Les cytokines sont un groupe de protéines impliquées dans les systèmes immunitaires innés et adaptatifs. De nombreux types de cellules dans le corps – pas seulement les cellules du système immunitaire – peuvent produire des cytokines, et la production est généralement stimulée par la présence d’un antigène. Les cytokines transmettent des signaux d’une cellule à une autre, modifient le comportement cellulaire de diverses manières et régulent la réponse immunitaire du corps à une menace potentielle – qui pourrait être un agent pathogène, tel qu’un virus, une bactérie ou un parasite, ou une toxine. Dans certains cas, une production inappropriée de cytokines a lieu en réponse à quelque chose d’inoffensif, entraînant une réaction allergique. Habituellement, les protéines cytokines ne sont pas stockées toutes faites, mais sont synthétisées en cas de besoin.
Le rôle de ces protéines dans la réponse immunitaire est complexe. Une seule cytokine peut influencer plusieurs types de cellules différents et peut remplir plus d’une fonction, tandis que plusieurs cytokines différentes peuvent remplir la même fonction. Différents types de cellules peuvent répondre différemment à la même cytokine et les cytokines peuvent interagir les unes avec les autres de diverses manières — par exemple, l’une peut inhiber les effets d’une autre ; deux ensemble pourraient produire un effet synergique ; et une cytokine peut stimuler la production d’autres. Les cytokines peuvent influencer la cellule qui les a produites – elles sont appelées autocrines – ou elles peuvent influencer les cellules voisines – elles sont appelées paracrines. Moins fréquemment, ils peuvent influencer les cellules à une certaine distance via la circulation sanguine – elles sont appelées endocrines.
Un certain nombre de cytokines différentes sont impliquées dans le système immunitaire inné. Les chimiokines influencent le mouvement des cellules immunitaires par chimiotaxie et peuvent attirer ces cellules vers les sites de blessure ou d’infection. Le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), l’interleukine 1 (IL-1) et l’interleukine 6 (IL-6), connus collectivement sous le nom de pyrogènes endogènes, provoquent de la fièvre et une réponse inflammatoire à l’infection en influençant le contrôle de la température dans l’hypothalamus et en favorisant la dégradation de graisse et de protéines pour générer de la chaleur; ils stimulent également la production de chimiokines. Les interférons ont diverses fonctions, notamment la prévention de la réplication virale et l’activation des macrophages et des cellules NK. L’interleukine 10 (IL-10), en revanche, a un effet essentiellement inhibiteur sur la réponse immunitaire.
D’autres types de cytokines jouent un rôle dans le système immunitaire adaptatif. Les interleukines 2, 4 et 5 (IL-2, IL-4 et IL-5) stimulent la croissance et le développement d’une variété de cellules immunitaires. Le facteur de croissance transformant bêta (TGF-β) a une fonction principalement inhibitrice, affectant la multiplication de diverses cellules immunitaires, et réduit également la fièvre en bloquant l’action des pyrogènes endogènes. L’interféron gamma (IFN-γ) est actif dans les réponses immunitaires innées et adaptatives.
Dans la moelle osseuse, un autre groupe de cytokines joue un rôle important. Ce groupe stimule l’hématopoïèse – la croissance et la maturation des leucocytes de la moelle osseuse en différents types. Des exemples sont les interleukines 3 et 7 (IL-3 et IL-7) et les facteurs de stimulation des colonies (CSF).
Bien que ces protéines jouent un rôle vital dans la coordination de la réponse immunitaire pour éliminer les menaces, elles peuvent parfois aggraver des conditions causées par des agents pathogènes ou provoquer elles-mêmes des maladies. Une production excessive de cytokines, peut-être en réponse à un agent pathogène nouveau et inconnu, peut entraîner ce que l’on appelle une tempête de cytokines, qui peut provoquer une inflammation des tissus grave et potentiellement mortelle. Il a été suggéré que le taux de mortalité élevé pendant la pandémie de grippe de 1918 était dû à cet effet plutôt qu’aux effets directs du virus lui-même. D’autres problèmes connexes incluent le choc toxique, les allergies et les maladies auto-immunes. Certaines cellules cancéreuses produisent des cytokines qui aident à stimuler leur croissance.