Algorithme immunitaire 101

Algorithme immunitaire

Une description simplifiée du système immunitaire ou d’un algorithme immunitaire est un système d’organes destiné à protéger l’organisme hôte contre les menaces qui lui sont faites contre les agents pathogènes et les substances toxiques. Les agents pathogènes englobent une gamme de micro-organismes tels que les bactéries, les virus, les parasites et le pollen. La perspective traditionnelle concernant le rôle du système immunitaire est divisée en deux tâches principales: la détection et l’élimination des agents pathogènes. Ce comportement est généralement appelé la différenciation du soi (molécules et cellules qui appartiennent aux organismes hôtes) du non-soi potentiellement dangereux. Des perspectives plus récentes sur le rôle du système comprennent un système de maintenance et un système cognitif.

L’architecture du système immunitaire est telle qu’une série de couches défensives protègent l’hôte. Une fois qu’un pathogène pénètre dans l’hôte, il doit lutter contre le système immunitaire inné et acquis. Ces sous-systèmes immunologiques interdépendants sont composés de nombreux types de cellules et de molécules produites par des organes et des processus spécialisés pour résoudre le problème du soi-même au plus bas niveau en utilisant une liaison chimique, où les surfaces des cellules et des molécules interagissent avec les surfaces du pathogène.

Le système immunitaire adaptatif, également appelé système immunitaire acquis, est nommé ainsi car il est chargé de spécialiser une défense pour l’organisme hôte en fonction du pathogène spécifique auquel il est exposé. Contrairement au système immunitaire inné, le système immunitaire acquis n’est présent que chez les vertébrés (animaux avec une colonne vertébrale). Le système conserve une mémoire des expositions qu’il a rencontrées. Cette mémoire est rappelée lors d’une réinfection présentant une identification apprise du pathogène. Ce processus d’apprentissage peut être divisé en deux types de réponse. La première ou réponse primaire se produit lorsque le système rencontre un nouvel agent pathogène. Le système est lent à réagir, ce qui peut prendre plusieurs semaines pour éliminer l’infection.

En rencontrant à nouveau le même pathogène, le système présente une réponse secondaire, appliquant ce qui a été appris dans la réponse primaire et éliminant rapidement l’infection. La mémoire que le système acquiert dans la réponse primaire est généralement de longue durée, offrant une immunité pathogène pour la durée de vie de l’hôte, dont deux exemples courants sont la varicelle et la rougeole. Les globules blancs appelés lymphocytes (ou leucocytes) sont la cellule la plus importante du système immunitaire acquis. Les lymphocytes participent à la fois à l’identification et à l’élimination des agents pathogènes et circulent dans le corps de l’organisme hôte dans le sang et la lymphe (le liquide qui imprègne les tissus).

Les systèmes immunitaires artificiels modernes s’inspirent de l’un des trois sous-domaines suivants: sélection clonale, sélection négative et algorithmes de réseau immunitaire. Les techniques sont couramment utilisées pour le clustering, la reconnaissance de formes, la classification, l’optimisation et d’autres domaines de problèmes d’apprentissage automatique similaires.