Immunologie

COMPOSITION A PARTIR D'UN DOSSIER.
Immunologie
Une étape importante au cours de l'évolution fut le passage de l'état unicellulaire à l'état pluricellulaire
conduisant à des organismes de plus en plus complexes. Ces métazoaires représentaient alors des niches
écologiques intéressantes pour des organismes parasites. En outre, les pluricellulaires ont mis en place au cours
de l'évolution des tissus et des organes différenciés imposant une régulation minutieuse de la dynamique
cellulaire. Ces organismes complexes sont ainsi à la merci de deux dangers : soit être envahi par des organismes
parasites (bactéries, virus, parasites eucaryotes), soit subir un dérèglement cellulaire conduisant à une
multiplication incontrôlée de certaines populations cellulaires de l'organisme (cancérisation) ou à des stress
cellulaires importants.
Le maintien sur Terre des métazoaires a été notamment permis par la mise en place d'un système de défense
efficace capable de : faire face à un environnement microbien extrêmement diversifié et changeant, de déceler
les infections et de lutter sans attaquer ses propres composants tout en économisant cellules et énergie.
D'après : Immunologie E Espinosa et P Chillet ed Ellipses.
Question 1 : éducation à la santé et à la responsabilité individuelle et collective
En vous appuyant sur des documents choisis dans le dossier, vous montrerez comment
l’enseignement des SVT contribue à l’éducation à la santé par la responsabilité individuelle
et collective, au collège et au lycée.
Vous indiquerez pour chaque niveau de classe, les documents du dossier exploitables et
leurs apports dans cette mission de l’enseignant en cohérence avec les programmes. Vous
construirez à partir des documents choisis des activités en accord avec cet objectif.
Question 2 : la reconnaissance antigène - anticorps
Dans le cadre du programme de Terminale de la série scientifique, vous détaillerez une
séance de travaux pratiques permettant de montrer la spécificité antigène - anticorps, à
l’aide des documents du dossier éventuellement complétés.
Vous préciserez l’organisation de la séance. Vous indiquerez les productions attendues,
leurs évaluations et la façon dont elles peuvent contribuer à la préparation à l’ECE du
baccalauréat.
Question 3 : l’hétérogénéité génétique dans l’immunorésistance au SIDA
En utilisant le document 5 du dossier, concevez un exercice d'évaluation sommative, du
type du second exercice de la partie 2 de l’épreuve écrite du baccalauréat de la série
scientifique, montrant comment, à partir de la notion d'immunorésistance au SIDA, on peut
conforter l'idée de l'hétérogénéité génétique de la population humaine.
Vous rédigerez l'énoncé et proposerez une grille d’évaluation adaptée accompagnée de son
barème.
Documents du dossier
Certains documents fournis sont issus de manuels scolaires dont le niveau est précisé. Les
candidats sont libres d’exploiter ces documents pour travailler à un autre niveau que celui indiqué
et d’apporter éventuellement les modifications ou compléments qu’ils jugeront nécessaires.
Chaque document peut, si on le souhaite, être utilisé pour répondre à plusieurs questions.
Document 1 : Les expériences de Louis Pasteur sur le choléra des poules
Document 2 : Immunité antivariolique après vaccination avec le virus de la vaccine
Document 3 : Mode d'action et résultats des différentes méthodes de contraception et
contragestion
Document 4 : Données épidémiologiques sur la rougeole et la couverture vaccinale
Document 5 : Le SIDA
Document 6 : Les microbes et les contaminations
Document 7 : L’asepsie
Document 8: Le SIDA en France....
Document 9 : Des super-bactéries dans les valises du tourisme médical
Document 10 : Calendrier vaccinal
Document 11: Mise en évidence des reconnaissances antigène –anticorps
Document 12 : Modélisation d’anticorps
Document 1 : Les expériences de Louis Pasteur sur le choléra des poules (D’après manuel de
SVT 3ème Magnard).
En 1879, Pasteur étudie une maladie mortelle des
poules : le choléra. Cette maladie est due à une
bactérie. Au cours de ses expériences, il parvient
à atténuer la virulence de cette bactérie et à
l'utiliser comme vaccin en l'inoculant à des poules
saines.
Document 2 : Immunité antivariolique après vaccination avec le virus de la vaccine
L’immunité antivariolique a été mesurée sur une cohorte de personne ayant reçu le vaccin contre
la variole (basé sur le virus de la vaccine).
On a mesuré le pourcentage de B mémoire antivariolique parmi les B mémoire totaux ; le taux
d’anticorps IgG anti-variolique ; le pourcentage de lymphocytes T CD4 mémoire parmi les
lymphocytes totaux au cours du temps, les résultats sont présentés dans les graphes suivants :
Lymphocytes B mémoires
CD4 mémoire
Taux d’anticorps antivariolique
Années après vaccination
Naive = non vacciné
Années après vaccination
Lymphocytes T
Années après vaccination
Document 3 : Mode d'action et résultats des différentes méthodes de contraception et
contragestion. (d’après le manuel de SVT Nathan 3ième)
Empêche la
rencontre
des cellules
reproductrices
Préservatif masculin
Préservatif féminin
Pilule
Anneau vaginal
Patch contraceptif
Implant
Stérilet
Pilule du lendemain
Empêche
l'ovulation
+
+
+
+
+
+
+
Empêche la
fixation de
l'embryon
Échec
en cas
d'utilisation
correcte
2%
5%
0,3%
0,3%
0,3%
0,3%
0,6%
Échec en cas
d'utilisation
non-rigoureuse
15%
21%
8%
8%
8%
3%
0,8%
Document 4 : Données épidémiologiques sur la rougeole et la couverture vaccinale
Document 5 : le SIDA
5A- une pandémie : le SIDA
En 1981, une nouvelle maladie a été détectée par le centre de contrôle des maladies à Los
Angeles chez de jeunes patients atteints de pneumonie due à Pneumocystis carinii, un
champignon non pathogène pour des individus bien portants. Deux ans après, l'agent biologique a
été identifié dans deux laboratoires (équipe de L.Montagnier à Paris et R Gallo à Boston). Il s'agit
d'un nouveau rétrovirus appelé Virus de l'Immunodéficience Humaine (VIH) du fait de la pathologie
qu'il occasionne. Depuis ce virus est à l'origine d'une pandémie qui a été responsable en 2004 de 3
millions de morts.
5B - Les étapes de l'infection par le virus du SIDA.
L'entrée du VIH dans le lymphocyte se fait après reconnaissance entre deux protéines
membranaires du lymphocyte (CD4 et CCR5) avec la protéine gp120 portée par le virus.
5C - Les individus asymptomatiques à long terme. (d’après Immunologie ed. Ellipse)
On constate que certains individus présentent une solution particulière de la maladie avec
une phase asymptomatique qui se prolonge (20 ans pour certains). La charge virale chez ces
individus est extrêmement basse (moins de 50 copies / ml de plasma = limite de détection des Ac).
Leurs mécanismes immunitaires sont particulièrement étudiés.
Certains d'entre eux (près de 50%) possèdent une mutation dans le gène du corécepteur
CCR5 (délétion de 32pb : CCR∆32, qui touche 1% des caucasiens) qui code un corécepteur
tronqué non fonctionnel, empêchant le virus d'entrer dans les cellules. Les personnes
homozygotes pour cette mutation sont résistantes à la progression du virus, les hétérozygotes pour
cette mutation ont une pathologie qui évolue plus lentement.
Allèles A et B du gène codant pour la protéine CCR5.
Pourcentage de séropositifs et de séronégatifs pour chaque génotype dans une population
à risque.
5D- Evolution de l'infection par le VIH.
Document 6 : Les microbes et les contaminations.
Document 7 : l’asepsie
Document 8: Le SIDA en France.... (Source La veille sanitaire)
Document 9 : Des super-bactéries dans les valises du tourisme médical
Des bactéries très résistantes aux antibiotiques, présentes en Inde et au Pakistan, ont fait leur apparition au
Royaume-Uni. Cette diffusion d'un gène bactérien de résistance serait liée aux voyages et au tourisme
médical. Le potentiel de cette résistance "à constituer un problème pour la santé publique dans le monde
est grand et une surveillance internationale coordonnée est nécessaire", estime l'équipe de chercheurs, qui
publient les résultats de leur enquête dans un article mis en ligne mercredi 11 août sur le site de la revue
britannique The Lancet. […]
En 2009, des chercheurs avaient pour la première fois identifié un gène conférant une résistance sur des
klebsielles et des Escherichia coli sur un patient suédois qui avait été hospitalisé en Inde. Ce gène code
pour une enzyme appelée "New Delhi métallo-bêta-lactamase 1" (NMD-1). L'enzyme inactive certains
antibiotiques et en particulier la famille des carbapénèmes, qui sont à ce jour les antibiotiques de dernier
recours pour les entérobactéries multirésistantes. […]
L'aggravation prévisible du problème posé par les résistances bactériennes induites par la NDM-1 est un
scénario "très préoccupant", indiquent les auteurs, qui se disent encore plus inquiets du fait que la plupart
des isolats indiens "provenaient d'infections extra-hospitalières", ce qui pourrait signifier que le gène
responsable est répandu dans l'environnement.
Les liens historiques entre l'Inde et le Royaume-Uni expliquent que ce dernier soit le premier pays
occidental où soient retrouvées de manière importante des bactéries productrices de NMD-1. Ce d'autant
que s'est développé un tourisme médical, notamment pour des interventions de chirurgie esthétique en Inde
ou au Pakistan. "Il est perturbant, dans ce contexte, de lire dans la presse populaire des articles conseillant
aux patients de se rendre en Inde pour faire faire des économies au service de santé britannique, écrivent
les chercheurs. Comme le montrent nos données, une telle proposition pourrait coûter à la collectivité bien
plus que les économies réalisées à court terme."
Paul Benkimoun
Article paru dans l'édition du 14.08.10
Document 10 : Calendrier vaccinal
Dès le
1er mois
À partir
de 2 mois
3 mois
4 mois
À partir
de 12 mois
16-18 mois
Avant 6 ans
6 ans
13 ans
6-18 ans
18- 70 ans
Partir 70 ans
B.C.G.
La vaccination B.C.G. précoce est réservée aux enfants vivant dans un milieu à risques.
La vaccination par le B.C.G. doit être pratiquée avant l'entrée en collectivité incluant la
garde par une assistante maternelle. L'épreuve tuberculinique doit être pratiquée 3 à 12
mois plus tard.
Diphtérie, Tétanos, Coqueluche, Polio Le vaccin polio injectable est recommandé, surtout pour les primo-vaccina tions, en
réservant le vaccin polio oral pour des situations épidémiques ou en rappel.
Haemophilus Influenzae b
Hépatite B
1ère injection
Diphtérie, Tétanos, Coqueluche, Polio
Haemophilus Influenzae b
Hépatite B
2ème injection
Diphtérie, Tétanos, Coqueluche, Polio
Haemophilus Influenzae b
Hépatite B
3ème injection
Rougeole, Oreillons, Rubéole
La vaccination associée rougeole-oreillons-rubéole est recommandée de façon
1ère dose
indiscriminée pour les garçons et les filles.
La vaccination contre la rougeole doit être pratiquée plus tôt à partir de 9 mois pour les
enfants vivant en collectivité, suivie d'une revaccination 6 mois plus tard en association
avec les oreillons et la rubéole.
En cas de menace d'épidémie dans une collectivité d'enfants, on peut vacciner tous les
sujets supposés réceptifs, de plus de 9 mois. La vaccination immédiate peut être efficace
si elle est faite moins de 3 jours après le contact.
Diphtérie, Tétanos, Coqueluche, Polio Lors du ler rappel on peut, si nécessaire, faire en un site d'injection séparé, la vaccination
Haemophilus Influenzae b
associée rougeole-oreillons-rubéole.
(1er rappel)
Hépatite B (4e injection)
La vaccination par le B.C.G. doit être pratiquée pour l'entrée en collectivité.
B.C.G.
Rougeole, Oreillons, Rubéole
L'épreuve tuberculinique doit être pratiquée 3 à 12 mois plus tard.
2ème dose
Diphtérie, Tétanos, Polio (2e rappel) La vaccination associée rougeole-oreillons-rubéole est recommandée chez les enfants
Rougeole, Oreillons, Rubéole
n'ayant pas encore été vaccinés. L'entrée à l'école est une bonne occasion de vacciner
I
éventuellement le même jour que pour diphtérie, téta nos, polio et/ou B.C.G.
Diphtérie, Tétanos, Polio (3ème rappel) Pour tous les enfants, garçons et filles, non vaccinés et n'ayant pas eu la maladie en
Rougeole, Oreillons, Rubéole
primo-vaccination.
Hépatite B
Soit 1 injection de rappel si la vaccination complète a été pratiquée dans l'enfance ; soit
B.C.G.
un schéma complet (en 3 ou 4 injections).
Les sujets aux tests turberculiniques négatifs, vérifiés par IDR, seront vaccinés ou
revaccinés.
Diphtérie, Tétanos, Polio (4ème rappel) La vaccination contre la rubéole est recommandée, par exemple lors d'une visite de
Rubéole pour les jeunes femmes non contraception ou prénuptiale ; la sérologie préalable et post-vaccinale n'est pas utile. Il
vaccinées
est nécessaire de s'assurer de l'absence d'une grossesse débutante (1er mois) et d'éviter
Épreuve tuberculinique suivie du
toute grossesse dans les 2 mois suivant la vaccination, en raison d'un risque tératogène
B.C.G. en cas de négativité
théorique.
Si la sérologie prénatale est négative ou inconnue, la vaccination devra être pratiquée
immédiatement après l'accouchement, avant la sortie de la maternité.
Tétanos, Polio
Tous les 10 ans.
Hépatite B
Tous les 5 ans (uniquement en cas de situation à risque ou à risque d'exposition).
Rubéole
Pour les femmes non vaccinées jusqu'à 45 ans.
Tétanos, Polio Vaccination grippale
Document 11: Mise en évidence des reconnaissances antigène –anticorps
11A- Principe du test de détection d’anticorps par le test ELISA
L’antigène BSA est fixé au fonds des puits.
Un sérum de lapin mis en contact avec l’antigène contient des anticorps Ac1 spécifiques de cet
antigène.
Si ces anticorps sont effectivement présents dans le sérum, ils reconnaissent l’antigène fixé au
fond du puits.
Les anticorps Ac2 sont spécifiques des anticorps Ac1 ; dans le protocole du test ELISA, ils sont
fixés à une enzyme : la peroxydase.
Cette enzyme catalyse une réaction colorée en présence d’un substrat incolore.
Résultats obtenus :
1 : sérum de lapin contaminé
2 : eau distillée
3 : sérum à tester
1
2
3
11B- Principe du test de détection d’anticorps par le 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 lorsqu’elles ont suffisamment progressé. 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 à l’œil
nu. Celui-ci est dû à l’interaction entre de nombreux anticorps et les antigènes
spécifiques, entraînant la formation de complexes immuns. Le temps de
réaction est de l’ordre de 24h (c’est la raison pour laquelle, après avoir réalisé
le protocole, vous disposerez, pour lire les résultats, d’une boîte préparée à
l’avance).
de précipitation
Résultats obtenus
Sérum de lapin (= S) contenant des anticorps
anti BSA (Albumine de Sérum de Bœuf)
Eau distillée (= E)
4 solutions d’albumine extraites de :
- œuf de poule = O ;
- lait de vache = L ;
- sérum de bœuf = B ;
- sérum de cheval = C
Document 12 : Modélisation d’anticorps
12A – Utilisation du logiciel Rastop
12 B- Utilisation du logiciel GenieGen (JF Madre)