Thymus

Thymus

Situé dans le thorax, le thymus est un organe dédié à la maturation des thymocytes. Les thymocytes ne possèdent aucune caractéristique des lymphocytes T lorsqu’ils pénètrent dans le thymus, et en ressortent après avoir acquis l’ensemble des propriétés des lymphocytes T matures, notamment leur TCR. Il s’opère une double-sélection (positive et négative, voir ontogenèse des lymphocytes T) assurant que les lymphocytes T matures repassant dans la circulation systémique soient à la fois efficaces et inoffensifs pour le soi.

On distingue deux zones principales dans le thymus, chacune avec des populations cellulaires et des fonctions distinctes.

• Zone corticale : on y retrouve principalement des thymocytes immatures, double-négatifs ou double-positifs, au sein des cellules endothéliales thymiques corticales (cTEC).
• Zone médullaire : on y trouve des thymocytes matures simple-positifs au sein des cellules endothéliales thymiques médullaires (mTEC).

CLP : progéniteur lymphoïde commun ;
CD : cellule dendritique ;
DN : double négatif ;
DP : double positif ;
SP : simple positif ;
cTEC : cellules épithéliales thymiques corticales ;
mTEC : cellules épithéliales thymiques médullaires

Les cellules épithéliales thymiques (mTEC et cTEC) expriment de fortes quantités de molécules HLA de classe I et II à leur surface. Elles sont le support de la sélection positive et négative des lymphocytes T (voir ontogenèse des lymphocytes T).

Entre les deux zones, la jonction cortico-médullaire est la zone par laquelle entrent les thymocytes très immatures en provenance de la moelle osseuse et sortent les thymocytes matures à la fin du processus de maturation.

Maturation des lymphocytes T

Les lymphocytes T subissent un processus de maturation marqué notamment par l’acquisition du TCR (voir ontogenèse des lymphocytes T) avant de pouvoir exercer leurs fonctions cytotoxiques (lymphocyte T CD8+) ou auxilliaires (lymphocyte T CD4+).

Sélection des lymphocytes T

Au cours de leur maturation, les lymphocytes T subissent notamment deux grandes étapes de sélection qui permettent d’éliminer les clones inefficaces d’une part et auto-réactifs d’autre part.

• Première étape de sélection: via les molécules HLA de l’individu  = restriction au CMH.
  Il s’agit de l’étape de sélection positive qui a lieu dans le cortex thymique : le thymocyte va survivre et continuer sa maturation si et seulement si il reconnait :

  - une molécule HLA de classe I : il devient alors un lymphocyte T CD8+.

  - une molécule HLA de classe II : il devient alors un lymphocyte T CD4+.

Autrement dit, les thymocytes T ne reconnaissant pas les molécules HLA de l’individu sont « perdus » (dégénérescence du clone par apoptose en l’absence de signaux de survie). C’est un ingénieux système d’économie d’énergie du système immunitaire ! En effet, un lymphocyte T dont le TCR ne reconnait pas les molécules HLA de l’individu ne pourra jamais être activé, il est préférable de supprimer ces clones inutiles. Cette étape est aussi dite de restriction au CMH, car les clones perdus correspondent à ceux qui ne reconnaissent pas les molécules HLA de l’individu.

• Deuxième étape de sélection : via les peptides du soi présentés par les molécules HLA
  Il s’agit de l’étape de sélection négative qui a lieu dans la médulla thymique.
  Les cellules du thymus ont la particularité d’exprimer l’ensemble des protéines pouvant être synthétisées dans l’organisme, puis de les enchâsser dans leurs molécules HLA. Le thymocyte va recevoir des signaux de mort s’il reconnait avec une trop forte affinité un complexe [HLA-peptide du soi], provoquant l’arrêt de la maturation et sa mort.

En effet, un lymphocyte T dont le TCR reconnait le complexe [HLA-peptide du soi] est dangereux pour l’organisme car auto-réactif. Il s’agit donc d’un mécanisme de protection de l’intégrité du soi.

Cette étape est aussi dite tolérance au soi, car les clones perdus correspondent à ceux avec un fort potentiel auto-réactif.

Ce qu’il faut retenir

Le thymus est l’organe dédié à la maturation des lymphocytes T, dont l’étape cruciale est l’acquisition d’un TCR fonctionnel. Il s’y opère également une double étape de sélection positive et négative permettant à la fois :

• de stopper la production de lymphocytes T inutiles car ils ne reconnaitraient pas de molécule HLA du soi (sélection positive).
• d’éviter la mise en circulation de clones auto-réactifs (sélection négative).

Dans le contexte de la transplantation d’organe, les lymphocytes T peuvent donc être réactifs envers :

• des molécules HLA différentes de celles de l’individu transplanté, portées par les cellules du greffon (mécanisme d’alloréactivité directe)
• des peptides différents du soi de l’individu (mécanisme d’alloréactivité indirecte)