De multiples mécanismes, induits sous l’effet de la colonisation, coopèrent pour former la barrière immune intestinale. L’épithélium intestinal produit de façon constitutive mucus et peptides antimicrobiens qui maintiennent les bactéries à distance de la surface épithéliale. Les signaux bactériens, directement captés par les cellules épithéliales via leurs récepteurs spécialisés ou transmis par l’intermédiaire des cellules dendritiques, activent les autres cellules de l’immunité innée, notamment les cellules lymphoïdes innées (ILC3) et les macrophages (Mφ), qui renforcent la production de peptides antimicrobiens et exercent leur propriété de phagocytose, respectivement. Les cellules dendritiques (DC) activées par les bactéries participent aussi au recrutement et à l’activation des cellules de l’immunité adaptative. Les plasmocytes libèrent des IgA qui, une fois fixées sur le récepteur des immunoglobulines polymériques (pIgR), sont transportées dans la lumière intestinale sous forme d’IgA sécrétoires (SIgA) où elles forment des complexes avec les bactéries, favorisant leur accrochage au mucus et leur exclusion. De plus, diverses populations de lymphocytes T CD4⁺ (caractérisées par les cytokines qu’elles sécrètent) sont induites simultanément, leurs fonctions s’équilibrant pour maintenir une inflammation physiologique, notamment sous contrôle des lymphocytes T régulateurs (Treg) et de l’IL(interleukine)-10. L’IL-10 et d’autres facteurs solubles produits notamment par les cellules épithéliales (TGFβ [transforming growth factors β], acide rétinoïque) contribuent à réduire l’activation des cellules dendritiques et à éviter des réponses inflammatoires excessives. Bien que potentiellement pro-inflammatoires, grâce à la production d’IL-17, les TH17 (T helper 17) participent au recrutement des neutrophiles qui, outre leur fonction de phagocytose, sont capables de produire de l’IL-22 et stimuler la barrière antimicrobienne. En cas de lésion de la barrière épithéliale, les bactéries normalement présentes dans le mucus peuvent venir au contact de la muqueuse et alors amplifier les réponses TH17 et TH1, en provoquant une inflammation pathologique.