Chapitre 10 complet - L'immunité adaptative

Semaine du 10 mai

Semaine du 10 mai

Production AC et IA cellulaire

Retour sur le début du chapitre : Outcherlony, libmol, anagène

Origine de la diversité des anticorps : réponse au calcul

Introduction

La mémoire immunitaire et coopération entre organes

Schéma bilan et entrainement

Une coopération cellulaire

Thème 3-B : Le fonctionnement du système immunitaire humain

Chapitre 10 : L’immunité adapative

La grippe espagnole (1918-1919)

Introduction : Comprendre la grippe espagnole en 2 vidéos - prendre des notes.

Vidéo 2

Vidéo 1

Aujourd'hui, une nouvelle pandémie sévit... : le coronavirus.

Lorsque la réaction inflammatoire n’est pas suffisante pour éliminer la source, l’immunité adaptative entre en jeu. Comment l’immunité adaptative permet-elle d’éliminer un pathogène lorsque l’immunité innée ne suffit pas ? Idées : à vous d'en formuler une ou plusieurs !

I) Un acteur de la réponse immunitaire adaptative : les anticorps

SUITE

 Poly n°1 - Ouchterlony.Cliquer sur le stylo :

Définition à connaître : On appelle antigène toute substance capable de déclencher la production d’anticorps. Les antigènes peuvent être de nature variée : molécules portées par des pathogènes, substances chimiques issues de l’environnement, molécules de cellules modifiées (par exemple, pour les cellules cancéreuses). On constate la formation d’un arc de précipitation (= complexe immun) entre le puits contenant le sérum de John et celui contenant les antigènes du virus de la grippe. Aucun arc de précipitation ne s’est formé avec les antigènes du coronavirus ni ceux de la méningite. On sait que John a de la fièvre depuis 5 jours soit environ 6 jours d’infection ce qui correspond au temps nécessaire pour l’apparition d’anticorps dans son sang. Le sérum de John contient les anticorps dirigés contre les antigènes du virus. On en déduit que les anticorps de John se sont fixés spécifiquement sur les antigènes du virus de la grippe. Donc John à la grippe.

Correction Outcherlony

Après la correction (qui constitue l'introduction de notre I), nous passons au 1)

1) Le mode d’action des anticorps

Consigne : Réaliser un schéma de la structure d’un anticorps le plus précis possible.

Pour cela, réaliser les étapes suivantes :

1. Ouvrir : https://libmol.org/
2. Rechercher dans la librairie "IGGTOTAL", l'ordinateur vous propose "Modèle théorique d'un anticorps complet". C'est ce qu'il nous faut !
3. Dans "commandes", faire une "représentation" par "sphères" et une "coloration" par "chaînes"
4. La légende apparaît en bas de la page.
5. Prendre des notes sur le nombre de chaînes,leur position, etc...
6. Aller ensuite dans séquence et comparer la composition de chacune de ses chaînes.
7. Faire une ébauche de votre schéma avec les informations recensées.

Remarques :

• Les chaînes H et I sont qualifiées de chaînes lourdes.
• Les chaînes L et M sont qualifiées de chaînes légères.

COMPARAISON AVEC ANAGENE DES SEQUENCES PROTEIQUES DES CHAINES LOURDES DE DIFFERENTS ANTICORPS.

On effectue avec le logiciel Anagène un alignement avec discontinuité des chaînes lourdes appartenant à trois anticorps différents (dirigés contre les antigènes différents) .Constatations dans la portion de séquence comprise entre les positions 1 et 120: Constatations au delà de la position 120:

Rédiger vos constatations

COMPARAISON AVEC ANAGENE DES SEQUENCES PROTEIQUES DES CHAINES LEGERES DE DIFFERENTS ANTICORPS.

On effectue avec le logiciel Anagène un alignement avec discontinuité des chaînes lègères appartenant à trois anticorps différents (dirigés contre les antigènes différents) .Constatations dans la portion de séquence comprise entre les positions 1 et 120: Constatations au delà de la position 120:

Rédiger vos constatations

RETOURNEZ MAINTENANT SUR LIBMOL

1. Ouvrir : https://libmol.org/
2. Rechercher dans la librairie "anticorps anti-lysozyme",On ne représente ici qu'un seul des deux "bras" de l'anticorps. Il est incomplet. A vous de visualiser grâce à la légende où se trouve cette zone. Il se passe la même chose sur le second bras qui est constitué des mêmes éléments.
3. Dans "commandes", faire une "représentation" par "sphères" et une "coloration" par "chaînes"
4. La légende apparaît en bas de la page. "Y" correspond ici à l'antigène.
5. Compléter votre schéma avec le rôle de cette zone.

Analyser les résultats des expériences ci-dessus pour identifier le rôle des différentes extrémités d’un anticorps.

Hypothèses possibles : - les parties variables fixeraient les antigènes ; - la diversité de ces extrémités permettraient de reconnaître un grand nombre d'antigènes différents ; - les parties constantes des chaînes lourdes pourraient permettre à des cellules de retrouver les anticorps fixés (complexes immuns) pour les éliminer.

Correction à recopier : Un anticorps est une protéine constituée de 2 chaînes lourdes identiques et de 2 chaînes légères identiques entre elles. Chaque anticorps possède 2 sites de fixation à l’antigène. Au niveau des extrémités des zones constituées à la fois d’une chaîne lourde et d’une chaîne légère, les séquences protéiques sont variables d’un anticorps à un autre. Ce sont ces régions qui fixent l’antigène. Cette diversité permet en principe la reconnaissance de tous les antigènes possibles. Lorsque des anticorps se fixent à des antigènes, un complexe immun se forme. Les complexes immuns ainsi formés seront ensuite éliminés par phagocytose. Des cellules, comme les macrophages dotés de phagocytose possèdent à leur surface des récepteurs à la partie constante des anticorps. Les complexes immuns seront neutralisés par ces cellules qui les phagocyteront.

Compléter votre schéma

Des questions ? RDV dans l'espace discussion d'école directe.

Petit récapitulatif : Nous avons vu précédemment, que les anticorps étaient tous formés d'une région constante et de deux régions variables (identiques entre elles mais différentes entre des anticorps différents). Grâce à ces parties variables, les anticorps sont spécifiques d'un antigène. Nous allons maintenant chercher à comprendre l'origine de la diversité des régions variables.

2) Origine de la spécificité des anticorps

Calcul a réaliser

Question finale : Combien d'anticorps différents est-il possible d'obtenir en prenant en compte uniquement la recombinaison de l'ADN ?

REPONSE

Aide 1

Vous devez tous avoir trouvé la solution seul d'ici le prochain cours ! Si les aides ne suffisent pas pensez à l'espace discussion, il y en a certains que je ne vois jamais !

Aide 2

3) La production des anticorps

Une étude des concentrations en cellules immunitaires et en anticorps au cours d’une infection témoigne d’une augmentation des lymphocytes quelques jours avant la production d’anticorps. Les lymphocytes joueraient donc un rôle dans la production de ces protéines.

Visionner la vidéo et prendre des notes.

Chaque lymphocyte B possède un récepteur (BCR) spécifique d’un antigène (anticorps de surface). Lorsqu’ils rencontrent l’antigène, les lymphocytes sont sélectionnés, ils se multiplient (amplification) puis se différencient en cellules spécialisées : des lymphocytes B mémoire et des plasmocytes producteurs d’AC circulants dirigés contre l’AG initialement détecté.

Remarques : AC = anticorps AG = antigène

SCHÉMA DES ÉTAPES PERMETTANT LA PRODUCTION DES ANTICORPS

Un anticorps (encore appelé immunoglobuline) est donc une protéine sécrétée par un plasmocyte (lymphocyte B différencié) se liant spécifiquement à un antigène donné. Bilan : La réponse adaptative qui fait intervenir les anticorps est appelée immunité adaptative HUMORALE. Ils participent à la neutralisation et élimination des agents infectieux circulants dans le sang et la lymphe et des antigènes libres (ex : toxines) : agents extracellulaires. Qu’en est-il pour les cellules modifiées (cancer, infectées par un virus) ?

II) L’immunité adaptative cellulaire

Toutes les cellules possèdent un CMH :- lorsqu’elles sont normales, les protéines présentes dans ce complexe sont des peptides du soi ; - en cas d’anormalité cellulaire (ex : cancer), de virus* ou de bactéries intracellulaires, le CMH présente des peptides du soi modifié (synthétisées par la cellule elle-même).

Rappel :

Les virus sont donc intracellulaires.

Un virus* : c'est quoi ?

Les virus sont donc intracellulaires.

Consigne : Décrire l'évolution des lymphocytes T8 dans cette situation (à la suite de votre cours).

Attention : documents page suivante

La reconnaissance et l’élimination de ces cellules anormales nécessitent l’action des lymphocytes T8 (CD8). Ils présentent un récepteur membranaire T (TCR) capable de se fixer sur le CMH d'une cellule ayant un antigène témoignant d’une modification cellulaire (peptide du soi modifié). La rencontre entre les 2 (LT8 et cellule modifiée) induit une sélection cellulaire. Le LT8 sélectionné est amplifié pour donner des clones cellulaires. Parmi ces clones, une partie se différencie en LT cytotoxiques tandis que d’autres deviennent LT8 mémoire. Les LT cytotoxiques circulent dans l’organisme jusqu’à reconnaître l’antigène auquel ils sont spécifiques, à la surface de cellule infectée ou modifiée.

Etape décrite à la page suivante

Source : Nathan SVT 1ère enseignement de spécialité 2019

Les lymphocytes T cytotoxiques se chargeront ensuite d'éliminer les cellules anormales ou infectées par lyse de celles-ci.

Schéma à recopier et à connaître

2 types de réaction immunitaire adaptative : - humorale : fait intervenir les lymphocytes B se différenciant en plasmocytes sécréteurs d'AC. Intervient dans le cas d'agents extracellulaires. Elimination des complexes immuns par phagocytose. - cellulaire : fait intervenir les lymphocytes T8 se différenciant en lymphocytes T cytotoxiques capables de détruire des cellules anormales ou infectées. Intervient dans le cas de problèmes intracellulaires. Elimination des cellules par lyse cellulaire (apoptose = mort cellulaire). LB et LT8 donnent aussi des lymphocytes mémoires.

SYNTHESE GLOBALE : L'INDISPENSABLE !!!

A prendre en note à la suite

Remarque : Avant d’entrer dans une cellule, un virus est extracellulaire. Des LB peuvent les détecter (réponse adaptative humorale). Les débris de la lyse cellulaire sont dans le milieu extracellulaire et seront éliminés par phagocytose (nécessite des AC). La réponse humorale (sécrétion d’anticorps) est activée en parallèle de la réponse cellulaire. Une infection virale conduit donc aussi à la production d’AC. Les deux voies sont liées.

Transition : Rappel : Au cours de la réaction inflammatoire (réponse innée), les cellules dendritiques qui ont phagocyté des particules ou des cellules reconnues comme étrangères ou anormales deviennent des CPA. Elles présentent sur leur complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) des fragments de particules pathogènes et migrent dans les organes lymphoïdes les plus proches. Mais dans quel but ? Ces particules sont présentées aux lymphocytes T4 (LT CD4) dans les organes lymphoïdes secondaires. Une interaction a lieu entre le récepteur T d’un lymphocyte T4 et le CMH/particules pathogènes de la cellule dendritique. L’immunité innée interagit donc avec les cellules de l’immunité adaptative.

III) Une coopération cellulaire importante

Livre p 360 – 361 Consigne : Analyser les documents afin de :- expliquer le rôle des lymphocytes T4 dans l’immunité.- préciser pourquoi les défenses immunitaires s’effondrent en phase SIDA déclaré.

Commentaires, correction de la démarche et évaluation formative individuelle

Watch

Synthèse à mettre à la suite de votre travail :

Au contact des particules pathogènes, le LT4 (ou LT CD4) est sélectionné. Il subit une multiplication cellulaire. Les clones obtenus deviennent LT4 mémoire et les autres se différencient en lymphocytes T auxiliaire (LTaux). L’expérience de Marbrook permet d’affirmer qu’une communication entre LB et LT4 est indispensable pour obtenir des plasmocytes sécréteurs d’anticorps.

Ces LT auxiliaires sécrètent des interleukines, molécules initiatrices de la multiplication et de la différenciation cellulaire des LB en plasmocytes et LT8 en LT cytotoxiques sélectionnés par contact avec l’antigène spécifique. Les interleukines amplifient également la multiplication des LT4. La plupart du temps, deux signaux interviennent dans l’amplification (multiplication par mitose des lymphocytes spécifiques sélectionnés) et la différenciation des cellules de l’immunité adaptative : - une rencontre avec les particules anormales (toxines, virus, cellules modifiées…) - un messager chimique issu des LT auxiliaires. Les LT4 sont la cible du VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). Leur destruction empêche leur bon fonctionnement mais aussi celui des autres types de lymphocytes. Le système de défense de l’organisme devient petit à petit inefficace et des maladies opportunistes aboutissent à la phase SIDA (Syndrome de l’ImmunoDéficience humaine).

Bilan : L'immunité adaptative complète l’immunité innée chez les vertébrés. Elle assure une action spécifique contre des motifs moléculaires portés par des agents infectieux ou des cellules anormales. Elle met en jeu des molécules et des cellules particulières, notamment les anticorps et les cellules qui les produisent. Associée à l’immunité innée, elle réussit le plus souvent à éliminer la cause du déclenchement de la réaction immunitaire. Les phénomènes de sélection, d'amplification et de différenciation clonales expliquent le délai de la réaction adaptative (plusieurs jours chez l’être humain). Les cellules restantes de l'immunité adaptative circulent dans un état dormant dans le sang et dans la lymphe.

Retour sur la situation initiale : Dans le cas de la grippe espagnole, la mortalité a été très forte. Une des hypothèses expliquant les ravages est l’absence de développement d’une immunité suffisamment efficace pour lutter contre le virus.

Schéma bilan p 367 du livre à connaître

S'entrainer

Correction mise à disposition (après avoir fait l'exercice...), à vous de jouer le jeu !

Correction

ATTENTION DIAPO SUIVANTE