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Les cytokines sont des substances solubles de communication synthétisées par les cellules du système immunitaire ou par d'autres cellules et/ou tissus, agissant à distance sur d'autres cellules pour en réguler l'activité et la fonction. Le terme cytokine est peu connu du grand public alors qu'avec les hormones et les neuromédiateurs, ces molécules sont essentielles à la communication de nos cellules.
Leur action, par l’intermédiaire de récepteurs spécifiques, peut être paracrine (cellules proches), endocrine (cellules ou tissus distants), juxtacrine (cellules en contact), ou autocrine (sur la cellule productrice). Il s'agit de protéines ou de glycoprotéines. Il apparaît aujourd’hui que les cytokines représentent un langage universel dans le dialogue mené entre les différentes cellules de l'organisme.
Les cytokines ont une masse moléculaire moyenne de 8 à 30 kDa
Histoire
Certains considèrent que la première cytokine a été identifiée en 1957. Il s'agit de l’interféron, défini à l'époque par son activité anti-virale (une cellule infectée émet un message pour sa voisine pour que celle-ci se protège contre l'infection virale). Mais on peut aussi estimer qu'il s'agit de l'endogène pyrogène, identifié en 1948, comme un facteur émis au cours de l'infection pour induire la fièvre.
Le terme cytokine fut introduit en 1974 par Stanley Cohen.
En quelques décennies, les cytokines ont connu une explosion d'intérêt dans les domaines de la recherche et de la médecine qui a abouti à une avalanche d'informations. Il a été mis en avant l’implication des cytokines dans les processus liés à l'embryogenèse, la reproduction, la gestation, l'hématopoïèse, la réponse immunitaire, l'inflammation. Mais les cytokines contribuent aussi à des situations pathologiques comme : auto-immunité, sepsis, cancer, maladies inflammatoires chroniques (entérocolites, maladie de Crohn, polyarthrite rhumatoïde, psoriasis, etc…), hépatites virales, l'infection par le VIH... Les cytokines peuvent être aussi des agents thérapeutiques (ex. G-CSF pour faciliter la reconstitution hématologique…) ou des cibles (ex. TNF dans maladie de Crohn, polyarthrite rhumatoïde…)
La grande famille des cytokines
- Interleukines
Il s'agit de cytokines regroupées sous cette terminologie sans parenté biochimique ni de fonction, mais classées par commodité au gré des découvertes. Le terme a été créé en 1979 à une époque où l'on ne connaissait que deux interleukines (IL-1 et IL-2). Au début 2006 on est à 31 cytokines sous l'intitulé IL-
- Chémokines
Définit l'ensemble des cytokines de faible poids ayant toute en commun un pouvoir chimiotactique. La nomenclature est basée sur des points précis de leur structure (CCL1 à CCL28, CXCL1 à CXCL16, XCL1 & 2, CX3CL1)
- La famille du "tumor necrosis factor" (TNF)
Des membres issus d'un gène ancestral commun, pouvant aussi être à la surface des cellules
- Les "Colony stimulating factors" (CSF)
Des cytokines jouant un rôle dans l'hématopoïèse, mais aussi pouvant activer les leucocytes matures.
- Les "Transforming growth factors" (TGF)
Des facteurs de croissance impliquées dans la cicatrisation et le contrôle négatif de l'inflammation.
Récepteur
Les récepteurs membranaires semblent pouvoir se classer sous un certain nombre de familles en fonctions des domaines qui les constituent :
- Récepteurs des hématopoïétines
- Récepteurs des IFNs
- Récepteurs apparentés à la superfamille des immunoglobulines
- Récepteurs des chémokines (à 7 domaines transmembranaires)
- Récepteurs de la famille du TNF
- Les récepteurs peuvent être libérés de la surface des cellules et modifier la fonction des cytokines en tant que récepteurs solubles
Ne pas confondre Cytokine et hormone
Les cytokines se distinguent des hormones par quatre principes fondamentaux
- Les sources :
Les cytokines sont sécrétées par plusieurs types cellulaires. Les hormones quant à elles sont sécrétées par un seul type de cellule spécialisée et localisée.
- Les cibles :
Les cellules principalement ciblées par les cytokines sont nombreuses et incluent les cellules hématopoïétiques, alors que dans le cas des hormones, celles-ci sont plus spécifiques de leurs cellules cibles.
- Les activités :
Les cytokines ont un large spectre d’activité. Il existe même une forte redondance. Quant aux hormones, elles ont essentiellement une activité unique ou plus restreinte.
- Les modes d’action :
Les hormones ont un mode d’action endocrine (agissent à distance après avoir été véhiculées par le sang), alors que pour les cytokines il est multiple : paracrine, autocrine juxtacrine et endocrine.
Exemples de cytokines
- Les lymphokines ou monokines (termes obsolètes).
- Les chémokines.
- Les interleukines.
- Certains facteurs de croissance qui, en se liant à des récepteurs de la surface membranaire, vont stimuler la division cellulaire partagent de nombreuses propriétés communes avec les cytokines.
Sources principales
- "LES CYTOKINES", sous la direction de J.-M. Cavaillon aux Éditions Masson, 1996
- "MOLECULAR MEDIATORS : CYTOKINES", J.-M. Cavaillon, dans "Encyclopedia of Molecular Cell Biology and Molecular Medicine
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"Cytokine"