TP1 La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée.

Activité 1 : SYMPTOMES ET ETAPES DE LA REACTION INFLAMMATOIRE

Objectif : Déterminer les acteurs de cette réaction de défense et ses étapes.

Matériel : Préparations microscopiques d’une personne saine : peau et frottis sanguin - Microscope - Analyse sanguine de Léonor

Activités et déroulement des activités Exigences

Comprendre ou proposer une démarche de résolution

Vingt-quatre heures après sa blessure à la main, Léonor présente une plaie cutanée douloureuse, gonflée, rouge et chaude.

On cherche à expliquer l'origine de ces symptômes et à comprendre comment son organisme se défend.

1) Proposer une démarche expérimentale visant à répondre aux interrogations de Léonor concernant ses symptômes.

- Mise en relation des informations et des

connaissances pour proposer une démarche.

Utiliser des techniques et gérer le poste de travail

2) Observer au microscope la lame de frottis sanguin afin de mettre en évidence au moins une cellule immunitaire

impliquée dans la réaction inflammatoire.

3) Observer au microscope la coupe de peau saine afin d’identifier sa structure et les éléments la constituant.

- Utilisation correcte du microscope :

éclairage et grossissement adaptés, mise au point

correcte.

- Repérer un des leucocytes présents dans le

sang et participant à l’immunité innée

- Repérer les différentes « couches » de la peau,

les vaisseaux sanguins, et le tissu conjonctif

(fibres de collagène)

Communiquer à l'aide de modes de représentation

4) Comparer l’observation microscopique de coupe de peau lors de la réaction inflammatoire de Léonor avec la

coupe de peau saine afin d’identifier les caractères de la réaction inflammatoire. Compléter alors le document 1

avec vos observations.

5) L’analyse sanguine de Léonor permet elle de préciser quelques caractéristiques de l’inflammation ?

6) Mettre l’ensemble de ces observations en relation avec les symptômes identifiés lors de la réaction inflammatoire

de Léonor. Choisir la forme la plus adaptée pour présenter votre réponse.

- Légendes correctes des coupes de peau

- Identification du type de cellules envahissant le

derme lors d’une infection.

- Comparaison de la densité des fibres de

collagène et du diamètre des vaisseaux sanguins.

- Saisie correcte des données.

- Mise en relation correcte des informations et

choix pertinent de la forme de la réponse.

Appliquer une démarche explicative

7) Suivre le lien suivant : http://musibiol.net/biologie/animat/inflammat/inflamm0.swf

8) Donner un titre au document 2 fourni et à chaque étape représentée et légender chaque schéma afin d’expliquer à

Léonor les étapes de la réaction inflammatoire à l’origine de ses symptômes.

- Saisie correcte des données.

- Titres et légendes complètes

Activité 2 :

Mise en situation :

Lire l’article : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-jules-hoffmann-medaille-d-or-2011-dua-cnrs-27990.php

traitant des travaux de Hoffmann et Beutler (prix Nobel 2011) qui comparent la réponse immunitaire des insectes et la réponse immunitaire innée humaine. On cherche à identifier les points communs entre la réponse immunitaire des insectes et la réponse immunitaire innée humaine afin de montrer qu’il existe une conservation de mécanismes de reconnaissance et d'action au cours de l'évolution

Livre p 304

Etape 1 : Comprendre ou proposer une démarche de résolution

1) Proposer une démarche d’investigation permettant de montrer la conservation des récepteurs de l’immunité au cours de l’évolution.

Mise en relation des informations et des

connaissances pour proposer une démarche.

Etape 2 : Utiliser des techniques et gérer le poste de travail

Les récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires (PRR*) sont des récepteurs du système immunitaire inné. Ces récepteurs reconnaissent des motifs moléculaires associés aux pathogènes (PAMP*) et des motifs associés aux dégâts cellulaires (DAMP*) 2a) Comparer des séquences protéiques de plusieurs récepteurs de l'immunité innée chez différentes espèces.

Appeler l’examinateur pour vérifier les résultats. 2b) Analyser les documents proposés en annexe.

Choix cohérent des fichiers

Utilisation correcte du logiciel

Choix judicieux de la séquence de référence.

* PRR : Pattern Recognition Receptor ( Toll réceptor, Toll Like Réceptor : TLR )

* PAMP* : Pathogen Associated Molecular

Pattern

* DAMP : Damage-associated molecular

pattern Etape 3 : Communiquer à l'aide de modes de représentation

3) Présenter les résultats de la comparaison séquences protéiques sous la forme de votre choix.

Choix judicieux du mode de représentation

Appliquer une démarche explicative

4) Exploiter les résultats obtenus pour répondre à la problématique.

- Mise en relation correcte des informations

Annexes :

Doc1 : le récepteur Toll

Doc2 : Interaction entre les récepteurs TLR (en surface ou intracellulaire) et les PAMPs

Doc3 : Les TLR peuvent activer une multitude de gènes

Quand un agent pathogène pénètre dans l'organisme, un ou plusieurs TLR présents à la surface de cellules

immunitaires (les macrophages et les cellules dendritiques) s'associent aux molécules étrangères.

Pour comprendre le fonctionnement des TLR, il faut identifier les molécules qui transmettent les signaux des

récepteurs TLR activés à la surface cellulaire vers le noyau où elles favorisent l'expression de gènes.

Ces molécules, des protéines, sont nombreuses et constituent la VOIE DE SIGNALISATION qui porte le

message vers le noyau. Cette voie de signalisation aboutit à l'activation, dans le noyau, de facteurs de transcription.

On trouve ces TLR (protéines transmembranaires) au niveau des cellules du système immunitaire

(macrophage, polynucléaire, lymphocytes B et T, cellules dendritiques)

et au niveau des cellules ayant un contact avec le milieu externe (cellules épithéliales pulmonaires,

cellules intestinales et cellules de la peau).

Chaque type de TLR peut se lier sélectivement à un type de molécule (= un ligand) microbienne.

diacyl

lipopeptides (bactérie)

triacyl

lipopeptides (bactérie)

flagelline (bactérie flagellée)

LipoPolySaccharide (virus, bactérie)

ARN (virus)

La reconnaissance des PAMPs par les molécules TLR, entraine, en fonction de la cellule stimulée,

la libération de chimiokines, substances chimiques responsables des symptômes de la réaction

inflammatoire et qui en agissant sur d’autres cellules vont permettre d'amplifier la réponse

immunitaire.

ex : histamine => vasodilatation et augmentation de la perméabilité des vaisseaux.

Prostaglandines=> afflux de sang, action sur les fibres sensitives.

Cytokines : le TNF => stimule l’expression de molécules d’adhérence dans vaisseaux sanguins.

Les TLR des mammifères (10 molécules identifiées actuellement chez

l'Homme et 11 chez la souris) présentent les mêmes spécificités structurales

que la molécule Toll de la drosophile.