut catalyser Ractions catalyses hydrolyse de liaisons chimiques (esters, carbonates, amides, phosphates) synthse de molcules (esters, amides, additions de Diels-Alder,) Isomrisation Dcarboxylation oxydo-rduction utilisation mdicale ou industrielle

    102. L'approche des anti-idiotypes : de l'enzyme l'abzyme Thorie du rseau idiotypique Jerne (1974) Ractions catalyses : Estrification amidasique

    103. Anticorps catalytiques " naturels " Srum de malades atteints de diffrentes pathologies asthme : activit protase contre le peptide vasoactif intestinal (VIP) lymphomes multiples : protine de Bence-jones Thyrodite d'Hashimoto : activit protasique lupus rythmateux : hydrolyse de l'ADN

    104. Mtalloabzymes et Hmoabzymes Peroxydase 1989 hydrolyse d'une liaison Glycine-Phnylalanine Induction dun site de complexation d'un mtal l'oxydation nantioslective de diffrentes molcules

    105. Applications industrielles et mdicales Anticorps activit aldolase (Aldrich Chemical Group) Med-Immune (Gaithersburg, MD, USA) Advanced Biotech Ltd. (Ariel, Isral) Prolifaron (San Diego, CA, USA) Synthse d'une nouvelle molcule anticancreuse : l'EpothiloneA Novartis (Suisse) Bristol-Myers Squibb (USA) Drug masking Hydrolyser la cocane, Columbia University et Ixsys Inc Traitement doverdose et daddiction Traitement des infections par des bactries gram-ngatives, Advanced Biotech Activit protase spcifique : traitements antiviraux, vaccins.

    107. Les anticorps coliclonaux

    108. Rfrences internet http://www.wiley.com/legacy/products/subject/life/immuno/index.html http://www.whfreeman.com/immunology/CH05/igg-overview.htm http://www.whfreeman.com/immunology/INDEX.HTML http://www.whfreeman.com/immunology/INDEX.HTML http://www.path.cam.ac.uk/~mrc7/mikeimages.html Protein Explorer page daccueil http://www.umass.edu/microbio/chime/pe_beta/pe/protexpl/frntdoor.htm http://www.utc.fr/~friboule/abzyme.htm