Chapitre 7 : IMMUNOLOGIE - Le site de la classe de Terminale S2

Chapitre 7 : IMMUNOLOGIE Introduction Définition : SYSTEME IMMUNITAIRE (SI) : C’est un ensemble d’organes, de cellules et de tissus dont la fonction est la défense du corps humain, c’est à dire le maintient de son intégrité. Propriétés : Un système immunitaire efficace implique :
La distinction du soi et du non soi. Le soi étant défini par l’ensemble des particularités moléculaires résultant de l’expression de son génome.
L’existence d’acteurs spécialisés dans la réponse immunitaire (RI) : ce sont les globules blancs (lymphocytes B, lymphocytes T4, lymphocytes T8, macrophages, monocytes, polynucléaires) Problème : Comment l’organisme réagit à une agression qui touche son propre système immunitaire : le SIDA.

I Une maladie qui touche le systeme immunitaure : le SIDA (Syndrome de l’ImmunoDéficience Acquise)

(*) Gp120 Transcriptase inverse ARN Capside Enveloppe lipidique

Pour infecter une cellule hôte, l’ARN doit être transcrit en ADN double brin par la transcriptase inverse. Cf schéma : 1- Synthèse du brin complémentaire 2- Destruction de l’ARNv 3- Synthèse du 2e brin d’ADN

Définition : le SIDA : se caractérise par l’affaiblissement des défenses immunitaires d’un sujet qui est alors atteint par des maladies opportunistes (toxoplasmose, tuberculose...). L’agent infectieux responsable du SIDA est un virus transmit par voie sexuelle ou sanguine.

A : Caractéristiques de l’agent infectieux du SIDA : le VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine) 1) Le VIH est un rétro virus à ARN

- Le virus (n’est pas égal à cellule) est limité par une enveloppe lipidique contenant des protéines de surface comme la protéine gp120. L’enveloppe renferme une capsule protéique : la capside, à l’intérieur de laquelle on trouve le génome viral : ARN simple brin ainsi qu’une enzyme : la transcriptase inverse.

2) Le VIH reconnaît et infecte certaines cellules du Système Immunitaire

- La pénétration du virus dans la cellule hôte nécessite la reconnaissance par la protéine gp120 d’un récepteur membranaire des cellules, appelé CD4. L’enveloppe virale fusionne alors avec la membrane plasmique de cette cellule. Cf schéma 1- Fixation, reconnaissance 2- Pénétration du virus

Les cellules possédant des récepteurs CD4 sont des cellules du système immunitaire : lymphocytes T4 et macrophages. La reproduction du virus à l’intérieur de ces cellules se fait à partir de l’intégration du génome viral à l’intérieur du génome de l’hôte.

2) Les 3 étapes de l’infection par le VIH B : L’évolution de la maladie au cours du temps

Figure 13 (***)

1) La détection de la séropositivité Définition : SEROPOSITIVITE : fait de posséder des anticorps contre un virus particulier (Exemple : séropositif pour le VIH signifie avoir des anticorps anti-VIH)

a Test ELISA

Cf TP La coloration dans le puit indique la présence d’anticorps anti-VIH. On dit alors que le patient est séropositif. Cependant on vérifie ensuite le résultat par un 2e test. b Test Western blot

Il s’agit de mettre en évidence les anticorps anti-VIH spécifiques de chacune des protéines du virus. On procède pour cela à une électrophorèse.

ELECTROPHORESE

Dépôt initial

+ Sens de migration des anticorps (du plus lourd au moins lourd)

- PHASE ASYMPTOMATIQUE (entre 1 et 7 ans après l’infection) : On constate une production forte et constante d’anticorps anti-VIH ainsi que de lymphocytes T cytotoxiques. On en déduit que le système immunitaire réagit efficacement contre le VIH. On constate toutefois que la charge virale ne cesse d’augmenter au cours du temps. - PHASE SIDA DECLERE : On constate que la charge virale explose tandis que le nombre de LT4 chute, impliquant l’arrêt des réponses immunitaires (baisse des anticorps). L’individu peut alors être atteint par n’importe quelle maladie. On parle de maladies opportunistes.

Gp160 Gp120

II Les processus immunitaires mis en jeu

P24 P17

-

- PHASE AIGUË OU PRIMOINFECTION : On constate à partir de l’infection, une prolifération forte et brutale du nombre de VIH dans le sang. Puis, au bout de quelques semaines, le nombre de VIH diminue fortement. On constate également qu’après l’infection, le nombre de lymphocytes T4 diminue quand le VIH augmente et ré-augmente quand le VIH diminue. On en déduit que la cible du VIH est le lymphocytes T4. On constate à partir de quelques semaines que le nombre d’anticorps anti-VIH augmente. On en déduit que le système immunitaire réagit à l’infection, ce qui explique la baisse du nombre de VIH.

Séropositif phase SIDA

Séronégatif

Séropositif phase asymptomatique

Problème : le VIH se déplace et prolifère dans le sang. Il est donc présent soit dans le liquide sanguin appelé plasma ou sérum (ou humeur par les anciens) soit dans les cellules infectée (LT4…). Pour éliminer le virus il faut que le système immunitaire apprenne à la reconnaître puis à l’éliminer partout où il se trouve. Il existe ainsi deux types de réponse immunitaire : l’une agissant dans le plasma, l’autre agissant sur les cellules infectées :

A : La réponse immunitaire à méditation humorale (RIMH) Définition : REPONSE IMMUNITAIRE A MEDIATION HUMORALE : Réponse immunitaire faisant intervenir des protéines actives dans le sérum (à médiation humorale) dirigées contre un antigène spécifique. Il s’agit des anticorps. Un antigène étant une partie (molécule de surface (gp120 par exemple)) d’un corps étranger (virus, bactérie, microbe).

1) Les acteurs de la RIMH a Structure et fonction des anticorps (Ac) ou immunoglobulines (Ig) Définition : ANTICORPS : Les anticorps sont des effecteurs de l’immunité acquise, c'est-à-dire dirigée contre un organisme étranger particulier. En d’autre terme, un anticorps ne peut agir que contre un seul type d’antigène (ex : Anticorps anti-gp120). Il s’agit dans tous les cas d’immunoglobulines, protéines circulantes dans le sang.

Caractéristiques • Structure moléculaire : un anticorps comprend 4 chaînes protéiques identiques deux à deux : deux chaînes lourdes et deux chaînes légères reliées entre elles par des liaisons disulfure. • Chaque anticorps possède deux sites de reconnaissance de l’antigène. Ces sites sont des parties très variables d’un anticorps à l’autre. Ainsi il existe une grande variété d’anticorps différents capables de reconnaître tous les types d’antigènes existant. • C’est la complémentarité de forme anticorps/antigène qui assure la spécificité des anticorps. • La fixation d’un antigène par un anticorps entraîne la formation d’une structure appelée complexe immun. Un anticorps ne détruit pas l’antigène, il ne fait que le neutraliser et permet ainsi sa destruction par des mécanismes innés d’élimination de ces complexes.

b Les lymphocytes B (LB) et plasmocytes

La synthèse d’anticorps est le signe d’une réaction de l’organisme à la présence d’antigènes. Qui les produit ?

• •

Les anticorps sont produits par des lymphocytes B sécréteurs ou plasmocytes. Les lymphocytes B sont des globules blancs particuliers possédants des anticorps membranaires qui servent de récepteurs pour l’antigène. Chaque lymphocyte B possède un seul type d’anticorps à sa surface et est ainsi spécifique d’un antigène donné. Ces cellules préexistent dans l’organisme avant tout contact avec un élément étranger.

c Les cellules phagocytaires (macrophages (M) et polynucléaire (PN))

Les cellules phagocytaires expriment à leur surface des récepteurs de la partie constante des anticorps. Ils fixent ainsi les complexes immuns et les éliminent par phagocytose. SCHEMA (**) 1- Adhésion 2- Ingestion 3- Digestion

2) Le déroulement de la RIMH

Elle comprend trois étapes et nécessite la coopération des cellules immunitaires (LB et LT4, M et PN).

a La phase d’induction

Elle consiste en la sélection des lymphocytes B spécifiques d’un antigène donné, c'est-à-dire dont les anticorps membranaires sont complémentaires de cet antigène. • 1 : fixation/reconnaissance, par les anticorps membranaires des lymphocytes B, de l’antigène. • 2 : synthèse de récepteurs de surface à interleukine (par les lymphocytes B… b La phase d’amplification et de différenciation

•

•

Elle nécessite l’intervention des LT4 aussi appelés LT auxiliaires. Ces cellules stimulent la multiplication des LB et leur différenciation en envoyant sur elle une molécule chimique (~ hormone) appelée interleukine (IL). Elle aboutit à la formation d’un important clone de LB (ensemble de cellules identiques génétiquement) puis à la transformation de certaines LB en plasmocytes sécréteurs d’anticorps. Les autres restent en mémoire…

c La phase effectrice • • •

- Les LT8 stimulés se multiplient puis se différencient en LT cytotoxiques. c La phase effectrice

- Exercice 1 • On constate que seul les cellules infectées par un antigène donné sont détruites par les LTC qui lui sont spécifiques. En effet, les cellules non infectée ou infectée par un autre virus ne sont pas détruites. • Le LTC reconnaît la cellule infectée grâce à la fixation de ses récepteurs sur les antigènes présentés à la surface de cette cellule. Le LTC détruit alors la cellule en lui injectant un poison : la perforine.

Sécrétion des anticorps spécifiques de l’antigène par les plasmocytes (plus de 1000 par seconde et par cellules !). Fixation des antigènes par les anticorps pour former des complexes immuns. Destruction des complexes immuns par les cellules phagocytaires.

BILAN (***)

BILAN (***)

C : Le rôle central des LT4

Par leur production d’interleukine, les LT4 stimulent la RIMC et la RIMH. Leur destruction dans le cas du SIDA est donc à l’origine de l’arrêt des réponses immunitaires. BILAN (******)

B : La réponse immunitaire à méditation cellulaire (RIMC) Objectif : Eliminer les virus ayant déjà contaminé les cellules de l’organisme. La seule possibilité consiste à détruire ces cellules infectées. La RIMC fait intervenir les lymphocytes T4 (LT4) et les lymphocytes T8 (LT8) ou lymphocytes cytotoxiques. a La phase d’induction (ou reconnaissance)

Elle consiste en la reconnaissance d’un antigène particulier par des LT4 et des LT8 spécifiques de cet antigène. L’antigène est exprimé à la surface des cellules infectées. b La phase de multiplication clonale

- Les LT8 ayant reconnu l’antigène, expriment à leur surface un récepteur à interleukine. - Les LT4, ayant eux même reconnu l’antigène, sécrètent l’interleukine dont le rôle est de stimuler les LT8.

III Les vaccins et la mémoire immunitaire

1) Mise en évidence de la mémoire immunitaire

- Exercice 3 •

Un dosage précis des anticorps montre qu’il existe :  Une réponse immunitaire primaire : l’augmentation du nombre d’anticorps n’a lieu qu’une semaine après le contact avec un antigène spécifique et est de faible intensité.  Une réponse immunitaire secondaire : lors d’un 2e contact avec le même antigène, l’augmentation du nombre d’anticorps est immédiate et de forte intensité.

On en déduit qu’il existe des cellules spécifiques de cet antigène, gardées en mémoire par le sang (LB et LT4)

2) Utilisation de ce principe : la vaccination

Un vaccin est un agent (virus, bactérie, anatoxine) non pathogène mais qui conserve à sa surface des antigènes susceptibles de déclencher une réponse immunitaire primaire. Ils préparent ainsi une réponse immunitaire secondaire plus efficace. 3) Les espoirs pour un vaccin contre le VIH

Dans le cas du SIDA il s’agit de trouver un vaccin qui n’est pas vaincu par les défenses immunitaires naturelles. Le virus du SIDA mutant constamment, la difficulté pour mettre au point un vaccin est d’identifier une protéine invariable et accessible à la surface du virus. - Exercice 2  De 0 à 2 : la concentration de VIH et celle de LTc augmente en parallèle. On en déduit que la RIMC n’est pas efficace.  De 2 à 4 : la concentration de VIH diminue. Celle d’anticorps augmente et celle de LTc est forte. On en déduit que la RIMH et RIMC sont efficaces.  Après 4 : les concentrations de VIH, d’anticorps et de LTc sont constantes. On en déduit que RIMH et RIMC sont efficaces mais non suffisantes pour éliminer le VIH.