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Première Spécialité SVT

Transcript

L'immunité adaptative ou comment éliminer spécifiquement un pathogène?

Maryline Defresne . Lycée Marmontel

Corpus

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.

"

"

Nathan, 1ère spécialité, 2019 (p394)

TD ChS 2: Les caractéristiques de la reP. Immunitaire adaptative

01

TP ChS 4 Médiation humorale

02

médiation cellulaire

03

Régulations et coopération cellulaire

04

01.

TD ChS 2:LES CARACTÉRISTIQUES DE LA REPONSE IMMUNITAIRE ADAPTATIVE

Faire le travail demandé pour chaque document puis faire un petit bilan indiquant :
- les acteurs moléculaires et cellulaires de la réponse immunitaire adaptative.
- les caractéristiques de la réponse adaptative

Quand j'ai fini , je me teste avant de passer à la suite

Document 3

La réponse à une infection virale

Document 2

Cellules sanguines chez un individu infecté ou non par la grippe

Document 1

Expériences historiques

Document 4

Coopération des lymphocytes

Commenter le graphique afin de montrer comment l'organisme réagit à une infection virale comme la grippe

Expliquer comment évoluent les populations de cellules sanguines chez un individu grippé

A l'aide du document , expliquer pourquoi il y a coopération cellulaire

L'immunité adaptative est spécifique

L'immunité adaptative contre la diphtérie

Quels sont les acteurs (molécules, cellules) qui entrent en jeu pour lutter contre la diphtérie?

NB: Le sérum est la partie liquide du sang. Il ne contient pas de cellule, mais il contient des molécules appelées anticorps.

L'immunité adaptative contre la tuberculose

J'interprète chaque expérience proposée pour répondre à la question posée puis je vérifie si j'ai compris

Quels sont les acteurs (molécules, cellules) qui entrent en jeu pour lutter contre la diphtérie?

NB: Le sérum est la partie liquide du sang. Il ne contient pas de cellule, mais il contient des molécules appelées anticorps.

En quoi peut-on dire que l'immunité adaptative est spécifique?


Spécifique : se dit d'une immunité dirigée contre un microbe particulier, et uniquement contre ce microbe.

Quels sont les acteurs (molécules, cellules) qui entrent en jeu pour lutter contre le bacille de Koch responsable de la tuberculose ?

NB: Le sérum est la partie liquide du sang. Il ne contient pas de cellule, mais il contient des molécules appelées anticorps.

Les bonnes réponses donnent le code de dévérouillage pour passer à la deuxième partie

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 que la défense immunitaire est humorale et cellulaire:

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 sont des anticorps (acteurs cellulaires) et des lymphocytes (acteurs moléculaires)

Vrai

Faux

code

02.

TP ChS 4: La réponse immunitaire humorale*

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

A

B

C

Un retour de voyage mouvementé

TP CHS4 (partie A)

Mode d'action et spécificité des anticorps

TP CHS4 (partie B)

Origine de la diversité des anticorps

Quand j'ai fait les trois étapes, je me teste avant de passer à la suite


TP Corps humain et santé 4 (partie A)

Maryline Defresne. Lycée Marmontel

Un retour de voyage mouvementé

La détection d'un« signal de danger » (ex : du virus de la grippe) entraîne une réponse rapide (quelques heures) du système immunitaire inné reposant sur l'intervention des macrophages et des granulocytes.

Cette première ligne de défense est suivie d'une réponse plus tardive (quelques jours) du système immunitaire adaptatif avec entre autre l'apparition dans le sang, d'anticorps (Immunoglobulines gamma ou IGG) spécifiques des antigènes de l'agresseur : on parle de réponse adaptative humorale.

Dossier Médical


Date: 8 Mars 2020 Heure d'arrivée : 20h 55
Heure de prise en charge: 21h 15

Nom : Dobichon Robert , 55 ans
Personne accompagnante: Dobichon Raymonde

Symptômes : forte fièvre (40°C) ; courbatures ; toux et des écoulements nasaux

Pris en charge par: Dr Colin Crevette , interne .


Diagnostic: Grippe


Jeune interne en médecine, vous avez examiné Mr Dobichon Robert .

Vous soupçonnez la grippe.

Vous allez devoir vérifier et expliquer votre diagnostic


Objectif : On cherche à déterminer si Mr Dobichon est séropositif à la grippe ou s'il a contracté une autre maladie


Production attendue :


Communication pertinente des résultats de l’électrophorèse + exploitation ES


Exploitation des ressources et Communication Libmol


Monsieur Dobichon a -t-il la grippe???

A l'aide du document ressource, concevoir une stratégie pour déterminer si Mr Dobichon est séropositif à la grippe

Ressources

L’organisme réagit à l’introduction d’un élément étranger, appelé antigène, par la production d’anticorps.

Les anticorps sont des protéines solubles. Ils sont présents dans le sérum, liquide sanguin débarrassé de ses cellules et des protéines de la coagulation.

Le terme « séropositif » désigne une personne dont le sérum contient des anticorps contre un agent infectieux.

Principe de l’électrophorèse :

Matériel à votre disposition :



Grâce à l'utilisation d'un courant électrique et d'un colorant particulier, il est possible de mettre en évidence les protéines contenues dans un sérum.

Cette méthode s'appelle l'électrophorèse.


Les protéines, étant chargées négativement, migrent vers la zone chargée positivement appelée anode.


La distance de déplacement de chaque protéine dépend de sa taille, de sa forme et de sa charge électrique.


3 solutions :

Témoin séropositif: Sérum immunisé anti grippe 1

Sérum de Mr Dobichon 2

Témoin séronégatif :Sérum non immunisé 3


Matériel pour préparer électrophorèse.

Cuve à électrophorèse pour protéine (avec support pour bande d’acétate)

Générateur de 125V ou 160V, 20mA

Lamelle de dépôt en verre ou capillaires

Une micropipette et embouts pour chaque solution

Matériel de Gélose pour électrophorèse



Matériel de laboratoire

Gants

Lunettes



Patient Mr Dobichon .

Examen: Résultats de l'électrophorèse

Résultats de l'électrophorèse à partir du prélèvement effectué sur Mr Dobichon

1) tube témoin séropositif

2) tube sérum Mr Dobichon

3) tube témoin sérum séronégatif


Communiquer et exploiter les résultats


Dossier Médical


Date: 10 Mars 2020 Hospitalisation : 8 mars 2020

Nom : Dobichon Robert , 55 ans
Symptômes : forte fièvre (40°C) ; courbatures ; toux et des écoulements nasaux.

Pris en charge par: Pr Marmontel , chef de service Infectiologie.
Symptômes aggravés : Difficultés respiratoires importantes. Diagnostique vérifié par électrophorèse : Séropositif pour la grippe.

Monsieur Dobichon rentre de voyage : il a passé les trois dernières semaines à Wuhan ( Chine) .

Diagnostic : Possibilité d'infection au Coronavirus COVID-19

Résultats de l'électrophorèse à partir du prélèvement effectué sur Mr Dobichon

1) tube témoin séropositif

2) tube sérum Mr Dobichon

3) tube témoin sérum séronégatif


Communiquer et exploiter les résultats

Jeune interne en médecine, vous avez examiné Mr Dobichon Robert .

Vous aviez soupçonné une grippe banale... Mais l'état de Mr Dobichon s'est aggravé.

Entre temps sa femme vous a confié qu'ils reviennent d'un séjour de trois semaines à Wuhan.

Vous pensez donc désormais que cette grippe est en fait une infection due au Coronavirus Covid-19.

Vous allez devoir vérifier et expliquer votre diagnostic


Objectif : On cherche à déterminer si Mr Dobichon est bien infecté par le Coronavirus Covid -19


Production attendue :


Communication pertinente des résultats d'Ouchterlony + exploitation


Communication et Exploitation des ressources.



Monsieur Dobichon est-il infecté par le coronavirus Covid-19?

A l'aide des documents ressources et du matériel proposé , concevoir une stratégie pour déterminer si Mr Dobichon est infecté par le coronavirus Covid-19 . Vous devrez fournir un croquis indiquant la disposition des produits dans la boîte de Pétri

Ressource 1: Principe du test d'Ouchterlony( vidéo)

https://youtu.be/YH6Bph95lss


Ressource 2 : Principe du test d'Ouchterlony

Document . PRINCIPE DU TEST D’OUCHTERLONY:

C`est une méthode d´immunodiffusion sur gel : les solutions déposées dans les puits creusés dans le gel diffusent de façon homogène dans toutes les directions autour du puits. Deux auréoles de diffusion peuvent donc entrer en contact. Cette zone de contact reste invisible s´il n´y a pas de réaction entre les deux solutions. Quand il y a réaction entre les solutions, il se forme un arc de précipitation visible á l´œil nu. Celui-ci est dû à l´interaction entre les anticorps et les antigènes spécifiques, entraînant la formation d´un complexe immun anticorps-antigène.



Matériel

MATERIEL :

- une boîte de Pétri contenant une gélose

- un gabarit de perçage

- un tube emporte-pièce,

- 1 marqueur (pour marquer la boîte de Pétri) ;

- Microtube S: Sérum contenant les anticorps de Mr Dobichon

- Microtube 1: antigène du virus Covid -19

- Microtube 2 : antigène du virus AH3N2

- Microtube 3: antigène du virus AH5N1 (grippe aviaire)

- Microtube 4 : antigène du virus AH1N1

- une pipette plastique pour chaque produit

- des gants

- une petite feuille de papier noir pour observer les résultats

https://youtu.be/YH6Bph95lss


Document . PRINCIPE DU TEST D’OUCHTERLONY:

C`est une méthode d´immunodiffusion sur gel : les solutions déposées dans les puits creusés dans le gel diffusent de façon homogène dans toutes les directions autour du puits. Deux auréoles de diffusion peuvent donc entrer en contact. Cette zone de contact reste invisible s´il n´y a pas de réaction entre les deux solutions. Quand il y a réaction entre les solutions, il se forme un arc de précipitation visible á l´œil nu. Celui-ci est dû à l´interaction entre les anticorps et les antigènes spécifiques, entraînant la formation d´un complexe immun anticorps-antigène.


MATERIEL :( en vrai ou ... pas)

- une boîte de Pétri contenant du gel d’agar

- un gabarit de perçage

- un tube emporte-pièce,

- 1 marqueur (pour marquer la boîte de Pétri) ;

- Microtube A: Sérum contenant les anticorps de Mr Dobichon

- Microtube 1: antigène du virus Covid -19

- Microtube B : antigène du virus AH3N2

- Microtube C: antigène du virus AH5N1 (grippe aviaire)

- Microtube D : antigène du virus AH1N1

- une pipette plastique pour chaque produit

- des gants

- une petite feuille de papier noir pour observer les résultats



Réaliser le protocole ( en attendant les résultats , on poursuit le tp)

Schématiser les résultats du test d'Ouchterlony effectué

Interpréter les résultats afin de déterminer si Mr Dobichon souffre du Covid 19

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

résultats de secours

Modèles possibles pour les antigènes :

Anticorps présents dans le sérum


TP CHS 4 b.
Mode d'action et spécificité des anticorps

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).

MODE D'ACTION ET SPÉCIFICITÉ DES ANTICORPS

Variabilité et spécificité des anticorps

Ressource 2

Ressource 1

Modélisation d'un anticorps ( avec Libmol)

Ressource 3

Mode d'action 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»

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

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.

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).

Papaïne et pepsine

TP Chs 4C. L'origine des anticorps

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.

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

Code

Les bonnes réponses donnent le code de dévérouillage

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

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

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

Vrai

Faux

3.La réponse immunitaire cellulaire

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

Je me teste avant de passer à la suite

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

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.

les bonnes réponses donnent le code de déverrouillage

Code

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

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

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

4.RÉGULATIONS ET COOPÉRATION CELLULAIRE

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.

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

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

code

les bonnes réponses donnent le code de déverrouillage

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

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

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

un film pour illustrer (bande annonce)

je vous le recommande!


Patient Mr Dobichon .

Examen: Résultats du test d'Ouchterlony

Résultats

Puit A: Sérum contenant les anticorps de Mr Dobichon

Puit 1: antigène du virus Covid -19

Puit 2 : antigène du virus AH3N2

Puit 3: antigène du virus AH5N1 (grippe aviaire)

Puit 4 : antigène du virus AH1N1


Communiquer et exploiter les résultats :


Représenter les résultats de la boîte fournie en réalisant un schéma sur le modèle du précédent.


Exploiter les résultats obtenus pour formuler une explication quant à l’apparition de l’arc de précipitation observé

Schématiser les associations moléculaires que révèle un arc de précipitation. Respecter les modèles proposés