Comment fonctionne le ganglion lymphatique inversé chez le porc ?

Les ganglions lymphatiques sont les centres de contrôle du système immunitaire où les lymphocytes B (produisant les anticorps) entrent en contact et apprennent à combattre les pathogènes (virus, bactéries). Chez la plupart des mammifères, les ganglions lymphatiques ont une structure identique connue pour optimiser les interactions pathogènes/lymphocytes B. Curieusement, quelques mammifères comme le porc et le dauphin présentent une structure inversée des ganglions que des scientifiques de l’unité BIOEPAR (UMR INRAE Oniris) ont explorée en détail.

Publié le 19 avril 2023

Produire des anticorps efficaces

Figure 1 : comparaison d'un ganglion humain avec un ganglion lymphatique inversé de porc F : Follicule B, Lymph Aff : Lymphe afférente, Lymph Eff : Lymphe efférente, HEV : Veinule

Les ganglions lymphatiques collectent la lymphe provenant des tissus périphériques, comme la peau ou les poumons. Cette lymphe, dite afférente, transporte les virus et bactéries (entiers ou partiellement détruits, alors appelés antigènes) présents dans les tissus. Chez l’être humain et la plupart des espèces de mammifères, cette lymphe afférente entre dans le ganglion à la périphérie de l’organe puis diffuse de la périphérie vers le centre. En périphérie, une partie des antigènes va être captée par des macrophages, dits ‘péri-folliculaires’ car ces antigènes sont situés contre une sous-structure du ganglion appelée follicule B. Ces macrophages vont permettre l’accumulation des antigènes dans ce follicule. De leur côté, les lymphocytes B naïfs entrent dans le ganglion par les artérioles, via une structure spécialisée du vaisseau sanguin appelé HEV. Les lymphocytes B naïfs pénètrent alors dans le follicule et scannent les antigènes captés par les macrophages péri-folliculaires. Si les anticorps produits par ces lymphocytes B reconnaissent un antigène, alors les lymphocytes seront activés. Les lymphocytes B activés vont alors augmenter leurs capacités de reconnaissance du pathogène par une série de mutations et de sélections jusqu’à produire des anticorps de très haute affinité, capables de se fixer fortement au microbe et, dans le cas des virus, de bloquer totalement leur capacité d’infection. Les lymphocytes B sont alors matures et quittent le follicule, puis le ganglion via le vaisseau lymphatique sortant, et la lymphe dite efférente pour se jeter dans le sang au niveau de l’aorte. Ces lymphocytes B matures vont alors circuler dans le sang pour atteindre les tissus périphériques et y produire leurs anticorps afin de neutraliser les virus et les bactéries dès leur entrée dans le corps.

Les ganglions lymphatiques inversés chez le porc

Figure 2 : Microscopie à fluorescence d'un ganglion lymphatique de porc F : Follicule B, Lymph Aff : Lymphe afférente, Lymph Eff : Lymphe efférente, HEV : Veinule

Chez le porc, la lymphe afférente qui transporte les microbes, entre dans le ganglion via son centre, c’est dans cette zone que sont situés la majorité des follicules B. La lymphe va alors diffuser du centre vers la périphérie du ganglion et entrer en contact avec les lymphocytes B naïfs au cœur du ganglion. En utilisant des techniques innovantes de microscopie (2D, 3D, transparisation, biphoton, seconde harmonique), l’équipe de recherche a montré que malgré cette structure inversée, les ganglions lymphatiques de porc présentaient aussi des macrophages périfolliculaires. En présence d’un antigène reconnu par l’anticorps qu’ils produisent, les lymphocytes B porcins vont alors subir les mêmes activations/modifications/sélections que leurs équivalents humains, avant de sortir du follicule. Les scientifiques ont montré que chez le porc, les lymphocytes B matures sortent du ganglion à sa périphérie en utilisant directement les veinules plutôt que les vaisseaux lymphatiques efférents comme cela est le cas chez l’Homme.

Évolution convergente

Chez l’Homme, la lymphe et le sang sont connectés via des conduites de collagène présentes au sein du ganglion. Ces voies de communication permettent une coordination de l’inflammation entre les systèmes sanguins et lymphatiques. Il a été montré que cette connexion existait aussi chez le porc par un raboutage direct des vaisseaux lymphatiques et sanguins via des capillaires. Ceci suggère que cette communication inter-système est essentielle à une bonne réponse immunitaire puisque deux espèces éloignées ont développé des systèmes différents présentant la même fonction. Un même problème, résolu indépendamment de façon similaire par deux espèces est appelé évolution convergente.

La compréhension des systèmes lymphatiques du porc et de l’homme, aussi efficaces l’un que l’autre malgré leurs différences, permet d’explorer les fonctions et structures facultatives ou essentielles des ganglions lymphatiques. Ces connaissances fondamentales aideront à l’amélioration des vaccins dans ces deux espèces.

PARTENAIRES SCIENTIFIQUES :

BIOEPAR INRAE/Oniris, Nantes (Caroline Hervet, Déborah Ménard, François Meurens)

APEX, PAnTher INRAE/Oniris, Nantes (Laurence Dubreil, Mireille Ledevin, Thibaut Larcher)

FINANCEMENTS : Région Pays de la Loire, IBISA, NeurATRIS, Biogenouest.

PUBLICATIONS ASSOCIEES :

The Internal Conduit System of the Swine Inverted Lymph Node. Frontiers in Immunology, 13, 869384. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.869384

Macrophage-B Cell Interactions in the Inverted Porcine Lymph Node and Their Response to Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Front Immunol. 2019 May 3;10:953.doi: 10.3389/fimmu.2019.00953. eCollection 2019

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