Thème 3 Corps humain et santé Le fonctionnement du système immunitaire humain

Chap 3 L’immunité adaptative

Jour 6 : La fièvre atteint des valeurs inquiétantes et les difficultés respiratoires sont alarmantes. Le Dr House lui prescrit un bilan sanguin dont une électrophorèse du sérum. Au vu des résultats obtenus par le labo, il lui prescrit des antibiotiques (cf. Première S) pour faire face à une éventuelle septicémie. Il suspecte également les symptômes d’une grippe. Le patient insistant sur les raisons de son utilisation d’anti-inflammatoires lors de son automédication, le docteur House lui rappelle : « vous n’êtes pas un simple Ver de terre, vous vous défendez comme un Macaque ». I La réponse adaptative à médiation humorale Comparaison électrophorèse de sang du patient avec sang d’un individu sain

L’analyse sanguine par électrophorèse d’un malade dont on suspecte une grippe laisse apparaitre des molécules appelées Immunoglobulines (γ globulines) ou anticorps après la réaction inflammatoire. Ces anticorps agents de la réaction immunitaire adaptative apparaissent quelques minutes avant la destruction des virus. Ils sont responsables de la destruction des virus de la grippe. Pb : comment agissent les anticorps ? Notion d’antigène : tout élément possédant des marqueurs cellulaires différents de ceux des cellules de l’organisme (le soi) est considéré comme étranger et appelé antigène (le non soi)

TP3 : Anticorps Activité 1 : Objectifs :

• A partir du test d’Ouchterlony, déterminer l’Antigè ne contre lequel le lapin a été immunisé

• Expliquer à partir de la réaction d’Ouchterlony dans un texte illustré de schémas et photos tirées de libmol comment les anticorps agissent sur les bactéries ou les virus.

Taper anticorps complet dans libmol et anticorps anti virus de la grippe (cette représentation fait apparaitre une branche de l’anticorps complet et un antigène du virus de la grippe) • Réaliser un schéma de l’anticorps. • Faire un schéma de l’action des anticorps.

Activité 2 : Objectif : expliquez à l’aide des documents, comment les anticorps détruisent les intrus, comment ils sont produits et pourquoi ils sont spécifiques d’un antigène. A Le mode d’action des anticorps 1° Formation d’un complexe immun TP : réaction d’ouchterlony L’anticorps prélevé sur le lapin auquel on a injecté un antigène (Albumine) réagit avec l’albumine de Bœuf et de bovin. Le lapin a donc été mis en contact avec l’antigène de bœuf préalablement et a produit des anticorps contre l’antigène de bœuf. Conclusions : On appelle l’ensemble constitué par l’anticorps fixé à l’antigène un complexe immun Photographie des complexes immuns

Schéma du complexe immun

2° La structure des anticorps Schéma de l’anticorps L’anticorps est donc une protéine qui agit sur un antigène en se fixant de façon spécifique car sa partie variable est complémentaire de l’antigène. La production d’anticorps spécifiques nécessite une première rencontre avec l’antigène. Schémas simplifié d’anticorps différents Questions : Pb : comment l’anticorps fixé sur l’antigène détruit il l’antigène ou la cellule porteuse de l’antigène ? Quelle est l’origine des anticorps ? Comment expliquer qu’ils soient spécifiques de l’antigène ? 3° L’élimination du complexe immun Doc 1 : l’élimination des complexes immuns

D’après Bordas TS 1994 Doc 1a : on a placé dans le tube 1 des Globules Rouges de Mouton (GRM) et dans le tube 2 des Globules Rouges de Mouton mis en présence d’un sérum contenant des anticorps anti-GRM. Lorsque les GRM sont détruits, l’hémoglobine qu’ils contiennent se répand dans la solution qui apparait rose et transparente.

D’après

Belin TS

1994

Doc 1b : comparaison de l’efficacité de fixation aux macrophages de globules rouges de mouton (GRM) préalablement incubés (a) ou non (b) avec des anticorps anti-GRM (MO x 400). Les cellules phagocytaires (macrophages et granulocytes) possèdent sur leur membrane des récepteurs spécifiques de la partie constante des anticorps et peuvent fixer ainsi des complexes anticorps-antigènes déclenchant alors leur phagocytose.

Doc 1a : La présence d’anticorps dirigés contre les GRM ne permet pas la destruction des GRM. La formation du complexe immun n’est donc pas suffisante à la destruction de l’élément étranger. Doc 1b : Les GRM se fixent aux macrophages uniquement en présence des anticorps. Cette fixation par l’intermédiaire de l’anticorps permettra la phagocytose.

GRM GRM

Conclusion : les phagocytes impliqués dans la réaction innée se fixent à l’anticorps fixé sur un antigène par l’intermédiaire du fragment constant de l’anticorps. Cette fixation enclenche la phagocytose du complexe immun et la destruction de l’élément étranger. C’est la phase effectrice pendant laquelle il y a association entre Immunité innée et adaptative. B La production des anticorps 1° la phase de sélection des lymphocytes

Doc 2a : la production d’anticorps anti-salmonelle ne se fait qu’en présence de lymphocytes qui ne se sont pas fixés dans le filtre au contact de billes recouvertes d’antigènes de salmonelle. Rappel : présentation de l’antigène par les phagocytes lors de la réaction innée. Ce sont donc les lymphocytes qui sont à l’origine des anticorps. Mais, seuls les lymphocytes qui possèdent des anticorps membranaires spécifiques de l’antigène sont capables de produire des anticorps. C’est une phase de sélection au contact de l’antigène. Cette sélection est effectuée par les cellules présentatrices d’antigènes impliquées dans l’immunité innée.

Structure du LB avec ces Ac membranaires

Doc 2 : la production des anticorps. Doc 2a : la sélection des cellules productrices d’anticorps Pour découvrir la première étape du déclenchement d’une réaction immunitaire à médiation humorale (c'est-à-dire faisant intervenir des anticorps), on réalise une expérience dont le protocole est résumé par le schéma ci-contre. Remarques : les souris B et C sont préalablement irradiées, de façon à détruire les lymphocytes qui étaient présents dans l’organisme de ces animaux. L’injection à ces deux souris des lymphocytes cultivés a pour but de reconstituer chez elles un système immunitaire adaptatif. D’après Bordas TS 2012

Remarque : les lymphocytes B possèdent à leur surface des anticorps membranaires qui peuvent varier d’un lymphocyte à un autre comme le montre le schéma ci-dessous.

Les lymphocytes B sont produits dans la moelle des os (organe lymphoïde primaire)

2° L’amplification et la différenciation Doc 2b : l’amplification

Variation du nombre de lymphocytes B et de plasmocytes dans la rate d’une souris infectée par l’agent de la malaria d’après Nathan TS 2012 Doc 2c : la différenciation clonale. Lymphocyte B et plasmocyte observés au microscope électronique

Le plasmocyte est une cellule issue de la différenciation du lymphocyte B. La présence d’un réticulum endoplasmique abondant témoigne d’une forte activité de synthèse protéique (dont les anticorps) D’après svtmarcq.blogspot.com

Doc 2b : La production d’anticorps apparait après l’augmentation de lymphocytes et de plasmocytes. Doc 2c : les lymphocytes se transforment en plasmocytes capables de produire des anticorps. La sélection des lymphocytes provoque leur multiplication, c’est la phase d’amplification et leur différenciation en plasmocytes qui vont produire en grande quantité les anticorps.

Schéma

II La réponse adaptative à médiation cellulaire Sem 3 séance 5 cours suite

Doc 1 : Immunité à médiation humorale et cellulaire Bordas p 310 doc 2

Doc 2 Lymphocytes T et infection grippale Belin p 288

Les anticorps du sérum permettent de neutraliser les particules virales libres (toxines) dans le milieu intérieur. Toutefois, ils ne participent pas à l’élimination des cellules infectées par un virus ou un bacille (BK). Ce sont les Lymphocytes T8 dits LT CD8 qui effectuent cette destruction. Pb : comment les lymphocytes T8 éliminent-ils les cellules infectées par un virus ?

A Sélection clonale Doc 3 Lymphocyte T et immunité adaptative 3a

On constate par l’apparition de Cr 51 dans le surnageant que les lymphocytes T cytotoxiques ont lysé les cellules infectées par un virus et ayant incorporé le Cr 51. Les LT8 sont donc bien cytotoxiques pour des cellules infectées par un virus. Les LTc exercent une action cytotoxique uniquement sur les cellules infectées et à condition qu’ils aient été préalablement en contact avec le virus. L’action est donc spécifique et acquise

Les lymphocytes T cytotoxiques sont aussi des effecteurs de l’immunité acquise (spécifique). Les cellules infectées expriment à leur surface des fragments peptidiques issus des protéines du pathogène, que n’expriment pas les cellules saines.

La production de lymphocytes Tcytotoxiques spécifiques à partir de lymphocytes T pré-cytotoxiques repose sur des étapes (sélection, multiplication, différenciation, intervention des lymphocytes T4) voisines de celles conduisant à la production de lymphocytes B sécréteurs. Les cellules dendritiques activées pendant la réponse immunitaire innée présentent l’antigène aux LT8. Ces cellules sont appelées cellules présentatrices d’antigène.

B Mode d’action Doc 4 : Les étapes de la destruction d’une cellule infectée par un LT8

Les lymphocytes T, par leurs récepteurs T spécifiques, reconnaissent les cellules infectées. Cette reconnaissance déclenche un mécanisme d’élimination des cellules infectées par ces lymphocytesTcytotoxiques. Ils produisent des protéines perforantes qui en se fixant dans la membrane de la cellule infectée provoque son éclatement. Les LTc interviennent également contre les cellules cancéreuses qui expriment à leur surface des antigènes différents du soi par mutation génétique.