Les granulocytes basophiles et les mastocytes contiennent tous deux de nombreuses granulations colorées en violet foncé avec le MGG.
Ce sont les acteurs majeurs de la réaction allergique et de divers évènements immuns et inflammatoires : ils agissent par libération de composés vasoactifs (histamine) et immunomodulateurs contenus dans les granules, après stimulation faisant intervenir ou non des IgE.
Ils partagent diverses molécules, dont le récepteur membranaire à forte affinité pour les IgE (isoforme tétramérique).
1. Aspects morphologiques.
Aspect au MGG.
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Polynucléaire basophile Localisés principalement dans le sang, en faible quantité ( 0.1 G/L) 12 µm de diamètre Noyau peu visible (polysegmenté) car masqué par de nombreuses granulations violet foncé (0,3 - 1 µmètre de diamètre) disposées dans tout le cytoplasme. Les granulations sont en partie hydrosolubles et difficiles à fixer avec le méthanol, apparaissant +/- dissoutes après coloration : mélange de granulations +/- grandes, et de vacuoles claires. |
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Mastocyte Cellule observable dans les tissus, donc parfois de manière isolée dans la moelle osseuse. 15 – 30 µm de diamètre : rond, ovalaire ou allongé en fuseau. Le noyau est arrondi ou lobé, masqué par de très nombreuses granulations violet foncé (plus petites que celles du poly basophile). |
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Les granulations de ces deux types de cellules exercent une métachromasie avec certains colorants (bleu de toluidine).
Aspect en microscopie électronique :
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Basophiles. Granulations contenant de petites ponctuations électron - denses |
Mastocytes. Granulations contenant de petites ponctuations électron - denses et homogènes, ou des structures enroulées. |
Dans les mastocytes on observe également de petites vésicules (70 nm) appelés exosomes, provenant des structures enroulées de l'intérieur des grosses granulations (plus nombreuses après activation du mastocyte).
Dans les basophiles on observe de nombreuses vésicules claires de 60 nm qui ont souvent le même contenu que les granules : il s'agit sans doute d'une forme d'exocytose des médiateurs.
Dans les 2 types cellulaires : globules lipidiques riches en acide arachidonique.
Phénotype membranaire et contenu des granulations.
Des composants en commun et d’autres spécifiques :
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Médiateurs Membrane : Intégrines Récepteurs de chémokines Fc ε R Fc γ R CD 123 (IL-3 R) CD 117 (c-kit) IL-1, IL-10 CD 25 (Il-2 R) Granulations : Histamine Platelet Activating Factor Héparine Chondroïtine sulfate Tryptase Médiateurs lipidiques |
Mastocytes
+ + + + + + + -
+ + + + + + |
Basophiles
+ + + + - - - +
+ + - + - + |
L’histamine libérée lors de l’activation des basophiles/mastocytes a une durée de vie d’environ 1 minute dans le milieu extracellulaire (dégradée par une méthyl transférase).
Les mastocytes sont séparables en 2 catégories : tryptase + chymase - , et tryptase + chymase +. Ces 2 populations ont des distributions tissulaires différentes.
La tryptase est le marqueur des mastocytes. (fonction enzymatique, mais son action précise est mal connue : son taux sérique augmente après le choc anaphylactique = pic à 1H, alors que l’histaminémie est redevenue normale).
2. Origine des basophiles et des mastocytes.
Le progéniteur multipotent (MPP) s’oriente vers une différenciation mastocytaire s’il exprime c-kit et le FceR1, sinon il s’oriente vers une différenciation éosinophile/basophile
2.1. Lignée basophile
L’apparition du CD123 (IL-3R) sur le progéniteur commun éosinophile/basophile oriente vers la différenciation basophile : l’IL-3 est la principale cytokine de la croissance et la différenciation, mais d’autres peuvent jouer un rôle :
- l’IL-5, en stimulant le progéniteur commun éosinophile/basophile vers une différenciation éosinophile,
- le GM-CSF stimule la croissance et la différenciation des basophiles, leur activation et leur survie, et réprime la différenciation mastocytaire.
La durée de vie des basophiles sanguins est de quelques jours
2.2. Lignée mastocytaire.
Principal facteur de croissance : SCF (Stem Cell Factor), sécrété par les fibroblastes, les cellules épithéliales, endothéliales, et des cellules tumorales : son récepteur est c-kit (= CD117).
L’apparition de c-kit sur le progéniteur multipotent oriente sa différenciation mastocytaire.
Les mastocytes sont tissulaires, et leur durée de vie de plusieurs mois.
Remarques.
- Il existe vraisemblablement des cellules intermédiaires entre progéniteurs mastocytaires et progéniteurs communs éosinophiles/basophiles, probablement aussi mégacaryocytaires.
- Ancienne théorie : le progéniteur myéloïde commun pourrait se différencier en progéniteur mastocytaire (MCP).
3. Rôle des mastocytes et basophiles.
Leurs fonctions précises sont encore mal connues. Ils interviennent dans les réactions allergiques et inflammatoires.
L’activation cellulaire : plusieurs mécanismes.
- Par les complexes IgE-allergène IgG-antigène, se fixant sur les récepteurs de surface des Ig ;
- par les anaphylatoxines C3a et C5a ;
- par le MIP-1a ;
- par diverses cytokines (différentes pour les mastocytes et les basophiles).
L’activation entraine la dégranulation.
- La dégranulation peut être massive (anaphylactique) implique la majorité des granules, qui fusionnent à la membrane externe et libèrent leur contenu à l'extérieur.
- La dégranulation est parfois plus limitée, impliquant une partie seulement des granules ou progressive, fragmentaire (petit-à-petit), avec la formation intermédiaire de petites vésicules, qui se vident ensuite à l’extérieur (ces vésicules peuvent ne contenir que quelques uns des médiateurs contenus dans les grosses granulations).
- Les divers composants des granulations sont libérés (histamine, autres) et provoquent les effets inflammatoires immédiats ou retardés (6-24H pour l’action efficace des cytokines libérées).
L’activation entraine également la synthèse rapide de médiateurs.
Divers médiateurs lipidiques sont rapidement synthétisés à partir de l’acide arachidonique des phospholipides membranaires : cyclooxygénases, leucotriènes, prostaglandines. Ils contiennent plus de cytokines/facteurs de croissance (actifs sur les réponses Th1 etTh2) que les basophiles.
Basophiles.
Rôle dans les défenses de l’hôte, particulièrement contre les parasites, et dans les réactions d’hypersensibilité.
Le nombre de basophiles sanguins augmente dans diverses situations (voir étiologie des polynucléoses basophiles).
Le Nb de basophiles sanguins est corrélé à la quantité d’IgE sérique.
Mastocytes.
Rôle central dans les réactions d’hypersensibilité immédiate ou retardée, mais interviennent également dans les maladies auto-immunes, la fibrose, ou la réponse de l’hôte aux agents pathogènes.
Le nombre de mastocytes augmente fortement dans les tissus au cours des réactions d’hypersensibilité à IgE : rhinite, urticaire, asthme, arthrite rhumatoïde, parasitoses, certaines leucémies ou lymphomes, …
L’augmentation tissulaire est majeure au cours des parasitoses et de la mastocytose systémique (souvent associée à la mutation D816V de c-kit, qui entraîne une augmentation de fonction).
Les composants libérés sont initialement pro inflammatoires (TNF, IL-4, chémokines, protéinases, histamine, leucotriènes, PAF, …), participant à la réponse immune, aux lésions tissulaires (histamine),
puis dans un second temps participent à la réparation et au remodelage tissulaires (facteurs de croissance : IL-10, TGF b, …).
Le taux de tryptase sérique reflète la masse mastocytaire de l’organisme et est maximal dans les mastocytoses systémiques.
Les critères de définition des mastocytoses sont définis dans la classification OMS des hémopathies.
Références.
- Horny et al. WHO classification of tumors of hematopoietic and lymphoid tissues. IARC Lyon, 2008, p54-63.
- Stone KD et al. IgE, mast cells, basophils, and eosinophils. J Allergy Cin Immunol 2010;125 (suppl2): S73-S80.
février 2012