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Transcript

La 2ème ligne de défense : l'immunité adaptative

Chapitre

Comment l'immunité adaptative permet-elle l'élimination d'un pathogène ?

Camille CHARLES Dessaignes

Intro

Merci à Kevin Colin

L'immunité innée est la 1ère réaction mise en oeuvre par notre corps pour se défendre contre les micro-organismes tels que les bactéries ou les virus. Cependant, dans certains cas, cette réaction ne suffit pas.
Notre organisme doit également se défendre contre certaines de ses cellules qui ont été modifiées. Une deuxième ligne de défense est alors nécessaire. Cette dernière, plus spécifique du pathogène, existe chez tous les vertébrés.

"

C'est parti

"

Nathan, 1ère spécialité, 2019 (p394)

L'immunité adaptative

Les caractéristiques de la reP. Immunitaire adaptative

01

Médiation humorale

02

médiation cellulaire

03

Régulations et coopération cellulaire

04

Vidéo

LES CARACTÉRISTIQUES DE LA REPONSE IMMUNITAIRE ADAPTATIVE

Première partie

SUITE

LA GRIPPE SAISONNIÈRE, CONSÉQUENCE D'UNE INFECTION VIRALE

SUITE

Chaque hiver survient une épidémie de grippe suivie en France par le réseau de surveillance Sentinelles-Inserm.En 1918, la grippe espagnole a tué 50 millions de personnes sur la planète : trois fois plus que la Première Guerre mondiale, en seulement quelques mois. Les virus responsables de la grippe se transmettent par les aérosols émis par la toux. La maladie apparaît brutalement après une courte incubation de 1 à 2 jours, avec une fièvre à 40 °C accompagnée de douleurs musculaires diffuses, de céphalées et de symptômes respiratoires (écoulement nasal, toux sèche, mal de gorge).

La plupart du temps, la grippe guérit spontanément 3 à 4 jours plus tard. Dans certains cas, des complications graves, voire mortelles, peuvent survenir, notamment chez les personnes immunodéprimées, les nourrissons ou les personnes âgées.

01 Les caractéristiques de la
réponse immunitaire adaptative

HOME

Partie 1

01

02

03

Partie 2

Partie 3

04

Partie 4

Etude de documents

1) Déterminez quels sont les acteurs moléculaires et cellulaires de la réponse immunitaire adaptative.

2) Identifiez des caractéristiques de la réponse adaptative

Questions à préparer

Je me teste avant de passer à la suite :

Document 1

La réponse à une infection virale

Document 2

Cellules sanguines chez un individu infecté ou non par la grippe

Document 3

Expériences historiques

Document 4

Coopération des lymphocytes

Bordas, 1ère spécialité, page 350

Les expériences historiques d’Émile von Behring et Shibasaburo Kitasato (Prix Nobel, 1901)

Sérum : Partie liquide du sang contenant les anticorps

Je me teste avant de passer à la suite :

L'immunité adaptative :
Est délenchée par la réponse immunitaire innée
Est indépendante de l'immunité innée
Est plus rapide à se mettre en place que l'immunité innée
Est une immunité non spécifique

L’expérience historique de von Behring a mis en évidence la spécificité de la défense immunitaire assurée par le sérum :

Vrai

Faux

L'immunité adaptative est assurée par l'action :
Des lymphocytes uniquement

Des anticorps uniquement

Des anticorps ou des lymphocytes

Des anticorps et des lymphocytes

Les acteurs principaux de l'immunité adaptative : des anticorps (acteurs cellulaires) et des lymphocytes (acteurs moléculaires)

Vrai

Faux

Validation réponses

La réponse immunitaire humorale*

Deuxième partie

* liée à la lymphe ou au sang et à la production d'anticorps.

SUITE

02 La réponse immunitaire humorale

HOME

Partie 1

01

02

03

Partie 2

Partie 3

1

2

3

1

Neutralisation des antigènes par les anticorps

2

Mode d'action et spécificité des anticorps

3

Production et origine de la diversité des anticorps

04

Partie 4

Je me teste avant de passer à la suite :

Mise en situation et recherche à mener

Une épidémie frappe le village dont vous êtes médecin. Tout le monde court après les mouchoirs !! Mais personne ne sait quel est ce pathogène...


VOUS ALLEZ DEVOIR MENEZ L'ENQUÊTE ET FAIRE VOTRE DIAGNOSTIC !

C'est parti !

L’intrusion d’un antigène dans le milieu intérieur, déclenche la production d’anticorps spécifiques de cet antigène. On dispose d’une solution de sérum d’un malade ayant de la fièvre, des maux de tête et d’une forte toux. (Pour rappel : le sérum est du sang débarrassé des cellules sanguines et des protéines de coagulation). On cherche à savoir de quelle maladie est atteint le patient.

aller au labo

Vous, médecin du vllage

Bonjour Docteur
Dans un premier temps, il nous faut concevoir une stratégie afin de déterminer l'antigène à l'origine de cette épidémie dans le village ! Cela peut être le virus A, le virus B, le virus C ou le virus D !!
Vous trouverez une explication sur le principe de la méthode d'Ouchterlony en cliquant sur la l'ordinateur et le matériel disponible en cliquant sur l'étoile !!

Votre assistant, Rufus

J'ai terminé ma stratégie, je passe à la suite

Matériel à disposition (dans votre tête ) :


Matériel :

  • Boite de Pétri gélosée
  • Gabarit de perçage
  • Emporte pièce
  • Cure dent
  • Pipettes numérotées
  • Feuille de papier noir
  • Feutre
  • Lunettes de protection

Portoir avec 5 tubes contenant :

  1. Sérum du malade
  2. Souche du virus A inactif
  3. Souche du virus B inactif
  4. Souche du virus C inactif
  5. Souche du virus D inactif

Les produits utilisés sont des produits de substitution permettant de modéliser les réactions entre les différents sérums.

Je sais que le sérum du patient contient des anticorps spécifiques de l’antigène du pathogène et que ces anticorps sont capables de s’y fixer. Nous allons pouvoir déterminer le pathohène qui sévit dans le village en effectuant le test d’0uchterlony.

Réalisation d'un test Ouchterlony

Première étape, j'utilise le gabarit de perçage ci-contre pour creuser à l’aide du tube emporte-pièce les puits nécessaires dans le gel d’agar et j'élimine les disques de gel avec le cure-dent si nécessaire.

Gabarit de perçage

Virus A

inactif

Virus B

inactif

Virus C

inactif

Virus D

inactif

Sérum S d'un patient

Réalisation d'un test Ouchterlony

Ensuite, je remplis les différents puits sans déborder : chaque produit devra être prélevé avec un compte-goutte propre, puis être déposé (2 à 3 gouttes) dans les puits sans débordement ni bulles et sans endommager le gel d’agar

Réalisation d'un test Ouchterlony

Voici le résultat :

A

B

C

D

S

S : Sérum du malade ;

A : Souche du virus A inactif ; B : Souche du virus B inactif ;
C : Souche du virus C inactif ; D : Souche du virus D inactif

Voici le travail à effectuer :

1) Réalisez un schéma d’interprétation des résultats à l’échelle moléculaire en utilisant des symboles judicieusement choisis pour les anticorps (Ac) et les antigènes Ag.

Anticorps présents dans le sérum

Modèles possibles pour les antigènes :

2) Exploitez les données obtenues afin de déterminer quel est le virus qui touche les habitants du village dont vous êtes médecin.

Labo

Mode d'action et spécificité des anticorps

SUITE

1) Justifier l'affirmation ci-dessous en exploitant les ressources 1 et 2.

2) Réaliser un schéma expliquant comment les anticorps peuvent éliminer un agent infectieux (ressource 3).

Questions à préparer

MODE D'ACTION ET SPÉCIFICITÉ DES ANTICORPS

« Un anticorps est une protéine constituée de 4 chaînes liées entre elles et identiques 2 à 2 : les chaînes légères et les chaînes lourdes. Chacune de ces chaines comporte une partie constante (identique entre anticorps différents) et une partie variable (spécifique à chaque anticorps). Les parties variables des chaines lourdes et légères forment le site de fixation à un antigène spécifique»

Variabilité et spécificité des anticorps

Ressource 2

Ressource 1

Modélisation d'un anticorps

Ressource 3

Mode d'action des anticorps

Pour réussir vous devez :


- Montrer que l’anticorps est une protéine à structure 3D définie et constituée d’un assemblage de 2 chaines polypeptidiques lourdes + 2 chaines polypeptidiques légères.

- Montrer que la séquence d’acides aminés de chaque chaîne polypeptidique constitutive de l’anticorps comporte une partie variable et une partie constante.

- Localiser les parties variables de l’Anticorps

- Montrer que la spécificité des anticorps est due à la forme complémentaire de la partie variable de l’AC par rapport à la forme de l’antigène.

Visualisation d'un modèle entier d'anticorps

Dans "Sélectionner" cliquer sur "Tout", dans "Représenter" choisir "Rubans" puis dans "Colorer" choisir "Chaîne"

La molécule de collagène s'affiche par défaut

Ouvrir le modèle moléculaire suivant : modèle théorique d'un anticorps complet (apparaît avec le mot clé : "anticorps")


Variabilité et spécificité des anticorps

Comparaison entre l'un des bras de deux anticorps différents liés à des molécules antigéniques

Depuis la librarie de molécules du logiciel Libmol, ouvrir les modèles moléculaires suivants : "anticorps anti -protéine 24 du virus du SIDA" et "anticorps anti -virus de la grippe"

- Représentation en rubans et coloration par chaîne
- Afficher les intéractions entre l'antigène (chaîne P) et l'anticorps.

Légende : bordeaux = chaîne H (lourde) ; jaune = chaîne L (légère) ; bleu = antigène

Variabilité des 120 premiers acides aminés entre différents anticorps d'un organsime (0 étant la partie terminale)

Les autres acides aminés des chaînes sont peu variables d'un anticorps à l'autre. Les zones repérées sur les graphiques sont positionnées les unes à côté des autres et correspondent aux zones de fixation à l'antigène

Visualisation des interactions avec une chaîne :

(exemple : contact entre P24 du VIH et un anticorps)

Dans l'onglet Interactions choisir "Entre chaînes", sélectionner la chaîne P, limiter aux chaînes H et L. Créer une nouvelle représentation.


Cliquer sur le nom de la représentation



Dans les réglages, afficher l'entourage en sphères et colorer par résidus.

Mode d'action des anticorps

Doc1. Efficacité de la phagocytose avec ou sans anticorps. On mesure la capacité phagocytaire d’une lignée de macrophages humains in vitro en présence d’un champignon (Candida albicans) qui est incubée ou non avec un anticorps spécifique (anticorps dirigés contre ce champignon).

Doc2. Des récepteurs de la partie constante des anticorps. Les macrophages à leur surface possèdent des récepteurs qui se fixent sur la partie constante des anticorps. Ces récepteurs augmentent l’efficacité de la phagocytose de l’agent infectieux lors de la réponse adaptative.

Doc3. Étude de l’action d’un anticorps anti-hémagglutinine.

En présence de concentrations croissantes d’un anticorps anti-hémagglutinine produit lors d’une infection grippale, on mesure les taux de fixation du virus de la grippe sur des cellules en culture et le taux d’infection de ces cellules. Les résultats sont exprimés en pourcentage du taux de liaison ou d’infection observé en l’absence d’anticorps.

Doc4. Le complexe formé par des anticorps anti-hémagglutinine.

L’anticorps est celui qui a été étudié doc. 3. Les portions de l’hémagglutinine représentés en jaune se fixent sur un récepteur présent à la surface de la membrane plasmique des cellules cibles du virus. Cette fixation est indispensable à l’infection de ces cellules par le virus.

Papaïne et pepsine

L'origine des anticorps

SUITE

Plasmocytes, MEB

L'origine des anticorps

1) Présenter, sous la forme de communication de votre choix, les mécanismes à l'origine de la diversité des anticorps et l'efficacité de leur production.


2) Estimer par le calcul le nombre de combinaisons d'ADN recombiné qu'il est possible de générer dans un lymphocyte B.

Questions à préparer

Cellules produisants les anticorps

Ressource 1

Mécanisme à l'origine de la diversité des anticorps

Ressource 3

Ressource 2

Quantité et spécificité des anticorps produits

Ressource 4

Estimation de la diversité des anticorps produits

Je me teste avant de passer à la suite :

La reconnaisance de l'AG par l'AC est permise par :
- La partie variable de l'AC
- La partie constante de l'AC
- La chaîne lourde uniquement de l'AC
- La chaîne légère uniquement de l'AC

La détection d'un antigène par un lymphocyte B déclenche une sécrétion immédiate d'anticorps spécifique par ce lymphocyte :

Vrai

Faux

Les récepteurs des Lymphocytes B correspondant à un AG :
- Sont produits après contact avec cet AG
- Sont synthétisés après réarrangement génique dans le thymus
- Reconnaissent l'Ag présenté par une molécule du CMH
- Ont la même structure que les AC secrétés après stimulation des LB par cet AG

Un anticorps est constitué :
- de 2 chaînes légères et 2 chaînes lourdes toutes identiques
- en partie de 2 chaînes lourdes identiques entre elles
- de 2 chaînes lourdes sans partie constante d'un anticorps à l'autre
- en partie de 2 chaînes lourdes identiques d'un anticorps à l'autre

Validation réponses

La réponse immunitaire cellulaire

Troisième partie

SUITE

Les virus du Sida (en bleu) bourgeonnent à partir de la membrane d'un LT qu'ils viennent d'infecter (MET)

Les anticorps produits par les plasmocytes ne sont efficaces que si le virus est circulant ...

Video et expérience

Après avoir regardé la vidéo ci-contre et l'expérience présentée, rédiger un court texte expliquant comment les cellules infectées ou anormales de l'organisme sont éliminées par les lymphocytes

03 La réponse immunitaire cellulaire

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Partie 1

01

02

03

Partie 2

Partie 3

04

Partie 4

Je me teste avant de passer à la suite :

Expérience :

Étude des conditions de lyse des cellules infectées.

Des cellules dermiques de souris sont cultivées in vitro. Certaines sont saines. D’autres ont été infectées soit par un virus A, soit par un virus B. Des lymphocytes T cytotoxiques prélevés sur d’autres souris, soit saines, soit infectées par l’un ou l’autre des virus, sont rajoutés dans le milieu. Le devenir des cellules dermiques est observé.

Je me teste avant de passer à la suite :

Laquelle de ces propositions est correcte ? :
- Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules infectées par des bactéries
- Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les virus
- Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules infectées par des virus
- Un virus peut se reproduire sans cellule

L'expérience présentée permet de de démontrer que les LT cytotoxiques qui se sont différenciés sont spécifiques et ne peuvent détruire que les cellules
infectées par le même virus que celui qui a déclenché la réaction immunitaire adaptative :

Vrai Faux

Les lymphocytes T CD8 :
- Se spécialisent en LT 8 Helper (ou auxiliaires), sécréteurs d'Interleukine
- Se spécialisent en plasmocytes sécréteurs d'anticorps
- Se spécialisent en lymphocytes cytotoxiques dans les ganglions lymphatiques
- Ne sont pas spécialisés

Les lymphocytes T CD8 ne reconaissent un antigène que s'il est en association avec une molécule du CMH

Vrai

Faux

Validation réponses

RÉGULATIONS ET COOPÉRATION CELLULAIRE

Quatrième partie

SUITE

Présenter, sous la forme d'un tableau ou d'un schéma, les différentes coopérations cellulaires mises en évidence au sein de l'immunité ou avec le reste de l'organisme.

Question à préparer

Le rôle des lymphocytes

LT CD4+

Ressource 1

La coopération cellulaire avec l'immunité

innée

Ressource 3

Ressource 2

Le rôle de la cytokine Interleukine

Ressource 4

La coopération cellulaire au sein de l'organisme

04 Régulation et
coopération cellulaire

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Partie 1

01

02

03

Partie 2

Partie 3

04

Partie 4

Je me teste quand j'ai terminé :

Complexe immun : Résultat d’une interaction moléculaire entre un anticorps et un antigène



L’expérience de Marbrook de 1970.

On injecte à une souris des globules rouges de mouton (GRM). Trois jours plus tard, on prélève des lymphocytes T4 et des lymphocytes B (LB) dans sa rate. Les lymphocytes sont mis en culture dans une chambre de Marbrook selon les modalités décrites dans le tableau. Quelques jours plus tard on détermine le nombre de plasmocytes

Je me teste :

Les lymphocytes T CD4 ont pour rôle :
- de détruire les cellules infectées par des virus ou les cellules cancéreuses
- de produire des anticorps spécifiques pour lutter contre l'infection
- d'activer d'autres cellules de l'immunité dans le cadre d'une infection
- de phagocyter les bactéries et les virus

Dans l'immunité adaptative, l'élimination des agents pathogènes ou des cellules anormales :
- Se fait exclusivement par la sécrétion d'AC spécifiques
- Fait intervenir des plasmocytes provoquant la lyse des cellules infectées
- Fait intervenir des AC dirigés chacun contre un large spectre de pathogènes
- Se fait par le biais d'intéractions cellulaires et moléculaires

Le récepteur des lymphocytes T CD4 :
- Est identique d'un LTCD4 à un autre
- Se fixe aux cellules infectées
- Est portée par une molécule du CMH
- Peut établir une liaison à une cellule présentatrice d'antigène

Les LT auxiliaires :
- Se différencient en LTCD4
- Libèrent des interleukines
- Sont directement responsables de la destruction de cellules infectées ou anormales
- sont issus de la différenciation des LB

Validation réponses

VIDEO