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Notre système immunitaire est prêt à rencontrer de nouveaux agents pathogènes, y compris ceux qui n’existaient pas à notre naissance.
- Grâce à des combinaisons aléatoires d’ADN dans les cellules du système immunitaire, nous possédons une diversité phénoménale de récepteurs capables d’identifier des virus et d’autres agents pathogènes.
- Cette diversité est propre à chacun de nous. Elle peut notamment être analysée pour nous identifier, participer à des diagnostics médicaux, tester l’efficacité de nouveaux vaccins personnalisés… et son utilisation ne fait que commencer.
Les recherches récentes montrent que l’état immunitaire de chacun constitue une « empreinte digitale » unique, propre à chacun.
En l’étudiant, on peut non seulement connaître votre identité, mais également votre âge et, à l’avenir, toutes les maladies que vous avez eues. Il contient une sorte de dossier médical (d’un type qu’on ne risque pas d’égarer) qui peut être utilisé pour mieux traiter nos maladies et pour la prévention médicale.
Un générateur de protéines aléatoires pour se défendre contre les attaques
Nous sommes entourés de nombreux agents pathogènes, comme les virus (grippe, Covid), les parasites et les tumeurs, qui menacent notre santé et notre bien-être. Beaucoup de ces pathogènes évoluent et changent constamment. Si nous parvenons à rester en bonne santé face à ces menaces changeantes, c’est grâce à notre système immunitaire « adaptatif ». Nous en avons tous un, comme vous en avez probablement pris conscience pendant la pandémie de Covid.
Ce système immunitaire adaptatif est prêt à rencontrer de nouveaux agents pathogènes, y compris ceux qui n’existaient pas à notre naissance. Il se sert de cellules spécialisées, les lymphocytes B et T, qui peuvent reconnaître un type de pathogènes, de façon hyperspécialisée. Ils reconnaissent ces pathogènes par des protéines de surface, appelées « récepteurs », qui se lient aux protéines de l’agent pathogène et provoquent la réponse immunitaire.
Cependant, chaque lymphocyte n’a qu’un seul type de récepteur, et chaque récepteur ne reconnaît qu’une infime fraction de pathogènes. Il nous faut donc un grand nombre de lymphocytes et qu’ils portent, à eux tous, une grande diversité de récepteurs.
De fait, chacun d’entre nous abrite plus d’un milliard de récepteurs différents. Ce chiffre est énorme, et semble même défier les lois de la biologie. La formule des protéines est inscrite dans notre ADN sous forme de gènes, et notre génome ne contient qu’autour de 20 000 gènes. Comment est-il possible de créer une telle diversité de récepteurs immunitaire dans ces conditions ?
Dans un travail qui lui a valu le prix Nobel, Susumu Tonegawa a montré en 1976 que, pour dépasser les limites de l’encodage classique, la nature joue aux Lego avec l’ADN : dans chaque lymphocyte, des morceaux de gènes existants sont collés les uns aux autres de manière aléatoire, et de l’ADN est aussi ajouté ou supprimé – au hasard ! – au niveau des jonctions. La diversité combinatoire de ce processus produit un nombre presque illimité de récepteurs différents.
Au final, la diversité de récepteurs à des pathogènes abritée par notre organisme n’est limitée que par le nombre de lymphocytes subissant ce jeu de Lego, de l’ordre du milliard, bien plus que les 20 000 protéines encodées dans notre génome.
Et c’est ainsi, grâce à cette gigantesque diversité de récepteurs présents à la surface de nos lymphocytes, que nous sommes en principe protégés de tous les pathogènes possibles.
Une empreinte immunitaire unique
Les lymphocytes B et T circulent partout dans notre corps. Il est facile d’en échantillonner des millions par une simple prise de sang, et de révéler la séquence ADN de leurs récepteurs par des méthodes de séquençage à haut débit.
En partant de ce type de données, notre équipe a utilisé une combinaison d’analyse statistique et de modélisation pour caractériser précisément la génération de la diversité des récepteurs de lymphocytes B et T dans différentes espèces comme l’humain et la souris.
Grâce à ce travail, on connaît maintenant précisément la probabilité avec laquelle tout organisme peut produire un récepteur donné. Cette probabilité est à peu près la même pour nous tous : c’est une loi universelle.
L’ensemble des récepteurs lymphocytaires ainsi générés s’appelle notre « répertoire immunitaire adaptatif ». Il nous identifie de manière unique.
En effet, bien que nous ayons tous la même machinerie pour générer nos récepteurs, nous générons tous des récepteurs différents. C’est comme si nous recevions tous le même dé pipé, avec un très grand nombre de faces reflétant la diversité immense des récepteurs possibles. Lorsque nous lançons notre dé à de multiples reprises, nous obtenons tous des suites de nombres différentes. Certains nombres peuvent être communs entre individus, mais la plupart sont privés car ils ne sont tirés que chez un individu donné.
De la même manière, lors du développement immunitaire, nous générons tous des ensembles différents de récepteurs immunitaires, à partir des mêmes segments d’ADN et en suivant les mêmes règles.
Directrice de Recherche CNRS, École normale supérieure (ENS) – PSL
Directeur de recherche au CNRS, École normale supérieure (ENS) – PSL
Source : The Conversation – (Le 21 septembre 2026)
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