TH3A_ch2_immunite adaptative [Mode de compatibilité]

TH3A_ch2
L’immunité adaptative, un
prolongement de l’immunité
innée
Cellule cancéreuse attaquée par des lymphocytes
intro
•
L'immunité innée permet une réponse rapide et non
différenciée contre les microbes pathogènes. Elle constitue
une première ligne de défense, héritée génétiquement et qui
fonctionne dès la naissance. Chez les vertébrés, elle se
poursuit le plus souvent par une seconde réponse appelée
immunité adaptative. L’immunité adaptative, spécifique aux
vertébrés, est apparue il y a 450 Ma et ne concerne que 5%
des espèces animales.
• Problème : Quelles sont les mécanismes de
l’immunité adaptative qui permettent une lutte
plus efficace contre la plupart des agents
pathogènes?
I) MISE EN EVIDENCE DE LA REPONSE ADAPTATIVE AU
COURS D’UNE INFECTION VIRALE
1) Une infection due à un virus très contagieux ( p298)
La grippe se caractérise par une fièvre élevée (39 à 40°C), une forte
toux et des courbatures. Elle est due à un virus très contagieux
qui affecte les cellules pulmonaires, cellules-cibles du virus de la
grippe.
Un virus ne peut pas se multiplier sans un hôte : c’est un parasite
La cellule infectée va libérer des centaines de virus qui
bourgeonnent en surface et vont infecter d’autres cellules
Taille moyenne: 80 à 100 nm de
diamètre
Comme tous les autres virus, il
injecte dans la cellule hôte le
matériel nécessaire à sa
réplication (ADN ou ARN,
protéines).
Il possède en surface de
nombreuses protéines qui lui
permettent de se fixer et de
pénétrer dans la cellule-hôte.
Ces protéines sont reconnues
comme antigène et vont initier
la réponse immunitaire. Le
virus de la grippe est un
rétrovirus (virus à ARN).
Cette connaissance a permis
la mise en place de la
vaccination.
La vaccination contre le tétanos ( 1923-1924) suite aux travaux de Pasteur..
Dans l’expérience 1, les cobayes ayant reçu l’injection d’un « vaccin appro-prié
» (anatoxine tétanique) sont protégés contre le tétanos mais pas contre la
diphtérie ni contre toute autre toxine microbienne.
On peut donc dire que la protection assurée par l’injection d’anatoxine
tétanique est spécifique.
la protection est obtenue par transfert de
sérum ; on dit que c’est une défense à
médiation humorale
Dans l’expérience 3, la protection est
obtenue par transfert de cellules ; on dit que
c’est une défense à médiation cellulaire.
La réaction adaptative est constituée de
deux réactions différentes : la réaction
humorale et la réaction cellulaire.
Ces deux réactions présentent des
mécanisme séparés mais elles sont
complémentaires
Quelles sont ces substances et ces cellules? Comment agissentelles?
2) Une réponse cellulaire à deux niveaux
Immunité innée
Réponse plus
tardive: immunité
spécifique
Lorsque les trois types de lymphocytes sont présents, l’efficacité immunitaire est
maximale. Elle est moindre en l’absence des seuls T CD8 ou B.
En revanche, l’absence simultanée de deux types de lymphocytes (et
a fortiori des trois types) ne permet pas une défense immunitaire efficace contre le
virus grippal.
3) Les protéines du sérum
L’infection provoque chez le lapin
l’apparition de gammaglobulines
dans le sérum.
Ce sont des protéines qui doivent
intervenir dans l’immunité adaptative
car elles n’étaient pas présentes
dans l’immunité innée.
L’infection virale se traduit par la pénétration d’un virus dans
une cellule cible, où il se multiplie activement et envahit le
tissu infecté.
Ce signal de danger entraîne immédiatement une réponse
innée avec phagocytose, suivie d’une réponse adaptative
plus tardive (quelques jours), où le taux de lymphocytes B et
T augmente fortement et où apparaissent dans le sang des
gammaglobulines.
II) LES ACTEURS MOLECULAIRES ET CELLULAIRES DE
L’IMMUNITE ADAPTATIVE
1) Les anticorps et la réponse à médiation humorale
a- le complexe immun
Puits central : sérum de lapin immunisé contre la sérumalbumine bovine
(BSA)
Puits périphériques :
1 : sérum de chèvre ; 2 : sérum de porc ; 3 : sérum de lapin ; 4 : sérum
de bœuf ; 5 : sérum de cheval ; 6 : BSA
Test d’Ouchterlony (immunodiffusion en gel)
Les zones variables sont situées du côté de l’antigène.
Les zones hypervariables de l’anticorps sont les acides aminés en contact avec
l’antigène, et qui donne la spécificité de forme tridimensionnelle du site
antigénique.
b) Structure d’un anticorps
Les anticorps sont des immunoglobulines γ, protéines en forme de Y
résultant de l’assemblage de 4 chaînes polypeptidiques identiques 2
à 2 : 2 chaînes lourdes (H : heavy) et 2 chaînes légères (L : light),
reliées par des ponts disulfures.
L’extrémité des 2 branches du Y à la capacité de se lier à une protéine
virale ou bactérienne et constitue le site de liaison avec l’antigène.
Un anticorps possède donc 2 sites de liaison antigéniques identiques et
invariants. Les sites de liaison avec l’antigène sont formés d’un fragment de
chaîne lourde et d’un fragment de chaîne légère qui varient d’un anticorps à
l’autre.
La spécificité des anticorps est due à la partie variable, dont la
séquence des acides aminés (un peu plus d’une centaine par chaîne) est
différente d’un anticorps à l’autre. À l’intérieur de la partie variable
(FAB) existent des zones hypervariables qui correspondent aux acides
aminés placés à l’extrémité du site dans la protéine ayant acquis sa
structure tridimensionnelle, au contact avec l’antigène. L’autre partie de
l’immunoglobuline forme le fragment constant (FC).
Un anticorps ne peut reconnaître qu’un seul antigène.
L’immunité adaptative est donc une immunité spécifique.
C- Qui produit les anticorps?
Les souris B et
C sont
préalablement
irradiées =
destruction des
lymphocytes
présents chez
ces animaux
L’injection des
lymphocytes a
pour but de
reconstruire
chez elles un
système
immunitaire
adaptatif
Si les souris C sont incapables de produire des anticorps antisalmonelle, c’est qu’elles ne disposent plus de lymphocytes capables
de reconnaître cet antigène.
Les souris B en sont capables : ce n’est donc pas le prélèvement
initial des lymphocytes, leur culture ou l’irradiation des souris qui sont
la cause de cette impossibilité. La seule différence entre les deux
expériences est la « filtration » par passage dans une colonne garnie
de billes de latex enduites d’antigène. Il faut donc admettre que les
lymphocytes possédant des récepteurs spécifiques de l’antigène antisalmonelle ont été « piégés » et retenus dans la colonne, ce qui est
en accord avec les connaissances concernant liaison
spécifique antigène – anticorps.
Les lymphocytes possèdent donc au niveau de leur
membrane des anticorps ( ou immunoglobulines)
capables de reconnaitre l’antigène
Chaque lymphocyte B est donc spécifique d’un antigène. Il doit donc exister autant de clones
de lymphocytes B qu’il y a de sortes d’anticorps.
Travail sur le doc 1a p 302
Traduire ce tableau sous forme de schémas
L ’augmentation de la production d’anticorps provient d’une prolifération des
lymphocytes B associée à leur différenciation en cellules sécrétrices d’anticorps : les
plasmocytes. Voir doc 2 p302
Un lymphocyte B est une cellule avec
un cytoplasme réduit.
Un plasmocyte est une cellule avec
un cytoplasme très développé. Or,
c’est dans le cytoplasme, au niveau
des ribosomes, que se déroule la
synthèse des protéines. Le
plasmocyte est donc spécialisé pour
produire et sécréter beaucoup
d’anticorps (riche en ribosomes,
reticulum endoplasmique, appareil de
Golgi et vésicules de sécrétion).
1- reconnaissance de l’
antigène ; passe par
une sélection clonale
2- la fixation de
l’antigène sur les
anticorps membranaires
induisent leur
multiplication =
amplification clonale
3- une partie des LB se
différencie en
plasmocytes sécréteurs
d’anticorps soluble dans
le plasma. Une autre
partie se transforme en
LB mémoire
d-les anticorps solubles dans le plasma
Bilan
• Les lymphocytes B, grâce à leurs anticorps membranaires,
détectent des antigènes dans les liquides circulants, se
multiplient s’ils sont sélectionnés et se différencient en
plasmocytes sécréteurs du même anticorps que l’Ac
membranaire qui a reconnu l’antigène.
• Les Ac solubles (non fixés) circulent dans le sang et la
lymphe. La partie constante de l’anticorps est reconnue
par les cellules phagocytaires exprimant des récepteurs
de cette partie constante. Cette reconnaissance facilite
alors la phagocytose et l’élimination de l'antigène (voir
chapitre 1)
• L’immunité à médiation humorale est bien spécifique.
2) l’immunité adaptative à médiation cellulaire
a)Reconnaissance et destruction
Livre p 304
Comment l’organisme élimine –t-il les
cellules infectées par un virus?
On remarque que seuls les lymphocytes T
ayant rencontré le virus sont capables de
tuer des cellules infectées par ce même
virus (expérience 1). Les expériences 2, 3
et 4 sont des témoins.
Cette immunité a donc été acquise au
contact de l’agent pathogène.
Les LT CD8 possèdent :
- un récepteur CD8
-leurs récepteurs T (ou TCR : T cell
receptor) spécifiques : reconnaissent les
déterminants antigéniques présentés sur les
membranes des cellules de l’organisme
(CPA, cellules infectées par un virus,
cellules cancéreuses).
Remarque : les récepteurs T sont
légèrement différents des anticorps présents
sur les lymphocytes B (les récepteurs B). Ils
ne sont constitués que de deux chaînes
formées d'une partie constante et d'une
partie variable
À l'issue de ce contact, la
cellule infectée est détruite.
Soit par cytolyse: l'analyse
des granules cytoplasmiques
des LTc a montré qu'ils
contiennent une protéine
appelée perforine.
Soit par apoptose:
mécanisme d’autodestruction
programmé génétiquement.
b) Origine des lymphocytes
cytotoxiques
1- la CPA rejoint les ganglions lymphatiques
et présente les antigènes exposés à de
multiples LT cd8
- reconnaissance de l’antigène exposé par
la CPA par un LTcd8= sélection clonale
2- le clone sélectionné se multiplie
intensément = amplification clonale
3- les LTcd8 se différencient LT cytotoxiques.
Ils quittent les ganglions et rejoignent les
tissus infectés.
Les LTc ont une durée de vie limitée: ils
meurent à mesure que l’infection régresse.
4- mise en place de la lyse cellulaire
LTc mémoire persistent
Bilan
• Les lymphocytes T cytotoxiques sont des effecteurs de
l’immunité adaptative. Ils sont issus d’une population de
lymphocyte T8 sélectionnés par l’antigène dont il est spécifique.
La multiplication et la différenciation des LT8 en LT cytotoxiques
• Ce sont les lymphocytes T cd8 qui sont impliqués dans
l'élimination des cellules cancéreuses. les protéines du soi sont
présentées à la surface par toutes les cellules, les protéines
modifiées des cellules cancéreuses sont considérer comme des
antigènes.
• NB : Les cellules greffées présentent des éléments étrangers à
leur surface et provoquent le même type de réactions que les
cellules infectées par un virus
III- Les lymphocytes T CD4, pivots de la réponse adaptative
Cellule infectée par le virus du SIDA
ou VIH
Les étapes de l’infection par le VIH
Le SIDA, une maladie virale en 3 étapes
L’infection par le VIH, virus d’immunodéficience
humaine, se traduit par 3 phases :
-la primoprimo-infection : phase aigüe caractérisée par la
prolifération du virus et la baisse des LT CD4. La
production d’anticorps dirigés contre le VIH rend
l’individu séropositif au bout de quelques semaines ;
-la phase asymptomatique (phase d’infection
chronique) : les défenses immunitaires compensent en
partie l’attaque virale. La production des LT CD4 et leur
destruction par les virus sont presque équilibrées mais
petit à petit, le nombre de LT CD4 diminue
- la phase SIDA déclaré : lorsque le taux de LT CD4
devient trop faible, au bout de quelques années, des
maladies apparaissent, conduisant à la mort.
Quel est le rôle des LTcd4 dans la réponse immunitaire?
Cette expérience montre la nécessité d’une coopération
cellulaire entre LB et LT pour la production d’anticorps solubles
Une agglutination des globules
rouges de mouton traduit la
présence d’anticorps dirigés contre
ces cellules et donc aussi
l’activation et la différenciation des
lymphocytes B en plasmocytes.
Les résultats des expériences 3 et 4
montrent que la présence de
lymphocytes T est indispensable à
l’activation des lymphocytes B,
même si ces deux types cellulaires
sont physiquement séparés.
Donc….
l’interleukine 2 est nécessaire et
suffisante à la différenciation des
lymphocytes B en plasmocytes, et
même des lymphocytes T CD8 en
lymphocytes T cytotoxique (texte).
Cette molécule, produite
par les lymphocytes T
auxiliaires joue donc un
rôle central dans la
réponse immunitaire
adaptative
Comment s’organise la réponse immunitaire adaptative dans son
ensemble?
La prolifération des lymphocytes B et T nécessite une molécule
produite par les lymphocytes T CD4 : l’interleukine 2.
Il y a donc collaboration cellulaire entre les lymphocytes T CD4
et les autres lymphocytes T CD8 et B, grâce à un messager
chimique : l’interleukine 2.
Les lymphocytes T CD4 contrôlent la réponse adaptative et subissent
une sélection clonale
Rôle des LTcd4
Sécrétion
d’interleukine 2
Voir
schéma
bilan du
livre
IV) LA MATURATION DU SYSTEME IMMUNITAIRE
1) le répertoire des lymphocytes B et leur genèse
Chaque jour, des millions de lymphocytes B
(qui n’ont pas encore rencontré d’antigène)
sont produits dans la moelle osseuse.
Il existe des milliards de clones différents
grâce aux mécanismes génétiques de
l’épissage et de la maturation
Devenir immunocompétent, pour sortir de la moelle osseuse
1) le répertoire des lymphocytes T et leur genèse
Les lymphocytes T migrent dans le thymus pour acquérir
leur TCR et devenir immunocompétents :
reconnaissance des antigènes du non soi présentés par
le CMH du soi.
Lors de la maturation, les pré-lymphocytes qui reconnaissent le soi sont éliminés
par apoptose (mort cellulaire programmée) pour éviter toute attaque contre le soi.
La maturation du système immunitaire résulte d’un équilibre dynamique entre la
production de cellules et la répression ou l’élimination des cellules auto-réactives.
Dans un second temps, les lymphocytes immunocompétents « naïfs » qui
survivent vont se répartir dans les différents organes lymphoïdes primaires et
secondaires dans l’attente d’une sollicitation par un antigène. Leur multiplication
se fait au gré des rencontres avec les antigènes.
Ainsi, le système immunitaire adaptatif se construit au cours de la vie de l’individu
en fonction des micro-organismes rencontrés. Le système immunitaire garde ces
rencontres en mémoire grâce aux lymphocytes mémoire.