L'immunologie
- La reconnaissance du soi et du non-soi
- Moyens de défense non spécifiques.
- Moyens de défense spécifiques : L’immunité acquise (adaptative).
- La réponse immunitaire à médiation humorale
- La réponse immunitaire à médiation cellulaire
- Quelques dysfonctionnements du système immunitaire
- Moyens d’aide du système immunitaire
2 – Moyens de défense spécifiques : L’immunité acquise (adaptative).
2 – 1 – Mise en évidence de la réponse immunitaire spécifique
Pour connaître les caractéristiques et les voies de la réponse immunitaire adaptative, on propose les séries d’expériences suivantes.
- Première série d’expériences
Remarque : La toxine est une substance toxique produite par un micro-organisme, l’anatoxine est une toxine qui a été traitée par la chaleur et le formol et a ainsi perdu son pouvoir toxique.
En exploitant les expériences:
1 – Interpréter les résultats obtenus.
2 – Déduire les propriétés de cette réponse immunitaire.
1 – L’expérience 1 montre que la toxine tétanique est mortelle en l’absence de traitement : c’est un témoin.
L’expérience 2 montre que l’anatoxine a perdu son pouvoir toxique.
L’expérience 3 montre que la souris a déclenchée une réponse immunitaire contre la toxine tétanique, elle est donc immunisée grâce à l’injection préalable de l’anatoxine. La réponse immunitaire est acquise.
L’expérience 4 montre que la protection acquise contre le tétanos ne protège pas la souris C contre la diphtérie : elle n’agit que dans le cas du tétanos. La réponse immunitaire est donc spécifique
L’expérience 5 montre qu’une souris qui a a reçu le sérum d’une souris immunisée survit à une injection de toxine tétanique. Cela veut dire que le sérum de l’animal immunisé contient des anticorps dirigés conte la toxine tétanique injectée à la souris. c’est pour cela la souris reste vivante.
2- Cette réponse immunitaire est acquise et spécifique.
- Deuxième série d’expériences
Remarque : le BCG= bacille de Calmette et Guérin est une forme atténuée (non mortelle) du bacille tuberculeux (BK : bacille de Koch)
En exploitant les expériences:
1 – Interpréter les résultats obtenus.
2 – Déduire les voies de cette réponse immunitaire.
1 – L’expérience 6 montre que le sérum de la souris A immunisée contre le tétanos protège la souris B contre la toxine tétanique par contre les lymphocytes de la souris A sont incapables de protéger la souris C contre la toxine tétanique: On a un transfert de l’immunité de la souris A à la souris B par l’intermédiaire du sérum qui contient des anticorps il s’agit donc d’une réponse immunitaire à médiation humorale.
L’expérience 7 montre que les lymphocytes de la souris A immunisée contre la tuberculose protège la souris C contre la bacille de Koch par contre le sérum de la souris A est incapable de protéger la souris B contre la bacille de Koch: On a un transfert de l’immunité de la souris A à la souris C par l’intermédiaire des lymphocytes (cellules) il s’agit d’une réponse immunitaire à médiation cellulaire.
2 – Cette réponse immunitaire spécifique est subdivisée en deux voies : immunité à médiation humorale et immunité à médiation cellulaire.
2 – 2 – La mémoire immunitaire
Des expériences de greffes de peau sont réalisées chez les souris de 3 souches différentes. (Leurs cellules ne sont pas compatibles).
La souris B reçoit 3 greffes successives à un mois d’intervalle. Le tableau ci-contre indique dans chaque cas le donneur, le receveur et le résultat de la greffe.
1 – En exploitant les expériences, interpréter les résultats obtenus.
2 – Déduire la caractéristique de la réponse immunitaire mis en évidence par ces expériences.
3 – Prévoir le résultat si la souris B recevait un mois plus tard une nouvelle greffe de peau de la souris C.
1 – On observe que lorsqu’on greffe une entre souris de lignées différentes ( non compatibles ), le greffon est rejetée au bout de 12 jours, cela peut être expliquer par une réponse immunitaire qui rejette l’antigène. Mais lorsque on refait la même greffe de peau entre les deux souris non compatibles, le rejet est plus rapide (3 jours), cela peut être expliquer par le fait que le système se rappelle des antigènes après un premier contact.
2 – La réponse immunitaire possède une mémoire immunologique capable d’assurer une réponse secondaire très rapide.
3 – Si la souris B recevait un mois plus tard une nouvelle greffe de peau de la souris C, le rejet sera plus rapide (3 jours).
2 – 3 – Les organes de l’immunité spécifique (système lymphatique)
Le document suivant montre la localisation des organes lymphoïdes et une ganglion lymphatique.
Les organes lymphoïdes sont constitués :
- Des organes centraux ou primaires : La moelle osseuse rouge et le thymus.
- Des organes secondaires périphériques : La rate, les amygdales, les plaques de Peyer, l’appendice et les ganglions lymphatiques qui sont des zones de passage, de stockage et de prolifération des lymphocytes.
Les ganglions lymphatiques sont de petits organes arrondis branchés sur la circulation lymphatique et recevant la lymphe par les vaisseaux lymphatiques afférents qui les traversent.
2 – 4 – Les cellules de l’immunité spécifique
Le document suivant montre les principaux lymphocytes impliqués dans la réponse immunitaire spécifique.
2 – 5 – Production et maturation des lymphocytes
Pour connaître le lieu de la production et la maturation des lymphocytes, on propose les expériences suivantes :
1 – En exploitant les expériences, déduire le lieu de la production et la maturation des lymphocytes
1 – On observe que la production des lymphocytes B nécessite uniquement la présence de la moelle osseuse alors que la production des lymphocytes T nécessite la présence à la fois de la moelle osseuse et du thymus.
- La production et la maturation des lymphocytes B se fait dans la moelle osseuse ( Bone marrow in english).
- La production des lymphocytes T se fait dans la moelle osseuse mais leur maturation se fait dans le Thymus.
2 – 6 – Structure des lymphocytes
Les documents suivants montrent les structures de lymphocytes B et T :
1 – En exploitant les expériences, comparer la structures des lymphocytes B et T.
1 – Les lymphocytes B et T peuvent être différenciés par la nature de leurs récepteurs de surface qui déterminent leurs fonctions.
Les récepteurs des lymphocytes B appelés BCR (des anticorps membranaires) formés de deux chaînes peptidiques lourdes et deux chaînes légères, avec des régions constantes et des régions variables qui représentent les sites de fixation des antigènes.
Les récepteurs des lymphocytes T appelés TCR, formés de deux chaînes peptidiques avec des régions constantes et des régions variables spécifiques aux déterminants antigéniques (épitopes).
2 – 7 – L’acquisition de l’immunocompétence des lymphocytes
L’immunocompétence est la capacité à distinguer le soi du non soi et à mettre en place une réponse adaptée. Pour connaître comment les lymphocyte B et T acquièrent leur immunocompétence, on propose les documents suivants :
Le document 1 montre la maturation et la sélection des lymphocyte B au niveau de la moelle osseuse, alors que le document 2 celles des lymphocytes T au niveau du thymus.
1 – En exploitant les documents, décrire le mécanisme de l’acquisition de l’immunocompétence des lymphocytes B et T .
1 – Lors de leur maturation, les lymphocytes subissent une sélection :
- Au niveau de la moelle osseuse, les molécules du soi sont présentées aux lymphocytes B, ceux qui reconnaissent ces molécules sont éliminés (meurent par apoptose), les autres sont conservés. Ces cellules sont dites immunocompétentes.
- Au niveau du thymus, les lymphocytes T subissent une double sélection :
– Sélection positive au niveau du cortex : les lymphocytes T qui ont une affinité au CMH du soi sont conservés, les autres qui ne l’ont pas sont éliminés (meurent par apoptose).
– Sélection négative au niveau du médulla : les lymphocytes T qui s’attachent aux peptides du soi présentés par le CMH sont éliminés, les autres qui ne s’attachent pas sont conservés. Ces cellules sont dites immunocompétentes.
A près leur maturation, les lymphocytes B et T immunocompétents quittent les organes lymphoïdes centraux ou primaires et circulent dans le sang et la lymphe pour s’accumuler dans les organes lymphoïdes secondaires ou périphériques (rate, ganglions lymphatiques, amygdale, plaques de Peyer et appendice) qui sont des lieux de stockage et de prolifération des lymphocytes, mais aussi de rencontre avec les antigènes ; ces organes sont souvent le point de départ des réactions immunitaires spécifiques contre les antigènes.
2 – 7 – La coopération cellulaire immunitaire
Pour mettre en évidence les interactions entre les cellules immunitaires, on propose d’étudier les documents suivants
Document 1 : Des cellules de la rate d’une souris normale sont incubées dans un milieu de culture approprié. Certaines cellules adhèrent au fond ; ce sont en majorité des macrophages. D’autres restent libres en suspension ; ce sont en majorité des lymphocytes. Les deux types de cellules sont ensuite cultivés in vitro ensemble ou séparément en présence de globules rouges de mouton (GRM). On étudie alors le nombre des cellules productrices d’anticorps des différentes cultures.
Document 2 : Des cellules de thymus et de moelle osseuse sont prélevées chez une souris normale et mises en suspension dans un milieu physiologique approprié. Elles sont ensuite injectées par voie sanguine à trois souris receveuses ayant subi, après la naissance, l’ablation du thymus puis une irradiation par les rayons X. L’importance de la réponse immunitaire (qui se manifeste par la production d’anticorps anti-GRM) est évaluée par un test d’agglutination. Pour cela le sérum des souris est prélevé et mis en présence de globules rouges de mouton (GRM).
Document 3 : Des lymphocytes T (LT) sont incubés dans un milieu de culture approprié, après leur activation, on prélève le surnageant liquide puis on le met en contact avec des clones de LB et de LT.
Document 4 : Montre des contacts cellulaires entre un macrophage et des lymphocytes.
1 – En exploitant les documents 1 et 2, déduire la relation qui lie les différentes cellules immunitaires.
2 – En se basant sur les documents 3 et 4, déduire les moyens de communication entre les cellules immunitaires.
1 – Document 1 : Lorsque le milieu ne contient que des lymphocytes ou des macrophages : on n’observe aucune prolifération des cellules productrices des anticorps. Mais
en présence des lymphocytes et des macrophages ensemble, on observe une prolifération des cellules productrices d’anticorps. On peut en déduire que pour qu’il y ait prolifération des cellules productrices d’anticorps, il faut qu’il y a une interaction entre les macrophages et les lymphocytes.
Document 2 : Dans l’expérience A (témoin) la souris n’a subi aucun traitement et a reçu une injection de GRM. On observe alors qu’en présence des GRM (antigène), la souris normale a produit des anticorps qui vont se lier aux GRM pour provoquer l’agglutination. Dans les expériences B et C la souris ne possède que des Lymphocytes B ou des Lymphocytes T : on n’observe aucune agglutination, dans ces cas les souris n’ont pas produit des anticorps.
Dans l’expérience D la souris possède les lymphocytes B et T : on observe une agglutination. On peut en déduire que pour qu’il y ait production d’anticorps, il faut qu’il y a une interaction entre les LB et les LT.
On peut donc en déduire que au cours de la réponse immunitaire il y a une interaction entre les LB , les LT et les macrophages.
2 – Dans le document 3, On constate une activation des populations de LB et de LT qui se manifeste par une prolifération cellulaire de ces cellules. cela veut dire que dans le surnageant il y a des molécules qui jouent un rôle essentiel dans cette activation. Ces molécules sont des médiateurs chimiques appelées interleukines ou cytokines. Le document 4 montre un contact direct entre les macrophages et les lymphocytes. On peut donc en déduire que la coopération entre les différentes cellules immunitaires se fait à travers un contact direct mais aussi avec des médiateurs chimiques (interleukines).