Corrigé

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Mme Laurence Poitou Mme Frederique Legay
Batiment 13, porte 236/1 Batiment 32A, bureau 115-1
Preparation au capes SV-STU 2004-2005
Les systemes de defense chez les eucaryotes
En utilisant les informations tirees de l’exploitation des documents proposes et vos connaissances,
montrez l’organisation et l‘importance des systemes de defense developpes par les organismes eucaryotes
face aux agressions de leur environnement.
Bibliographie
Pour la science
‘Le systeme immunitaire des invertébrés’, janvier 1997, n° 231
‘Les strategies de defense des plantes’ août 1999, n° 262
‘Les muqueuse, sources d’immunite’, juillet 2000, n° 273
‘Virus d’insecte et virus de plante’, novembre 2001, n° 289
‘ Les sentinelles de l’immunite’, novembre 2002, n° 301
‘Les tueuses de l’immunité innee’, juin 2003, n° 308
N° special ‘Les defenses de l’organisme’ octobre 2000 : une série d’articles ‘de la drosophile à l’homme’
La recherche
‘Le systeme immunitaire’, septembre 1997, n° 301
‘Les plantes disent NO aux infections’ octobre 1998, n° 313
‘La cellule-memoire, gardien de l’immunite’ janvier 2002, n° 349
Livres à la liste CAPES 2004
‘Immunologie, le cours de Janis Kuby’, Dunod
‘Immunologie ‘ Bach, Flammarion
‘Immunologie’ Genetet, EM Inter
‚Immunobiologie’ Janeway&Travers, De Boeck: un chapitre sur l’evolution du systeme immunitaire p.
597
‘Immunologie’ Revillard, De Boeck
‘Immunologie’ Roitt, De Boeck : un chapitre sur l‘évolution du S.I.
‘Elements de virologie végétale’, P. Cornuet, INRA-1987
‘Microbiologie’ Prescott, De Boeck pour les virus vegetaux, d’insectes
‘Principes de phytopathologie’ de R. Corbaz, Presses polytechniques et universitaires, 1996
Leçons CAPES 2004
‘Les maladies des plantes’
‘Les reactions de defense chez les vegetaux’
‘L’immunite cellulaire’
‘La biologie des lymphocytes’
‘Les anticorps’
‘Les cellules de l’immunite’
‘Les molecules de l’immunite’
‘Phagocytes et reponses immunitaires’

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INTRODUCTION
Se défendre : une nécessité face aux agressions du milieu de vie : bactéries, virus, champignons…..
Définition d’immunité : capacité de résister à l’infection
Définition de système immunitaire : ensemble formé par les tissus, les cellules, les molécules qui sont
impliqués dans l’immunité innée et adaptative. (‘Immunobiologie’ de Janeway et Travers)
Définition d’eucaryote
Problématique
Comment les eucaryotes, organismes très différents, se défendent-ils face aux virus et cellules qui les
agressent ?
Y a t-il des mécanismes communs au sein de tous ces organismes ?
Quels mécanismes diffèrent et qu’apportent-ils aux organismes qui les réalisent ?
Annonce du plan
Deux systèmes de défense :
- une immunité innée qui doit être aussi ancienne que l’apparition des premiers pluricellulaires apparus
sur la planète. Comment se réalise t-elle chez des organismes aussi diversifiés : plantes, animaux
invertébrés, vertébrés ?
- une immunité adaptative apparue chez les vertébrés renforcée par la mémoire immunologique : quels en
sont les composantes et le fonctionnement ?
I- UNE IMMUNITE INNEE OU NON ADAPTATIVE PRESENTE CHEZ TOUS LES
EUCARYOTES
La majorité des organismes vivent avec ce système de défense inné. Basée sur des cellules de défense :
réponse cellulaire; des molécules: réponse humorale chez tous les organismes.
A) L’interface milieu extérieur/milieu intérieur, première barrière contre les infections
1- La paroi pecto-cellulosique
Paroi pectocellulosique : Cf cours de R. Guesné
Cuticule avec cires.
2- La cuticule des insectes
Substance dure et imperméable formée de chitine.
3- Les épithéliums
Les cellules épithéliales sont jointes par des jonctions serrées bloquant ainsi l’entrée des
microorganismes aux tissus sous-jacents. Le flux longitudinal d’air ou de fluide ajouté à la
sécrétion de mucus et au mouvement de celui-ci permet de prévenir l’adhésion des micro-
organismes à la barrière épithéliale.
A la surface de ces épithéliums, des composés chimiques limitant ou inhibant la croissance des
microorganismes sont présents :
- acides gras de la peau
- enzymes comme les lysozymes (salive, larmes, transpiration) ou les pepsines (intestin)
- peptides anti-microbiens comme les -défensines et les cryptidines par les cellules de
Paneth (cryptes des villosités intestinales), -défensines des cellules épithéliales de la
peau, des poumons. Ce sont des petits peptides cationiques dont l’action est de
perméabiliser la paroi des bactéries.
- pH acide dans certaines parties du tube digestif

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- Flore normale en compétition pour les nutriments et pour l’attachement à l’épithélium.
B) L’immunité innée et ses cellules effectrices
1- Des cellules qui phagocytent le non-soi
a) Les phagocytes d’oligochètes
La figure 6 montre les macrophages qui représentent 55% des cellules libres. Après adhésion
sur une surface, ce sont des cellules de 20 à 30 µm de forme irrégulière, peu de ribosomes libres
mais un REG bien développé et de nombreuses vésicules cytoplasmiques. Participent aux
réactions inflammatoires, à la cicatrisation des plaies et sont capables de phagocyter des
particules étrangères.
b) Les phagocytes des vertébrés
Deux grandes familles de phagocytes chez l’homme
- les macrophages mononucléaires, présents dans les tissus et issus de la
maturation des monocytes circulants.
- Les polynucléaires granulocytes neutrophiles, cellules à courte durée de vie
présentes dans le sang.
Ces deux types cellulaires reconnaissent, ingèrent et détruisent de nombreux pathogènes. Les
macrophages jouent le rôle de sentinelle, premiers à entrer en contact avec les pathogènes dans
les tissus . Puis recrutement des neutrophiles sur le site de l’infection.
Les macrophages et neutrophiles reconnaissent les pathogènes via des récepteurs présents à
leur surface et capables de reconnaître des molécules présentes uniquement à la surface des
agents infectieux (Figures 2 et 12 et D).
Réponse 1 : phagocytose et destruction du pathogène
La réaction inflammatoire
Phase cellulaire : bactéricidie
•Activation des neutrophiles et monocytes
Phagocytose
libération de bactéricides
protéases, défensine, radicaux libres, oxyde nitrique
PHAGOCYTOSE EXPLOSION RESPIRATOIRE

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Réponse 2 : relargage de cytokines (IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, TNF-) et de médiateurs pour
permettre la mise en place d’un état inflammatoire dans le tissu afin de recruter neutrophiles et
protéines plasmatiques.
Réponse 3 : induction de l’expression de molécules co-stimulatrices sur les cellules
présentatrices d’antigènes permettant de déclencher les réponses immunitaires adaptatives.
Surexpression des protéines du CMH de classe II augmentant la présentation des antigènes.
2- Des cellules qui sécrètent des molécules de défense
 Figure 6 sur les cellules immunitaires d’Oligochètes
- Les leucocytes ont une taille de 5 à 10 µm. Ils sont caractérisés par une faible quantité de
cytoplasme et un noyau volumineux. Responsables de la cytotoxicité : synthétisent un
lysosyme et reconnaissent les antigènes allogéniques auxquels ils répondent en se
multipliant.
- Les chloragocytes : cellules coelomiques particulières aux oligochètes, de grande taille.
Participent à de nombreuses fonctions : nutrition, excrétion, synthèse de l’hémoglobine et
défense par leur contenu en molécules cytolytiques.
 Figure 1
Des cellules d’invertébrés comme de vertébrés libèrent l’Interleukine 1, chimiokine qui
active l’endothélium vasculaire, active les lymphocytes, fièvre, production d’IL-6… Cette
interleukine se fixe sur son récepteur et active une protéine MyD88. La voie de signalisation
est très similaire à celle des récepteurs Toll (figures 2 et 12 et D).
C) L’immunité innée et ses molécules effectrices
1- Les molécules de défense des plantes
la figure 4 illustre la synthèse des molécules de défense des plantes.
a) Résistance locale acquise
Reconnaissance de l’agent pathogène : virus, bactérie, champignons (oomycètes…)
Certains pathogènes activent des gènes d’avirulence qui codent des éliciteurs exogènes.
Activation de gènes de résistance chez la plante : synthèse de protéines de résistance :
récepteurs de l’éliciteur présentant des homologies avec les récepteurs Toll et TLR

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Signal intracellulaire : modification de la perméabilité membranaire: entrée de calcium et
sortie de K+ et Cl-.
Ca2+ : activation de protéines kinases (homologies avec les MAP kinases de mammifères)
Epaississement de la paroi Production de phytoalexines Synthèse de
(Antibiotiques végétaux) protéines de
Radicaux du O2 défense (PR)
Eliciteur : protéine de bactérie, champignon, glucanes, peptides, LPS
Exemple de la cryptogéine, élicitine issue du champignon Phytophthora cryptogea.
Gènes de résistance : une trentaine isolés aujourd’hui. Exemple du gène Pto de la tomate.
Codent pour des protéines de résistance ayant des domaines caractéristiques de récepteurs présents chez
les animaux (drosophile, mammifères).
Un domaine extracellulaire LRR (extracellular leucine rich repeat) riche en leucine et un domaine
cytoplasmique kinase. Le domaine LRR est commun avec les récepteurs Toll et TLR des animaux.