Les cellules du système immunitaire telles que les macrophages et les cellules dendritiques forment la première ligne de défense capable de reconnaître divers agents pathogènes. Ces cellules présentent plusieurs types de récepteurs leur permettant de reconnaître différents types de motifs moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMPs). Il existe différentes classes de ces protéines qui reconnaissent différents types de PAMP. Ces récepteurs sont appelé de manière général PRR (Pattern Recognition Receptors)

Les TLR

Les récepteurs de type outil (ou TLR) sont composés de multiples répétitions riches en leucine qui sont utiles pour reconnaître divers PAMP. Les TLR sont des protéines associées à la membrane. Certains sont situés à la surface de la cellule, tandis que d'autres sont situés dans des vésicules endocytaires, où ils étudient le contenu dégradé des agents pathogènes absorbés par l'endocytose. Chaque membre de la famille TLR reconnaît différents types de PAMP. Par exemple,

• • • • • TLR5 reconnaît la flagelline, qui est un constituant hautement conservé du flagelle bactérien.

        • Les génomes bactériens contiennent des motifs d'oligonucléotides CpG méthylés, qui sont reconnus par TLR9 une fois que le génome a été dégradé dans le lysosome.

        • TLR6 et TLR2 sont des dimères qui reconnaissent les diacyllipopeptides.

        • TLR1 et TLR2 sont des dimères qui reconnaissent les triacyllipopeptides.

        • Et TLR4 reconnaît le lippolysaccharide (LPS), un composant des bactéries à Gram négatif.

        • Comme TLR9, TLR3 et TLR7 sont situés sur des vésicules d'endocytoses et reconnaissent respectivement l'ARN double brin et l'ARN simple brin.

Lorsqu'un TLR est activé, il envoie un signal au noyau en activant des facteurs de transcription. 

NOD et autres

Cependant, tous les agents pathogènes ne vivent pas dans l'espace extracellulaire. Certains agents pathogènes tels que les virus existent et se répliquent dans le cytosol. Il existe au moins deux classes de récepteurs qui peuvent reconnaître les PAMP dans le cytosol et signaler leur présence au système immunitaire.

Une classe de ces récepteurs fait partie de la famille des domaines d'oligomérisation nucléaire (ou protéines NOD). Par exemple, la protéine NOD2 qui est située dans le cytosol, peut détecter les bactéries protéoglycanes des bactéries intracellulaires. Lorsqu'une protéine NOD2 reconnaît son ligand, le dipeptide muramyl, elle envoie un signal au noyau pour activer la transcription.

Enfin, il existe une classe de protéines réceptrices intracellulaires qui contiennent un domaine d'ARN hélicase et deux domaines de recrutement de caspases. Un membre de cette famille, RIG-I, reconnaît les ARN double brin qui sont des composants du cycle de vie de nombreux virus à ARN. Cette classe de protéines envoie également un signal au noyau. Mais contrairement aux TLR et NOD, il active la production d'interférons de type I.

Conclusion

En résumé, les récepteurs PRR fournissent au système immunitaire la capacité de détecter les agents pathogènes extracellulaires et intracellulaires et d'activer une réponse immunitaire contre eux.

Cells of the immune system such as macrophage and dendritic cells are the first line of defense in recognizing pathogens of various kinds. These cells have developed several kinds of receptors for recognizing different kinds of Pathogen-Associated Molecular Patterns known as PAMPs. There are different classes of these proteins that recognize different kinds of PAMPs. 

Tool-like receptors (or TLRs) are composed of multiple leucine-rich repeats that are useful for recognizing various PAMPs. TLRs are membrane-associated proteins. Some are located on the surface of the cell, while others are located in endocytic vesicles, where they survey the degraded content of pathogens taken up by endocytosis. Each member of the TLR family recognises different kinds of PAMPs. For example, 

• TLR5 recognises flagellin, which is a highly conserved constituant of the bacterial flagellum. 

• Bacterial genomes contain methylated CpG oligonucleotides motives, which are recognised by TLR9 once the genome has been degraded in the lysosome. 

• TLR6 and TLR2 are dimers that recognize diacyllipopeptides. 

• TLR1 and TLR2 are dimers that recognise triacyllipopeptides. 

• And TLR4 recognises lippolysaccharide (LPS), a component of gram negative bacteria. 

• Like TLR9, TLR3 and TLR7 are located on endocytic vesicles and recognise double-stranded RNA and single-stranded RNA respectively. 

When any TLR is activated, it sends a signal to the nucleus by activating transcription factors. Not all pathogens however live in the extracellular space. Some pathogens such as viruses exist and replicate in the cytosol. There are at least two classes of receptors that can recognise PAMPs in the cytosol and signal their presence to the immune system. 

• One class of those receptors are members of the nuclear oligomerization domain family (or NOD proteins). For example, the NOD2 protein which is located in the cytosol, can detect bacteria proteoglycans of intracellular bacteria. When a NOD2 protein recognises its ligand, the muramyl dipeptide, it sends a signal to the nucleus to activate transcription. 

• Finally, there is a class of intracellular receptor proteins that contain a RNA helicase domain and two caspase recruitment domain. One member of this family, RIG-I, recognises double stranded RNAs that are components of the life cycle of many RNA viruses. This class of protein also send a signal to the nucleus. But unlike TLRs and NODs, it activates the production of type I interferons. 

In all, the Toll-like receptors, NOD proteis and the RNA helicases - CAR domain family provide the immune system with the ability to detect both extracellular and intracellular pathogens and to activate an immune response against them.