L`immunité adaptative et son évolution
publicité
L'immunité adaptative et son évolution ! PLAN 1 L’immunité adaptative : un prolongement de l’immunité innée A) La grippe : un exemple d’une infection virale activant l’immunité adaptative maladie saisonnière : toux, fièvre, rhume, courbatures, etc. infection prolongée par un virus : transition vers l’immunité adaptative. Ex. : gonflement des ganglions lymphatiques du cou généralement, guérison naturelle au bout de 3-4 jours : efficacité de la collaboration immunité innée-immunité adaptative B) Les acteurs cellulaires de l’immunité adaptative coopération entre trois populations cellulaires cellules présentatrices de l’antigène (CPA) de l’immunité innée. Ex. : cellule dendritique (CD) principalement (cf. chapitre 10) lymphocytes T (LT) : CD4+ et auxiliaires (LTa) + CD8+ et cytotoxiques (LTc) lymphocytes B (LB) et plasmocytes : production des anticorps C) Les acteurs moléculaires de l’immunité adaptative les antigènes : molécules reconnues par les récepteurs de l’immunité adaptative les récepteurs spécifiques d’un antigène donné : TCR, BCR et anticorps les cytokines : communication entre cellules immunitaires. Ex. : interleukine 2 (IL2), produite par les DC et LTa, agit sur les LT CD4+ et CD8+ D) Les mécanismes de défenses de l’immunité adaptative réponse adaptative à médiation humorale (LB, plasmocytes et anticorps) et à médiation cellulaire (LTc) organes lymphoïdes secondaires : présentation de l’antigène, reconnaissance par un TCR donné et différenciation des LT. Ex. : LT CD4+ → LTa et LT CD8+ → LTc LTa au centre de la réaction immunitaire. Ex. : immunodéficience du SIDA due à l’attaque spécifique des LT CD4+ par le virus et apparition de maladies opportunistes production d’IL par les LTa : activation des LT CD8+ en LTc (IL-2) et des LB en plasmocytes production d’anticorps : formation de complexes immuns avec l’antigène et le pathogène pouvant être phagocytés, neutralisés, etc. Transition : l’immunité adaptative correspond à un prolongement de l’immunité innée où le pathogène est spécifiquement reconnu via des interactions récepteurs-antigènes. Cela aboutit à l’activation de réponses humorales et spécifiques de l’agression. La grande spécificité de l’immunité adaptative pose la question de sa mise en place et de son évolution. 2 Le développement de l’immunité adaptative : une évolution du phénotype immunitaire au cours de la vie A) Un système immunitaire qui s’adapte au milieu de vie production de LT et LB ayant des récepteurs spécifiques d’un antigène = réponse immunitaire adaptée à une agression spécifique rencontre d’un individu avec un pathogène dépendante de la région, du climat, etc. B) La mise en place du répertoire immunitaire dans les organes lymphoïdes primaires production de lymphocytes immatures à partir de cellules souches diversité quasiment infinie de récepteurs (anticorps, BCR et TCR) : mécanismes génétiques complexes à l’origine d’un grand nombre de récepteurs aléatoires délétion clonale : mort des lymphocytes dirigés contre le soi (présentant des récepteurs reconnaissant des molécules de l’organisme ou des symbiotes) lymphocytes survivants = immunocompétents mais naïfs C) La construction du répertoire immunitaire dans les organes lymphoïdes secondaires : un apprentissage maturation lymphocytaire : environ 1012 lymphocytes différents possibles rencontre avec l’antigène qu’ils peuvent reconnaître = sélection, amplification et différenciation clonales formation d’un pool de lymphocytes spécifiques d’un antigène + mémorisation par différenciation en lymphocytes mémoires (à longue durée de vie) = apprentissage Transition : l’immunité adaptative est une immunité qui évolue et s’adapte au cours de la vie d’un individu. Chaque individu ayant été exposé à différents pathogènes au cours de sa vie, son répertoire de cellules de l’immunité adaptative est spécifique. Le système immunitaire apprend et s’adapte à chaque nouveau pathogène, ce qui permet à un individu d’être immunisé sur le long terme. La vaccination est une technique qui permet de stimuler volontairement cet apprentissage. 3 La vaccination : un déclenchement artificiel de la mémoire immunitaire A) Le principe de la vaccination : une stimulation volontaire de l’immunité adaptative première vaccination au XVIIIe siècle contre la variole : seule maladie aujourd’hui éradiquée forcer la rencontre entre un antigène (d’un pathogène donné) avec le système immunitaire développement d’un pool de lymphocytes mémoires avant la rencontre avec le pathogène = réponse rapide et efficace de l’organisme contre l’infection B) Les bases moléculaires de la vaccination généralement, injection d’un antigène inoffensif (parfois couplé à un adjuvant). Ex. : particule virale inactivée par chauffage adjuvant = molécule permettant de stimuler la réponse innée nécessaire à la transition vers l’immunité adaptative. Ex. : l'alun facilite la phagocytose de l’antigène injecté présentation de l’antigène et formation du pool de lymphocytes mémoires spécifiques de l’antigène injecté C) La vaccination : un enjeu de société dans le domaine de la santé vaccination = protection individuelle et collective (limitation de la propagation d’une maladie) risques : apparition de souches résistantes à un vaccin. Ex. : mutations naturelles du virus de la grippe saisonnière limites : actuellement, absence de vaccins pour certaines maladies. Ex. : SIDA, paludisme, etc. Bilan : l’immunité innée, apparue chez les Vertébrés, est une innovation évolutive ayant permis l’adaptation au quotidien de l’organisme à son environnement. L’Homme a pu utiliser à son avantage les caractéristiques de l’apprentissage immunitaire pour développer des vaccins, prévenir la propagation de certaines maladies et même en éradiquer complètement (variole). L'immunité adaptative et son évolution ! DÉFINITIONS Adjuvant Molécule ajoutée dans les vaccins permettant de stimuler la réponse immunitaire innée nécessaire à la mise en place de la réponse adaptative. Ex. : l’alun (Al(OH)3) facilite la phagocytose de l’antigène par les cellules dendritiques qui peuvent ensuite le présenter aux lymphocytes. Anticorps Protéine capable de reconnaître spécifiquement un antigène. Elle est constituée de deux chaînes lourdes et de deux chaînes légères en forme de Y. Les anticorps sont produits par les LB et les plasmocytes. Immunité adaptative Ensemble des processus immunitaires qui sont basés sur la reconnaissance spécifique d’un antigène et provoquant une réponse adaptée à l’agression (et non pas stéréotypée). Le phénotype immunitaire évolue au cours de la vie de l’organisme. Immunocompétence État dans lequel est un lymphocyte après qu’il ait subi l’étape de délétion clonale dans les organes lymphoïdes primaires. Sont ainsi immunocompétents les lymphocytes ne portant pas d’anticorps anti-molécules du soi. Immunodéficience Affaiblissement du système immunitaire d’un individu. Cet état peut être dû à des pathogènes (le VIH dans le cas du SIDA) et provoquer l’apparition de maladies opportunistes pouvant devenir graves (maladies bénignes devenues virulentes tel qu’un rhume ou des cancers). Lymphocyte Globule blanc de l’immunité adaptative. On en distingue deux grandes catégories selon leurs récepteurs et leur activité : les LB et les LT. Lymphocyte B (LB) Lymphocyte possédant un BCR à sa surface et qui est capable de produire des anticorps. Il peut se différencier en plasmocyte, cellule spécialisée dans la synthèse et la libération d’une grande quantité d’anticorps. Lymphocyte T (LT) Lymphocyte possédant un TCR à sa surface ainsi que des marqueurs moléculaires : soit le CD4 (LT CD4+) soit le CD8 (LT CD8+). Un LT CD4+ peut se différencier en LT auxiliaire (LTa) alors qu’un LT CD8+ peut se différencier en LT cytotoxique (LTc). Syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA) Infection transmissible par voies sexuelle, sanguine, placentaire causée par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). Elle se caractérise par une diminution du nombre de LT CD4+ (donc de LTa) ce qui induit une inactivation progressive de la réponse immunitaire adaptative. Vaccination Processus de stimulation volontaire et spécifique de l’apprentissage immunitaire. Cela correspond le plus souvent à l’injection d’un antigène d’un pathogène donné afin de produire un pool de lymphocytes mémoires capables de réagir rapidement face à ce pathogène. L'immunité adaptative et son évolution ! SCHÉMAS Bilan sur la réponse immunitaire adaptative L’évolution du phénotype immunitaire au cours de la vie : exemple des lymphocytes B Le phénotype immunitaire se construit et évolue au cours de la vie d’un individu. Le nombre et le type de lymphocytes d’un individu varie en fonction des pathogènes, donc des antigènes, que celui-ci rencontre. Deux personnes n’ont donc pas le même phénotype immunitaire. L’évolution du phénotype immunitaire chez un malade atteint du SIDA Le SIDA est une maladie causée par un virus, leVIH. Celui-ci s’attaque rapidement aux LT CD4+ mais l’infection est contenue au bout de 6 semaines. L’individu entre alors dans une phase asymptomatique où le nombre de LT CD4+ diminue constamment. Cette diminution mène à une immunodéficience grave qui est la cause de la phase symptomatique. L'immunité adaptative et son évolution ! MÉTHODOLOGIE Protocole expérimental de mise en évidence de la spécificité des anticorps : le test ELISA Incubation des anticorps avec l’antigène Mise en présence de l’anticorps à tester avec l’antigène. Un témoin négatif (anticorps non-spécifique) est réalisé en parallèle (en haut). 1 Lavage des puits ELISA Les puits sont lavés pour retirer les anticorps qui ne se sont pas fixés spécifiquement à l’antigène. 2 Ajout d’un anticorps (anticorps secondaire) reconnaissant la partie constante du premier anticorps 1. Mise en présence avec des anti-anticorps couplés à une enzyme. 2. Lavage comme précédemment. 3 Ajout du substrat utilisable par l’enzyme Mise en présence avec un substrat capable de réagir avec l’enzyme couplée à l’anticorps secondaire. La réaction doit être visible par l’expérimentateur. 4 Lecture des résultats et conclusion Les puits où il y a eu la réaction sont visibles : ce sont ceux où l’anticorps primaire a reconnu l’antigène spécifiquement. 5 L'immunité adaptative et son évolution ! HISTOIRE DES SCIENCES -430 Thucydide décrit la peste d’Athènes en observant que des individus ayant survécu deviennent immunisés face à la maladie 1700 - 1800 Épidémies de variole, maladie provoquant des éruptions cutanées et fatale dans 30 % des cas 1796 1885 Inoculation du virus de la vaccine (variole des bovins) à des individus sains par E. Jenner : acquisition d’une immunité face à la variole Premier test du vaccin anti-rabique sur un enfant mordu depuis peu par un chien enragé : enfant sauvé et devenu immunisé 1890 Découverte de l’immunité humorale par E. Von Behring : immunisation de souris contre la diphtérie par injection de plasma de souris vaccinées 1939 Découverte des anticorps par Tiselius et Kabat 1940 Découverte de l’immunité à médiation cellulaire par Chase 1950 Découverte des lymphocytes T et des lymphocytes B et leur rôle dans l’immunité cellulaire et humorale, respectivement 1957 Théorie de Jerne et Burnet sur la délétion et la sélection clonales des lymphocytes 1976 Découverte de la recombinaison des gènes des anticorps dans les lymphocytes B par Tonegawa
