L’ImmunitéRappels et introduction au thème: Immunité: reconnaissance et élimination des éléments étrangers = antigènes (ou « non soi ») à l’organisme (« soi ») pathogènes ou non.

Les éléments étrangers ou antigènes (Ag)

• Ag de nature moléculaire naturel ou artificielMolécules chimiques, poussières minérales et

organiques, pollens…

• Ag de type micro-organismes, parasites et virus

virus H1N1 (de l’ordre du nanocromètre) virus grippe

Suite à une infection par un Ag le système immunitaire

met en place: • Un système de reconnaissance moléculaire de l’Ag • Une réponse immunitaire immédiate, innée et non

spécifique à l’Ag: la phagocytose par les macrophages ou phagocytes

• Une réponse immunitaire secondaire spécifique à l’Ag avec intervention des lymphocytes B producteurs d’Anticorps anti Ag

ET de lymphocytes T (cellules tueuses des cellules infectées)

La phagocytose

Les étapes de la phagocytosehttp://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0064-2

Les lymphocytes B

• Leucocytes, lymphocytes B ou globules blancs qui produisent des Anticorps (protéines spécifiques) contre l’Ag

Les AC-anti Ag vont neutraliser les Ag

Les Lymphocytes T

Les lymphocytes T sont des cellules « tueuses » qui détruisent les cellules infectées par des virus par exemple

Les cellules de l’immunité • Circulent avec les Éléments du sang

• Circulent dans le système lymphatique et sont stockées au niveau des ganglions lymphatiques

Système lymphatique

I.1 portrait du VIHLe VIH est un « parasite » intracellulaire, c’est

un retro virus (virus à ARN) »

l.2 Infection des cellules cibles du VIHA)les cellules cibles du VIH

Doc 6 a et 7a p.122: les LT4 et les macrophages sont les cellules

cibles du VIH

B) Contamination et infection des cellules cibles du VIH

• Mode de contamination: Q1 avec doc 2 p.1242 modes de contamination: - Voie sexuelle: passage des muqueuses vers le sang et la

lymphe- voie sanguine puis lymphatiqueNB: Le virus est transporté par les liquides biologiques

(sang, sperme, sécrétions vaginales, lymphe). Il peut également passer le placenta (transmission mère-enfant possible: placenta, lors de l’accouchement, lait maternel)

• Les LT4 sont les cellules cibles du VIHQ2 p.124: seuls les LT4 et macrophage présentent à leur

surface membranaire des marqueurs protéiques spécifiques: Les CD4. Les protéines virales GP120 sont complémentaires des CD4.Une fois la Reconnaissance moléculaire établit: le VIH peut pénétrer la cellule cible…

• Le cycle d’infection du VIH

I.3 les R.Immunitaires de l’organisme et le dépistage du SIDA

Doc graphe 13 p.126 à exploiter:

A) une activité cytolytique des LTCDoc 16 p.128 + Q1 p.128Doc 17 p.129 + Q2 p.128Doc 19 p.129Commentaires (avec doc graphique)

B) une production d’AC anti VIH- Le Test ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbant

Assay)Principe du TEST (=> http://www.phonat.fr/charger/ElisatestV2.swf)

Q2 p.130 en justifiant les résultats…- Le Test Western BLOT: doc 22 p.131Description du Test (doc 6b p122 possible)http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/svt/eleve/prodelev/western/anim_west.htm

- Commentaires (avec doc graphique)Bilan CHAP I (avec graphique)sujets de type BAC

CHAP II Généralisation des processus immunitaires

II.1 Elimination des cellules infectées par un virus: action des LTC

Doc annexe…

• Doc 15 a et b p.128Commentaires + schéma

II.2 les AC et la neutralisation de l’Ag

• A) mode d’action des AC ou formation du complexe Immun

Doc 20 a et b p.130 + TP BAC Test Ouchterlony Q1. Visualiser schématiquement les conditions

du protocoles et les résultats observésQ2. Donner une explication à l’échelle

moléculaire de l’arc de précipitationCommentaires:

• B) nature, structure et spécificité moléculaire d’un AC

Nature des AC: avec les données de l’EX 5 p.144Structure des AC: doc 23 et 24 p.132

Structure-fonction des AC doc 25 p.133

Structure moléculaireDoc 23 p. 132

Comparaison des séquences polypeptidiques entre les chaînes lourdes et légères de différents

AC: doc 24 p.133

Commentaires:

Remarque: une fois le complexe immun formé (neutralisant l’Ag) la phagocytose élimine

l’ensemble

C) Les cellules productrices des AC

• Doc 26 p.134 (attention lire plasmocyte au lieu de lymphocyte)

Q1) que représentent les GRM pour l’organisme de la souris?

Q2) que signifie l’apparition de la plage de lyse dans l’expérience de la souris B (aide->)

• Commentaires: un AC est spécifique à un Ag (par leur site de fixation ou paratope), les AC sont produits par les plasmocytes: cellules dérivées des LyB

Schéma simplifié:

Les plasmocytes produisent des AC libres et circulants

spécifiques à l’Ag en vue dela formation

du complexe immun et la neutralisation de l’Ag

Les plasmocytes sont reconnaissablespar leur réticulumendoplasmiquetrès développé: synthèse protéiqueimportante (AC)Doc 29 p.135

d) Des LyB aux plasmocytes• Doc 6p.148: L’Ag est reconnu par des LyB spécifiques

car il existe au niveau des membranes des LyB des récepteurs protéiques spécifiques à l’Ag (AC fixes ou récepteur antigénique). Un type ou une population de LyB est donc sélectionné par reconnaissance moléculaireProblème ???

Si il existe un type de lyB pour un type d’Ag, c’est qu’il doit exister autant de type de lyB (avec leurs AC membranaires spé.) que d’Ag

différents…. En réalité il existe un véritable

répertoire immunologique (préexistant): avec une très grande variété de LyB spécifiques à un Ag

Doc 8 p.149: Evolution des LyB en plasmocytes producteurs d’AC

Analyse du doc: l’injection de GRM à une souris entraîne au bout de 2 jours, une augmentation très importante du nombre de plasmocytes. Il existe donc une R.I spécifique à l’Ag et une amplification de cette réponse par multiplication (ou clonage) de des LyB sélectionnés qui se différencient ensuite en plasmocytes producteurs d’AC circulants spé. à l’Ag (AC-anti Ag circulants)

Entré d’un Ag…-Sélection d’un type de LyBspé. à l’Ag

-Prolifération ou expansionclonale des lyB sélectionnés

-Différentiation des LyBen plasmocytes producteurs d’AC anti Agcirculants

- Formation du complexe immun

- Elimination par phagocytose du complexe AC-anti Ag- Ag

II.3 Rôle des LT4 dans les R.I

• A) Les LT4: pivots (rôle central) des R.I• Doc 9 : exploitation globale

• Doc Annexe• 1-• 2-• 3-

Les cellules immunitaires ont la capacité de communiquer entre elles grâce à des signaux chimiques: il en est ainsi des macrophages et des lymphocytes qui sécrètent des glycoprotéines appelées interleukines (IL). Ces molécules, élaborées par des LT4 sont aptes à stimuler les cellules immuno-compétentes voisines. Les clones de LB et de LT8 (LTC pré cytotoxique)) activés sont ainsi stimulés, ce qui favorise la prolifération de plasmocytes sécréteurs d'anticorps et de LTc. Les LT4 jouent donc un rôle central dans les mécanismes de défense.

B) Rôle des LT4 dans l’évolution du SIDA (rappels)

La disparition des LT4 par contamination par le VIH affaiblit tout le système

immunitaire. Les LT4 ne jouant plus leur rôle central et de coopération cellulaire.

Le patient est à la merci de n’importe quelle maladie opportuniste

CHAP III: vaccins antiviraux et mémoire immunitaire

III.1 une mémoire immunitaire acquise artificielle: la vaccination

Doc 1 a p.152: des faits d’observation…Q1p.152 Avec doc 12 b et c Avec doc 14 p.153Bilan

III.2 les difficultés à développerf un vaccin contre le VIH

• Q 2 p.156 avec doc 20 a, b et c (vu en sujet BAC)

• Doc 21 a et b : la vaccination de demain…

• Un candidat-vaccin bientôt à l’essai chez l’hommeUn candidat-vaccin « VIH-rougeole », mis au point ces dernières années à l’Institut Pasteur sera testé chez l’homme en 2010 (essai de phase I). L’objectif du projet est de faire un vaccin dit « recombinant », c’est-à-dire d’introduire deux à trois gènes du VIH dans le génome du virus atténué de la rougeole, qui a depuis longtemps prouvé son innocuité et son efficacité en temps que vaccin humain. Un tel vaccin combiné permettrait donc de protéger à la fois contre le sida et la rougeole.Un nouveau vecteur vaccinal très prometteur Des chercheurs de l’Institut Pasteur ont obtenu en 2009 des résultats très prometteurs d’essais pré-cliniques destinés à tester une nouvelle technologie vaccinale anti-sida. Celle-ci s’appuie sur l’utilisation d’un nouveau vecteur appelé vecteur lentiviral, capable de délivrer l’ADN vaccinal au cœur du noyau des cellules du système immunitaire.

Sujets BAC

CHAP IV Phénotype immunitaire, génotype et environnement

FAIT => problème : au cours de sa vie, un organisme rencontre une infinité d’Ag

issus de son environnement. Tous ces Ag déclanchent une Réaction immunitaire et

sont donc reconnu comme éléments étranger…

Comment le système immunitaire peut-il répondre (reconnaître) à cette diversité

d’Ag?

IV.1 Origine de la diversité des Lymphocytes (LyB et LyT)

Q1 avec DOC 22 p.158Rappel: la reconnaissance de l’Ag par les

Lymphocytes passe par l’existence de récepteurs membranaires présents sur ces Ly…. (AC membranaires fixes de nature protéique DONC issus de l’expression du génome)

Réponse…. à la question 1 p.158….

• DOC 23 p. 159:Origine de diversité quasi infinie des récepteurs membranaires des Ly.

Combinaison génétique spécifique => protéines membranaires spécifiques (parties variables)

• Commentaires (avec schéma)Par des mécanismes de réarrangements

(complexes) génétiques, il est possible d’obtenir une infinité de combinaisons génétique à partir d’un nombre limité de gènes impliqués dans l’immunité. Cette infinité de combinaisons génétiques conduit à une infinité de protéines membranaires

des Ly. Ce mécanisme de réarrangement génétique est source de diversité des Ly B et Ly T.

Bilan

Le phénotype immunitaire évolue donc naturellement (et en

permanence) en s’adaptant aux Ag rencontrés dans son environnement.

Il évolue également de façon artificielle au cours de la vaccination.

IV.2 le maintien de l’intégrité de l’organisme

Q3 p.158Le maintien de l’intégrité de l’organisme passe par

l’action du Sys.Immunitaire: > Il y a élimination des cellules auto-réactives

(cellules immu. qui porteraient les marqueurs membranaires complémentaires du SOI). Evitant ainsi les maladies auto-immunes

> La production d’une grande diversité de Ly (récepteurs) afin de répondre à la plupart des Ag

Bilan (du chapitre)

Les cellules immunitaires forment de part leur diversité un véritable répertoire

immunitaire en perpétuelle évolution en fonction des Ag de son environnement.

Parmi les Ly. produits par la moelle osseuse, ceux qui se trouvent être

dangereux pour l’organisme (auto-réactifs) sont éliminés du répertoire.

Sujets Immunité• Comment les différentes catégories de lymphocytes coopèrent pour

assurer la défense immunitaire de l’organisme suite à son infection par le VIH

I- Intervention des anticorps anti-VIH-Séropositivité : présence d’anticorps spécifiques dirigés contre des

protéines du virus . -Préexistence de lymphocytes B qui synthétisent des immunoglobulines (AC) membranaires différents clones . -Contact avec l’antigène : sélection clonale et multiplication clones de lymphocytes B spécifiques avec des récepteurs pour reconnaître le virus . Différenciation de ces LB en plasmocytes sécréteurs d’anticorps circulants spécifiques du virus ( partie variable des chaînes lourdes et légères) Toutes ces étapes étant activées par les interleukines sécrétées par les lymphocytes T4 qui sont aussi des cellules cibles du virus .

-Formation des complexes immuns qui bloquent la pénétration du virus maintien de l’intégrité cellulaire .

-Elimination par les cellules phagocytaires (avec récepteurs qui se fixent sur la partie constante des anticorps).

Donc coopération entre les LT4 et les LB (immunité acquise) et coopération entre les AC et les cellules phagocytaires (immunité acquise et innée) .

II- Intervention des lymphocytes T cytotoxiques-Préexistence de LT précytotoxiques avec des récepteurs T

membranaires différents clones . -Reconnaissances des cellules infectées (protéines virales à leur surface) par les LT

précytotoxiques quand le virus est dans la cellule . Alors sélection clonale, multiplication et différenciation en LT cytotoxiques spécifiques des protéines virales reconnues,

Toutes ces étapes étant, elles aussi, stimulées par les interleukines des LT4 . Contact étroit avec les LT4,les LT8 les feront éclater grâce à la perforine .

III- Evolution vers le stade SidaLa destruction des LT4 par les LT8 limite la progression de

l’infection virale mais la disparition des LT4 : pivots des réactions immunitaires, empêche la production d’anticorps et de LT8 d’où l’apparition des maladies opportunistes car il y a effondrement des défenses immunitaires .

SUJET 1: La vaccination est une technique médicale qui permet de protéger l’individu de certaines maladies infectieuses en induisant une modification du phénotype immunitaire. Dans le cadre d’une

prévention contre une infection par le virus V, vous exposerez:

-le principe de la vaccination contre le virus-l’évolution du phénotype immunitaire du sujet après vaccination

contre une population V-l’évolution du phénotype immunitaire du sujet après une exposition du sujet avec une population virale V virulente

• Principe de la vaccinationBasé sur une situation naturelle (Im.Acquise.spé lors d’un

premier contact avec Ag)Second contact: R.I + intense, +rapide => ly mémoires +

nombreux, durée de vie + importante, + réactifs (LTC,LyB,LT4) issus de l’expansion clonale du 1er contact (schéma possible: graphe).

• II. Vaccination et phénotype immunitairePhénotype immunitaire = ensemble des éléments (cellules et

molécules de l’immunité) d’un individu à un moment donné- LyB, LT4,LTC et c’est bien les AC fixes membranaires de ces

cellules qui définissent ce répertoire immunitaire- les AC anti-Ag libres (avec leur spé.antigénique)Ce répertoire (issu de la complexité du génome) dépend du

contact avec l’Ag (reconnaissance-sélection). Il évolue en permanence en fonction des Ag rencontrés naturellement ou artificiellement

Evolution du phénotype imm. Et vaccinationL’injection d’une souche V (rendue non pathogène mais gardant

son pouvoir immunogène (de déclancher une RI) permetPar un premier contact de préparer le S.I à être plus efficace: ly

mémoires (LyB, LTC,LT4 mémoires, réactifs, nombreux, durée de vie longue)…

Evolution du phénotype immunitaire et rencontre d’un virus

Exposition naturelle d’un organisme à une souche V virulente:Réponse Imm qui correspond à un premier contact avec l’AgDonc phase de reconnaissance de l’Ag par population Ly et

phase d’amplification clonale… ces 2 étapes prennent du temps (quelques heures à quelques jours), la réponse est donc plus « lente » et moins « ample » que dans le cas d’une rencontre suite à une vaccination.

Dans ce cas aussi, le répertoire immunitaire évolue et s’enrichit.

• Sujet 1: Après avoir défini le phénotype immunitaire d’un individu, vous montrerez comment celui peut évoluer au cours de sa vie

• Proche du sujet précédentI. Le phénotype immunitaireCellules et molécules de l’immunité à un moment donné,

résultant de l’immunité innée et surtout de l’immunité spé.acquise (lors d’un contact antigénique). Ce répertoire imm. est directement lié aux AC fixes des cellules (origine génétique). Les LyB, LT4, LTc et AC-antigénique libres

II. Evolution du phénotype immunitaireEvolution naturelle et évolution artificielle à développer et à

comparer (vu)