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Physiologie des histiocytes


Les histiocytes naissent dans la moelle osseuse d’une cellule souche commune avec celle de la lignée granuleuse. Ils comprennent les promonocytes de la moelle osseuse, les monocytes, circulant dans le sang périphérique pour gagner les tissus où ils deviennent histiocytes, macrophages, cellules de Kupffer, cellules de la microglie, ostéoclastes et cellules dendritiques, en fonction de divers stimulus infectieux ou inflammatoires (1). A partir de précurseurs CD34+, la stimulation par le GM­CSF et le TNFa donne naissance à des précurseurs de cellules de Langerhans CD 1 a+ ou à des cellules CD 14+. Cette ligne de différenciation n'est cependant pas figée et des monocytes CDI4+ peuvent se différencier en cellules dendritiques sous stimulation par le GM-CSF/IL-4, le TNFa, etc ... ou en macrophage sous stimulation par le M-CSF, l'INFa, l'IL-6, etc ... De même les cellules dendritiques peuvent se reconvertir en macrophages sous stimulation par le M-CSF ou l'IL-10.
Les cellules dendritiques myéloïdes migrent en continu vers les tissus périphériques, en particulier la peau et les muqueuses, contribuant à l'auto-tolérance et à la veille immunitaire. Les cellules immatures capturent les antigènes et permettent une réponse rapide aux stimulus infectieux ou inflammatoires. Cette stimulation contribue à leur maturation et à leur capacité à présenter les antigènes aux diverses cellules (en particulier les lymphocytes). Cette maturation s'accompagne de modifications phénotypiques. Les cellules gagnent le paracortex des organes lymphoïdes où elles prolifèrent et deviennent des cellules dendritiques interdigitées.
Les histiocytes sont de grandes cellules au large cytoplasme clair, au noyau arrondi ou réniforme avec un nucléole variable selon le degré d’activation. Ils développent une activité de phagocytose aux dépens de débris de cellules, de germes, de parasites. Ils prennent alors le nom de macrophage.
Les histiocytes peuvent sécréter diverses monokines agissant sur des substances cibles. Elles sont produites sous l’effet de diverses cytokines. Dans certaines conditions, en particulier la stimulation de l’immunité cellulaire médiée par les lymphocytes T, certains histiocytes privilégient cette synthèse et répriment leur activité phagocytaire. Ils se transforment alors en cellules épithélioïdes dont l’accumulation réalise les granulomes de l’inflammation chronique. La fusion de cellules épithélioïdes et de monocytes donnent naissance aux cellules géantes multinucléées.
Les histiocytes peuvent être reconnus par divers anticorps monoclonaux. Les plus spécifiques reconnaissent l’antigène CD68 et surtout CD163 (qui réagit aussi avec les précurseurs granulocytaires) et ont pratiquement supplanté tous les autres, sinon positivité de CD 64, CD 32, CD 16, CD 21, CD 35, CD 11a, b ou c, CD 14, CD 18, CD 4, CD 25. Possibilité de CD 31 + dans des macrophages intratumoraux pouvant aboutir occasionnellement à un diagnostic erroné de tumeur vasculaire (2).
Dans le tissu lymphoïde, on distingue les histiocytes dispersés parmi les lymphocytes B et T, qui réalisent dans les follicules les macrophages à corps tingibles et peuvent s’accumuler en quantité variable dans les sinus ganglionnaires : les cellules dendritiques folliculaires (CDF) et les cellules interdigitées (CI).
Les CDF ne sont présentes que dans les follicules (centre germinatif et manteau). La microscopie électronique montre un cytoplasme étroit envoyant de fins prolongements unis par des desmosomes. En microscopie optique, on distingue un noyau triangulaire, clair, de la taille de celui des macrophages, avec un petit nucléole. Ces cellules dessinent un réseau tridimensionnel dans le centre germinatif développant des contacts étroits avec les cellules lymphoïdes B centrofolliculaires. Elles concentrent des complexes antigène/anticorps sur leur surface et les présentent aux cellules B et sont impliquées dans la stimulation de l’immunité humorale. Dans le manteau, les CDF s’organisent en couches concentriques. Cette architecture est bien démontrée par l’immunohistochimie utilisant des anticorps monoclonaux, soit reconnaissant des antigènes du type CD21 (récepteur duC3d), CD 23 ou CD35 (récepteur du CD3b) soit spécifiques (KiM4). Les CDF expriment toujours HLA-DR.
Les C.I. ne sont présentes que dans les territoires T. Elles ne sont réellement visibles que lors des lésions réactionnelles secondaires à la stimulation de l’immunité cellulaire. Ce sont de grandes cellules allongées à abondant cytoplasme clair, sans phagocytose entourant un noyau allongé, incurvé, plicaturé, à chromatine dispersée. Ces cellules présentent l’antigène aux lymphocytes T et correspondent vraisemblablement à une maturation de cellules de Langerhans (3). Une activité d’estérase non spécifique et de phosphatase acide peut être décelée sur tissu congelé. L’aspect ultrastructural explique la dénomination de cette cellule en montrant des prolongements cytoplasmiques s’engrenant entre 2 cellules voisines comme les doigts de 2 mains. Ces cellules sont l’équivalent dans le ganglion et le thymus des cellules de Langerhans de l’épiderme. La seule différence entre ces 2 variétés de cellules est la présence de granules de Birbeck dans les cellules de Langerhans. Des cellules interdigitées peuvent parfois s’observer dans la lumière des sinus. Les C.I. expriment CD1a et HLA-DR en congélation. Elles contiennent de la protéine S100, aisément décelée sur coupe en paraffine.
CFD et CI sont considérées comme des cellules accessoires de l’immunité. Histiocytes et cellules accessoires de l’immunité expriment CD45, CD4 et CDI4.
Les cellules réticulaires fibroblastiques participent au transport des cytokines, ils engainent les veinules post capillaires se voient dans la capsule, le hile, d'origine mésenchymateuse, actine +, vimentine +, desmine +, CD 21 -, CD 35 -, S100 -.
 
 
Marqueur
Langerhans
IDC
FDC
Macrophage
Cell B
Cell T
ATPase
+
+
+
+/-
 
 
N.A.E
+/-
+/-
+/-
+
 
 
Fascine
-
+
+
-
 
 
CD45
+/-
+/
-
+
 
 
MHC II
++
+
+/-
+
+
-
FCR
+
-
-
+
+/-
-
CD 21
-
-
++
+
+
-
CD 35
-
-
++
+
+
-
CD 2
-
-
-
-
-
+
CD 4
+
-
-
+
-
+
CD 1a
+
-
-
-
-
(+)
CD 68
-
-
-
+
-
-/+
S 100
+
+
+/-
+/-
-
-/+
CD 3
-
-
-
-
-
+
CD 20
-
-
-
-
+
-
Lysozyme
-
-
-
+
-
-
Phagocytose.
-
-
-
+
-
-
NSE
-
-
-
+
-
-
 
La notion de macrophagie ou endocytose regroupe la phagocytosede petites particules solides ou de particules +/- grosses comme des cellules, la pinocytose de molécules solubles ou particules < 100A, l’athrocytose des colloïdes.
L’endocytose présente 3 phases (voir aussi immunité normale)
Phase d’adhésion avec émission de voiles et pseudopodes hyaloplasmiques favorisée par : température à 37 ° C, ATP, force ionique ou charge électrique du milieu et des surfaces ; gênée par : nature du germe (capsule, mucine, endotoxines) ou cortisone qui freine les capacités phagocytaires.
Phase d’immunité cellulaire non spécifiqueavecdes récepteurs membranaires du fragment Fc, des Ig G ou M ou opsonines qui facilitent l’adhésion des complexes immuns. Les opsonines sont diverses : IgG modifiés par les Ag lors de la réaction Ag-Ac, et IgM s’ils ont fixé les fractions 1, 4, 2, 3 du complément, complément surtout, nécessaire donc aux IgM, facilitant le rôle des IgG, peut-être des opsonines naturelles, dont la tufsine splénique, sélectine P qui stimule les PN ;
- l’opsonisation correspond à la modification des parois bactériennes sous l’effet des ces opsonines, leur permettant de se fixer sur les récepteurs spécifiques du phagocyte ; facultative quand il s’agit des macrophages, elle est un préalable indispensable quand il s’agit des PNN ;
- les anticorps cytophiles se fixent au macrophage par leur fragment Fc et attirent ensuite leurs antigènes par leur fragment Fab ;
- l’injection de bactéries même tuées ou de toxines bactériennes(adjuvant de Freund) stimule aussi la macrophagie ;
- toute cette immunité cellulaire non spécifique facilite la macrophagie, encore que l’opsonisation soit indispensable aux polynucléaires neutrophiles, sans mémorisation des phénomènes.
Durant la phase d’ingestionde la particule à phagocyter, la cellule émet des pseudopodes autour du micro-organisme avec invagination de la membrane cytoplasmiquequi aboutit à la formation d’une vacuole de phagocytose ou phagosome, limitée par la membrane cellulaire invaginée ; cette étape exige de l’énergie, provenant en général de la glycolyse anaérobie,
Sort de la particule ingérée, le plus souvent elle est digérée, les lysosomes s’accolent et fusionnent avec cette vacuole dans laquelle ils libèrent leurs enzymes ;
- La bactéricidie met en jeu des agents protéiques sans activité enzymatique, enzymes, produits du métabolisme post-phagocytaire, association de plusieurs agents (myéloperoxydase - peroxyde d’hydrogène - iodures) puis, des agents dégradant les constituants des germes (lysozyme, phospholipases, hydrolases) ; la dégradation étant incomplète dans les PN, complète dans les monocytes - macrophages, tandis qu’il existe des modifications du métabolisme leucocytaire liées à la bactéricidie.
- On observe alors des stades +/- avancés de dégradation et finalement, les éléments résiduels sont éliminés par exocytose.
- La maladie de Good, maladie granulomateuse létale infantile, correspond à un défaut de bactéricidie, sans défaut de captation des germes, d’où la formation de granulomes ; le test au nitrobleu de tétrazolium NBT reste négatif, même après phagocytose, et intermédiaire chez les parents car il s’agit d’une maladie récessive transmise par le chromosome X, frappant les lignées neutrophile et monocytaire.
La persistanceintracellulaire du matériel ingéré peut s’observer en cas de déficience des lysosomes (maladie de Good) ou d’impossibilité de dégrader le matériel ingéré : qu’il s’agisse de substances inertes : carbone, silice, amiante, ou de micro-organismes : virus, bactéries, mycobactéries surtout ; on arrive à un équilibre où les micro-organismes sont inaccessibles aux antibiotiques et où les cellules épithélioïdes fusionnent en cellules géantes stériles bloquées plusieurs décennies dans un granulome inflammatoire (monocytes du poumon dans l’anthracose, par exemple).
La multiplicationde micro-organismes virulents, tels que mycobactéries, salmonelles, brucelles, aboutit à la mort de la cellule infestée avec libération de ses hydrolases acides attaquant le milieu conjonctif ambiant.
N.B. : Divers mécanismes de résistance des germes à la macrophagie sont possibles : inhibition de la réaction inflammatoire, activité toxique vis à vis des cellules phagocytaires (streptolysines O et S), interférence avec l’adhésion à la membrane des cellules phagocytaires (protéine A des staphylocoques ou M des streptocoques), échappement aux effecteurs microbicides des cellules phagocytaires (inhibition de la fusion phagosome - endosome - lysosome, survie dans le phagolysosome, sortie du phagosome, sortie du phagolysosome).
La macrophagie a ainsi un rôle d ‘éboueur en s’attaquant aux molécules libres, particules, germes, qu’ils possèdent ou non un pouvoir antigénique, par des cellules libres ou fixées, les phénomènes immunitaires n’étant que facilitant (anticorps cytophiles et opsonines) ; aux déchets de l’organisme : érythrophagocytose des hématies âgées, dans la moelle osseuse, PNN usés par la phagocytose ou sénescents, PNE et basophiles dégranulés, macrophages vieillis (système réticulo-macrophagique), lympho- et plasmocytes (corps tingibles de Flemming du système réticulo-macrophagique), plaquettes (rate) et noyaux de mégacaryocytes (moelle)..
Les autres cellules labiles de l’organisme, qui ne desquament pas à l’extérieur, sont captées par les macrophages régionaux, les ostéoclastes participent au modelage permanent de l’os, les fibres collagènes vieillies sont détruites dans le derme. D’autres déchets sont à résorber aussi : cellules qui régresssent lors de l’embryogénèse (rein primitif, cellules mâles ou femelles de l’autre sexe), cellules de l’involution utérine du post-partum. Les lipocytes assurent le catabolisme et le stockage des lipides
Nettoyage des substances étrangères à l’organismetelles queparticules minérales (charbon, silice, amiante, talc, bérylium), parasites (leishmanies, hématozoaires, Bartonella falciformis), mycoplasmes, bactéries, souvent mycobactéries (Koch, Hansen), colorants, lipiodol introduits à titre diagnostique.
Ils ont d’autres fonctions mal connues : sécrétion d’agents anti-microbiens (lysozymes), sécrétion d’agents anti-viraux (interférons), sécrétion de pyrogènes endogènes et PGE 2, sécrétion de " monokines " (GM-CSF, IL-1, IL-4, IL-6, IL-10, TNF alpha), synthèse de certains composés du complément, rôle de surveillance du développement des tumeurs (rôle du TNF alpha), immuno-surveillance.


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