Cellules Natural Killer: caractéristiques et fonctions

Les cellules Natural Killer sont un type de lymphocyte lié à l'immunité innée du corps. Elles détruisent les cellules cancéreuses et les agents pathogènes grâce à un processus appelé cytolyse.

Rédigé et vérifié par el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Dernière mise à jour : 15 avril, 2021

Les cellules Natural Killer (NK) sont l’un des types de lymphocytes, avec les variétés B et T, qui tuent spontanément les cellules tumorales et les corps cellulaires infectés par différents agents pathogènes. En raison de leur nature, elles sont des composants essentiels du système immunitaire inné du corps.

Contrairement aux macrophages et autres leucocytes, ces cellules n’engloutissent pas les agents pathogènes, car elles les éliminent en attaquant leur membrane et en provoquant un processus appelé cytolyse. Si vous voulez tout savoir sur les caractéristiques et les fonctions des cellules NK, lisez la suite.

L’importance du système immunitaire

Commencer par parler des particularités des cellules NK sans aborder premièrement le système immunitaire en termes de fonctionnalité et de membres, c’est comme commencer à construire une maison à partir du toit. Pour cette raison, nous consacrons ces premières lignes à consolider les connaissances de base.

Le système immunitaire se définit comme l’ensemble des éléments et processus biologiques qui permettent au corps de maintenir son équilibre interne contre 3 menaces: les agents pathogènes (virus, bactéries, champignons et protozoaires), les éléments physico-chimiques nocifs (toxines, poisons) et les processus internes délétères (cancer, par exemple).

Ce système complexe comprend des cellules, des protéines, des tissus et des organes. La mission est complexe mais en même temps très évidente: défendre le corps de l’extérieur et de lui-même. Nous vous expliquons brièvement les deux types d’immunité présents chez les êtres humains.

L’immunité innée

Comme indiqué dans Las Condes Clinical Medical Journal, le système immunitaire inné est la première ligne de défense de l’hôte. Il comprend une série de processus préexistants qui sont activés rapidement et efficacement, mais avec une spécificité très limitée. Dans cette catégorie, nous trouvons à la fois des cellules et des barrières biologiques.

Quelque chose d’aussi inoffensif que les muqueuses, la salive, la sueur et même les épithéliums externes (comme la peau) sont les barrières immunitaires innées qui empêchent la plupart des attaques en premier lieu. Ces fluides, en plus d’autres propriétés, contiennent des défensines, des lysozymes, des acides gras spéciaux et d’autres composés qui empêchent la prolifération d’agents pathogènes.

Au sein de ce groupe, nous avons également des leucocytes (globules blancs), tels que les neutrophiles, les macrophages et les cellules Natural Killer qui nous concernent ici. Voyons leurs particularités dans les lignes suivantes.

Immunité adaptative

Selon le site médical Elsevier Connect, l’immunité adaptative survient en réponse à une infection et s’adapte à celle-ci, la rendant hautement spécifique. Ses principales propriétés sont les suivantes:

1. Spécificité et diversité: les réponses acquises sont spécifiques à différents antigènes (substances produites par le pathogène qui sont reconnues par les anticorps).
2. Mémoire: l’exposition du système immunitaire à un certain antigène favorise sa réponse à l’avenir pour être plus rapide et plus efficace. Les lymphocytes mémoire en sont les principaux responsables.
3. Tolérance à soi: à l’exception de certaines pathologies, le système immunitaire adaptatif n’attaque pas les corps cellulaires vitaux de l’hôte.

Au sein de ce groupe, nous retrouvons les cellules les plus représentatives du système immunitaire: les lymphocytes B et T. Deux types de réponse diffèrent également, cellulaire et humorale, dont nous laisserons les caractéristiques pour une autre occasion.

2 systèmes étroitement liés

Bien que les systèmes immunitaires innés et acquis soient souvent considérés comme deux éléments différents, ce n’est pas du tout le cas. Cette classification n’est que didactique, puisque les deux machines fonctionnent ensemble pour 2 raisons principales:

1. Le système immunitaire inné active le système immunitaire acquis en réponse aux infections.
2. Le système immunitaire acquis utilise les mécanismes effecteurs de l’immunité innée pour éliminer les microorganismes pathogènes du corps.

Quelles sont les cellules Natural Killer?

Cette explication approfondie et cet examen par le système immunitaire étaient essentiels. En effet, les cellules Natural Killer (NK) sont l’une des principales figures de l’immunité innée. Ce type de cellule peut se définir comme une variété de lymphocytes produits dans la moelle osseuse, dont la fonction est médiée par la production de cytokines (protéines régulatrices) et une activité cytotoxique.

Elles se trouvent dans certains éléments du système lymphatique (ganglions lymphoïdes) et du sang, mais peuvent également être observés dans les poumons, le foie et l’utérus. Voyons maintenant une série de particularités qui les caractérisent.

Une anatomie similaire à celle d’un gros lymphocyte

Comme l’indiquent les documents médicaux, les cellules NK représentent entre 7 et 15% de l’ensemble des leucocytes circulants dans le sang. Leur anatomie est définie comme celle d’un lymphocyte gros et granuleux. Elles présentent effectivement un grand nombre de granules cytoplasmiques de nature sécrétoire et lytique, c’est-à-dire pour détruire les cellules.

Il s’agit d’un type particulier de lymphocytes, car ils ne possèdent pas de récepteurs membranaires BCR (typiques des lymphocytes B) ou TCR (analogues dans les lymphocytes T). Les protéines membranaires qui caractérisent les NK sont CD16 et CD56, dont la proportion ou la présence varie en fonction de la sous-population cellulaire consultée.

Fonctions des cellules Natural Killer

Selon le Medical Journal of Chile, la fonction principale des cellules NK est de nature cytotoxique et de sécréter des cytokines. Nous décomposons chacune de ces tâches rapidement et simplement dans les lignes suivantes.

Fonction cytotoxique

La cytotoxicité est définie comme la qualité de certaines cellules à être toxiques par rapport à d’autres qui sont altérées. Les cellules NK exercent cette capacité sur différents types de cellules, telles que les cellules tumorales, celles infectées / transformées par des virus, celles affectées par des bactéries et une longue etc. Cette fonction se divise en deux types.

1. Cytotoxicité naturelle

La cellule NK ne nécessite pas d’activation préalable pour agir. Ce type d’activité est indépendant de la reconnaissance antigénique typique des lymphocytes B et T et, par conséquent, des anticorps ou immunoglobulines circulant dans le sang. Pour cette raison, les NK font partie des premières barrières cellulaires à l’infection.

2. Cytotoxicité médiée par les anticorps

Cette variante est connue sous le nom de cytotoxicité à médiation cellulaire dépendante des anticorps (ADDC). Les lymphocytes inclus ici sont capables d’attaquer des corps cellulaires pathogènes, mais ceux-ci doivent d’abord être marqués par des immunoglobulines spécifiques, c’est-à-dire des anticorps.

Nous n’allons pas trop insister sur une terminologie complexe, car il nous suffit de savoir ce qui suit: les protéines membranaires CD16 et CD56 des cellules NK adhèrent à une fraction de l’anticorps, qui est lié à l’antigène, qui fait partie de l’agent infectieux. Ainsi, le NK interprète que cet élément étranger est dangereux et le détruit.

Mécanisme de cytotoxicité

Une fois le potentiel pathogène reconnu, les cellules NK libèrent des granzymes et des perforines, des substances protéiques dont la fonction est de former des pores dans la membrane cellulaire du microorganisme nuisible et d’induire sa mort cellulaire. La lyse osmotique et l’activation de la caspase font partie des mécanismes exercés par ces substances protéiques.

Tous ces effets font perdre à la cellule pathogène son équilibre osmotique, provoquant ainsi sa mort rapide et efficace.

Sécrétion de cytokines

Pour comprendre cette fonction, il nous suffit de savoir que les cellules NK sécrètent une série de protéines, cytokines, essentielles à la communication cellulaire et à la réponse inflammatoire, entre autres processus.

Comme l’indique le site Mi Sistema Inmune, certaines des cytokines sécrétées par ce type de cellule sont le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), l’interféron gamma (IFN-γ) et le facteur de stimulation des colonies de granulocytes et de monocytes (GM-CSF). Ces substances sont essentielles pour la différenciation et la prolifération de diverses cellules du système immunitaire.

Inhibition et activation

Ces cellules «programmées pour tuer» doivent être fortement régulées, car le corps ne peut pas leur permettre d’attaquer les cellules saines. Selon la British Society for Immunology, pour cela, elles ont une série de récepteurs d’activation et d’inhibition qui se composent des éléments suivants:

1. Forte inhibition: les cellules saines ont une concentration suffisante de molécules MHC I (complexes majeurs d’histocompatibilité) qui inactivent le processus de lyse des cellules NK. Elles sont donc protégées contre son attaque.
2. Inhibition réduite: les cellules infectées par des tumeurs ou des virus réduisent généralement leur nombre de molécules de surface du CMH I. Elles sont incapables d’émettre un signal d’inactivation puissant, de sorte que les NK les interprètent comme des menaces et les détruisent.
3. Forte activation: en plus de présenter moins de molécules MHC I, les cellules infectées présentent divers ligands reconnaissables par les NK. Celles-ci les incitent à agir rapidement et habilement, détruisant la menace.

Cellules Natural Killer en médecine

Comprendre le rôle des cellules Natural Killer dans les processus cancérigènes et autres maladies est très complexe car, sans aller plus loin, les mécanismes qui codent leur cytotoxicité naturelle n’ont pas encore été découverts. Il est clair qu’elles sont des cellules essentielles à notre bien-être mais elles semblent aussi avoir un potentiel négatif.

Selon le site Medisur, l’activation à long terme des cellules NK pourrait favoriser l’apparition de certains types de cancer. Les études citées sur ce site montrent que, par exemple, les femmes qui présentaient plus de signaux inhibiteurs que d’activation en ce qui concerne les NK étaient moins susceptibles de souffrir d’un cancer du col de l’utérus.

Ce type de néoplasme est associé à une infection par le virus du papillome humain (VPH). Comme les cellules NK combattent continuellement le pathogène, leurs réponses à l’inflammation locale et à la destruction des tissus pourraient favoriser le développement du cancer lui-même.

Bien que ces résultats doivent être pris avec une extrême prudence, ils soulignent le double sens de bon nombre de nos mécanismes immunitaires. Dans la plupart des cas, ils sont un salut mais, en de rares occasions, le remède pourrait être pire que la maladie.

Cellules Natural Killer: conclusion

Comme vous pouvez le constater, les cellules NK représentent un type de lymphocyte en dehors de la norme. Elles sont essentielles pour la réponse immunitaire et, dans de nombreux cas, agissent sans activation préalable médiée par les anticorps. C’est une vraie rareté dans le monde des globules blancs hautement spécialisés.

Bien que l’on en sache beaucoup sur ces curieux types de cellules, nous avons encore beaucoup à apprendre à leur sujet. Peut-être qu’avec des connaissances et de la persévérance, nous pourrons utiliser les caractéristiques cytotoxiques des NK pour mettre fin une fois pour toutes à des maladies aussi délétères que le cancer.