Transcript Thème - SVT en Terminale S

Thème
Immunologie
• Introduction: rappel de 3ème
• Utilisation du logiciel immuno 3ème
• Espace d’échange-copier-coller le logiciel
sur votre bureau.
I/ Une maladie qui touche le système immunitaire :SIDA
(ou Syndrome d’Immuno-Déficience Acquise)
A/ Le SIDA, une épidémie mondiale.
•
Découverte du SIDA:
http://www.ina.fr/fresques/jalons/fichemedia/InaEdu01458?video=InaEdu01458
•
Developpement du sida:
http://www.ina.fr/fresques/jalons/fichemedia/InaEdu01464?video=InaEdu01464
Transmission
par voie sexuelle
Le virus est présent dans
les sécrétions génitales, et
peut donc être transmis
lors d ’un rapport sexuel,
qu ’il soit homosexuel ou
hétérosexuel, à la faveur
des micro-lésions
engendrées par la
pénétration.
La majorité des sidéens
africains sont ainsi
contaminés lors de rapport
sexuels.
Transmission
par le sang
Transmission
materno-fœtale
Le virus étant présent
dans le sang, il peut être
transmis lors de tout don
de sang d ’un individu à
l ’autre: lors de pratiques
toximanes (échange de
seringues), de manière
accidentelle ou lors de
transfusions.
Le virus est capable de
traverser la barrière
placentaire et ainsi de
contaminer in utéro un
fœtus.
Le cas le plus fréquent
semble être toutefois lors
de l ’accouchement.
De plus le virus se retrouve
dans le lait maternel, d ’où
une contamination lors de
l ’allaitement, cas fréquent
surtout en Afrique
Le VIH (virus de l’immunodéficience humaine) est transmis
par voie sexuelle, par voie sanguine ou au cours de la
grossesse de la mère à l’enfant
B- L’infection par le virus
•
•
•
•
Le VIH appartient à la catégorie des
rétrovirus (virus à ARN):
deux molécules d’ARN simple brin.
Il possède une enzyme particulière, la
transcriptase inverse (qui catalyse la
rétrotranscription de l’ARN en ADN).
Le génome du virus est entouré
d’enveloppes protéiques et d’une
enveloppe lipidique au sein de laquelle
sont insérées des glycoprotéines (GP
120, en particulier).
Le VIH reconnaît et pénètre spécifiquement les cellules du système
immunitaire.
• Les cellules cibles du VIH sont
principalement des cellules immunitaires :
• Lymphocytes T4 (activateurs de la
réponse immunitaire spécifique)
• Monocytes (cellules de la coagulation)
• Macrophages (cellules de la
phagocytose, réponse immunitaire
immédiate)
Reconnaissance par le virus
• Les cellules cibles possèdent des protéines membranaires
(la plus importante de ces protéines membranaires étant
CD4) auxquelles le virus s’amarre par l’intermédiaire d’une
protéine de son enveloppe (gp120), ce qui lui permet de
pénétrer dans la cellule hôte.
• Les monocytes et les
macrophages jouent un rôle
de véritable réservoir,
notamment dans les
ganglions
lymphatiques.
Le système
lymphatique est
formé par la lymphe, qui est un
liquide au même titre que le
plasma
sanguin,
et
des
vaisseaux chargés de son
transport,
les
vaisseaux
lymphatiques.
Il
contient
également un certain nombre
d'organes annexes comme la
rate, le thymus, les amygdales,
les végétations et les ganglions
lymphatiques.
La
moelle
osseuse
fait
aussi
partie
intégrante
du
système
immunitaire, car c'est elle qui
produit les cellules sanguines.
Le cycle viral
Après pénétration du virus au sein
de sa cellule cible, cycle viral du
VIH peut être résumé par les
étapes suivantes :
• la rétrotranscription de l’ARN
viral en ADN (on parle ADN
proviral) ; cette réaction est
catalysée par la transcriptase
inverse.
• l’intégration de l’ADN viral dans
le génome de la cellule cible,
• une phase de latence plus ou
moins longue,
• la transcription de l’ADN
proviral et la synthèse de
protéines virales,
• enfin, la reconstitution des
virus, leur exocytose par
bourgeonnement et leur
dissémination dans l’organisme
et notamment dans les organes
lymphoïdes, réservoirs des
cellules immunitaires.
C- Réaction de l’organisme à l’infection et dépistage du
V.I.H.
La pénétration du virus dans l’organisme déclenche
l’activation du système immunitaire:
• synthèse d’anticorps spécifiques orientés contre les
antigènes viraux (protéines, glycoprotéines, fragments
viral).
Les anticorps sont produits après un certain délai; ils sont
notamment détectés par deux techniques : le test ELISA
(voir TP) et le test basé sur la technique du Western-Blot
(voir logiciel immunologie).
•
 Un individu est qualifié de séropositif
au VIH dès lors que l’on détecte des
anticorps anti-VIH dans son sang.
D-Une atteinte progressive du
système immunitaire.
La primo- infection.
C’est le stade précoce du
développement
de la maladie:
- Apparition de symptômes
voisins d’une maladie
virale bénigne.
- Le virus se reproduit
activement au sein des LT4.
- Une intense réaction
immunitaire se produit contre
le virus ; elle se caractérise
par l’apparition d’anticorps
anti-VIH et une forte
augmentation du nombre de
lymphocytes T.
La phase asymptomatique.
•
De durée variable selon
les patients, cette phase
peut durer plusieurs
années ( de 1 à 15 ans ).
•
Aucun signe clinique ne
se manifeste. Cependant
le virus reste présent au
sein de l’organisme.
•
Le taux de LT4 diminue
progressivement mais la
réponse immunitaire
reste active ( taux élevé
de LT cytotoxiques et
taux élevé d’anticorps ).
La phase de SIDA.
• Elle est qualifiée également de
phase symptomatique ; cela
signifie que des symptômes
variés se manifestent. Le
malade est victime de
maladies variées : de
nombreux germes microbiens
habituellement peu
pathogènes déclenchent des
infections.
• Ces maladies sont qualifiées
d’opportunistes car leur
survenue est liée à la
réduction des défenses
immunitaires de l’organisme
de plus en plus grande. Ce
sont ces maladies qui finissent
d’entraîner le décès du
malade.
II- Les anticorps, agents du maintien de
l’intégrité du milieu extracellulaire.
A- La structure des anticorps.
•
Les anticorps sont des macromolécules de nature protéiques
présentes dans le plasma. Ce sont des protéines du groupe des
gammaglobulines : ce sont des immunoglobulines.
•
Les anticorps sont formés de 4 chaînes : 2 lourdes et deux
légères identiques deux à deux et liées par des ponts disulfures.
Chaque chaîne comprend deux domaines :
un domaine constant,
un domaine variable.
 Les parties variables des chaînes lourdes et légères s’associent
pour former un domaine spécifique, complémentaire d’un
antigène donné.
 Les parties constantes des chaînes lourdes forment un site de
liaison non spécifique avec diverses cellules participant à la
réponse immunitaire (macrophages et lymphocytes B).
B- La liaison anticorps-antigène: le
complexe immun
•
Les anticorps se lient aux antigènes spécifiques et forment un
complexe immun. Celui-ci peut être visualisé par expérience in
vitro (test d’Ouchterlony).
•
Cette liaison se produit au niveau des extrémités variables de
l’anticorps. Elle dépend de la configuration spatiale du domaine
variable, elle-même déterminée par la séquence d’acides
aminés.. Chaque anticorps possède deux sites de liaison à un
antigène donné.
•
La formation de complexes anticorps-antigènes peut être utilisé
en médecine pour détecter une maladie : le test Elisa.
 La fixation des anticorps sur les antigènes des virus, des bactéries,
empêche la pénétration de ceux-ci dans les cellules, mais ne les
détruisent pas. La fixation des anticorps sur les cellules
étrangères limite leur multiplication et leur prolifération.
C- Elimination des cellules du non-soi : la
phagocytose.
Dans l’organisme, les complexes immuns formés sont éliminés par
phagocytose (voir animation logiciel 3ème).
Cette phagocytose est réalisée par les cellules immunitaires : les
macrophages et les polynucléaires.
Elle se déroule en plusieurs temps :
•
adhésion des cellules phagocytaires à l’anticorps lié à l’antigène ;
•
englobement du complexe immun par les pseudopodes du
macrophage ou du polynucléaire ;
•
internalisation dans une vésicule d’endocytose ;
•
destruction, par des enzymes, du complexe immun.
•
La formation d’un complexe immun active la phagocytose et donc
l’élimination de l’antigène. Cette activation est due à la fixation
des anticorps par les parties constantes des chaînes lourdes sur
des récepteurs membranaires des macrophages et des
polynucléaires.
D  L’induction de la sécrétion
des anticorps.
• Les lymphocytes B sont responsables de la production
des anticorps.
• Chacune de ces cellules expriment sur sa membrane
plasmique des anticorps membranaires, capables de
reconnaître un antigène spécifique et un seul.
• Avant tout contact avec les antigènes, l’organisme
possède environ 10 8 lymphocytes B différents,
caractérisés par leur anticorps membranaire.
• Cette grande variété d’anticorps constitue le répertoire
immunitaire. Elle permet à l’organisme de faire face à la
diversité des antigènes qui peuvent potentiellement
infecter l’organisme.
• Seuls quelques lymphocytes B parmi l’ensemble des lymphocytes B
possèdent un anticorps membranaire capable de reconnaître un
antigène donné. L’introduction de ce dernier dans l’organisme
conduit à une liaison anticorps- antigène. Un lymphocyte B
spécifique est donc sélectionné. Il se multiplie, formant un clone.
• Une partie des lymphocytes B constituent des LB mémoire, qui
seront actifs au cours d’une seconde infection.
• L’autre partie se différencie en plasmocytes.
Ces cellules de grande taille ( 20 m de diamètre ) présentent un
cytoplasme abondant contenant un réticulum endoplasmique, des
ribosomes, des mitochondries et un appareil de golgi développé. Ils
produisent et sécrètent une grande quantité de protéines : les
anticorps circulants. Chaque plasmocyte produit donc une seule
variété d’anticorps.
• Lors d’une infection, les ganglions
lymphatiques sont hypertrophiés. Cette
hypertrophie est liée à la multiplication et
la différenciation des lymphocytes B ; ces
ganglions constituent donc le lieu de
production des anticorps.
 Les anticorps dirigés contre les protéines
virales peuvent bloquer la pénétration des
virus dans les cellules, mais ne peuvent
pas agir sur les cellules déjà infectées : les
anticorps sont donc des agents du
maintien de l’intégrité du milieu
extracellulaire
III- Les lymphocytes : agents du maintien de l’intégrité
des populations cellulaires.
A- Plusieurs populations de lymphocytes T.
• Outre les lymphocytes B, l’organisme contient
des lymphocytes T.
• Produit dans la moelle osseuse, ils achèvent
leur maturation dans le thymus où ils acquièrent
des récepteurs membranaires spécifiques : les
récepteurs T. Ce sont des protéines spécialisées
dans la reconnaissance des antigènes lorsqu’ils
sont présentés sur les cellules de l’organisme.
•
Deux populations particulières de
lymphocytes peuvent être définies : les
lymphocytes T8 et les lymphocytes T4.
B- Un lymphocyte T8 reconnaît une cellule anormale et
la détruit.
• La reconnaissance de l’antigène est assurée par le récepteur T.
Formé de deux chaînes polypeptidiques, il présente comme les
anticorps une partie constante et une partie variable. C’est au
niveau de cette dernière que se situe le site de reconnaissance
des antigènes.
• Chaque lymphocyte T ne possède qu’un seul type de récepteur
T.
• Étant donné la grande variabilité des récepteurs T dans
l’organisme, toutes cellules de l’organisme exprimant des
antigènes sur sa membrane peut être détectés. Une telle
cellule anormale est détectée par les lymphocytes T8.
• La liaison entre récepteur du lymphocyte T et fragments
antigéniques sur la membrane de la cellule cible
déclenche la différenciation des lymphocytes T8 en
lymphocytes T cytotoxiques.
• Ces LTc secrètent des molécules de perforine qui
s’incèrent dans la membrane des cellules cibles en
formant un canal. De l’eau et des sels entrent alors dans
ce canal et provoquent l’éclatement de la cellule. Ce
canal permet également le passage d’enzymes lytiques (
protéases ) secrétées par le lymphocyte T qui détruisent
certaines protéines. Les débris cellulaires sont ensuite
éliminés par les macrophages.
•
Comme pour les lymphocytes B, l’organisme
contient des millions de clones différents de LT8. La
rencontre entre un LT8 et une cellule portant l’antigène
de ses récepteurs T active le lymphocyte. Après cette
sélection clonale, une phase de prolifération clonale
aboutit à la différenciation de nombreux LTc spécialisés
dans la destruction des cellules présentant le même
antigène.
IV/ Les LT4 pivot des réactions
immunitaires.
A- L’activation des LT4.
La pénétration d’un antigène dans
l’organisme entraîne l’activation de LT4
spécifique de cet antigène. Les LT4
spécifiques se multiplient formant un clone
de cellules, ils sont sélectionnés et
deviennent sécréteurs de messagers
chimiques : les interleukines.
B- Stimulation des lymphocytes B et des
lymphocytes T8.
• Dans les ganglions lymphoïdes, les clones de
lymphocytes T4 activés produisent les
interleukines qui activent les lymphocytes T8 et
les lymphocytes B sélectionnés, c’est à dire
possédant des récepteurs spécifiques de
l’antigène.
•
Les lymphocytes T8 et les lymphocytes B se
multiplient et se différencient en lymphocytes T
cytotoxiques et en plasmocytes sécréteurs
d’anticorps.
 Les LTc et les anticorps sont les effecteurs de
la réponse immunitaire acquise, spécifique.
V/Les vaccins et la mémoire immunitaire.
A/ La mémoire du système immunitaire.
•
Le système immunitaire ne réagit pas de la même façon, suivant qu’il rencontre un
antigène pour la première fois ou pour la seconde fois (on parle respectivement de
réponse immunitaire primaire et secondaire).
•
Lors de la réponse immunitaire secondaire, les anticorps sont sécrétés dans le
plasma sanguin plus rapidement et en plus grande quantité (que lors d’une
réponse immunitaire primaire).
•
De même, les lymphocytes T cyctotoxiques (LTc) détruisent plus rapidement les
cellules infectées ou les cellules étrangères.
•
Au cours de la réponse immunitaire primaire, une fraction des lymphocytes
sélectionnés se différencient en lymphocytes mémoire (lymphocytes B ou
lymphocytes T).
•
Ces cellules sont caractérisées par une longue durée de vie ; elles se différencient
en cellules effectrices plus rapidement . Ces cellules sont bien sur spécifiques de
l’antigène qui leur a donné naissance.
 La réponse secondaire repose donc sur une mémoire immunitaire.
B/ La vaccination.
Principe de la vaccination.
•
La vaccination consiste à faire rencontrer au système
immunitaire les antigènes portés ou sécrétés par une
bactérie ou un virus sous forme immunogène (c’est à
dire, entraîner une réponse immunitaire efficace) et
inoffensive.
•
La vaccination induit donc une réponse immunitaire
primaire, qui se traduit par la production d’anticorps ou
de lymphocytes T spécifiques, et par la fabrication de
lymphocytes mémoire spécifiques.
•
Si l’individu rencontre à nouveau l’agent pathogène,
les cellules mémoire déclenchent une réponse rapide
et efficace.
 La vaccination est donc spécifique : elle n’agit que
pour un agent infectieux donné.
Difficile mise au point d’un vaccin anti-V.I.H.
• Dans le cas du V.I.H., le problème majeur est de
trouver une préparation vaccinale qui soit
inoffensive et immunogène. Une des difficultés
est liée au fait que le virus mute en permanence,
notamment au niveau des protéines qui sont
exposées à sa surface et donc accessible aux
récepteurs des cellules immunitaires.
•
Plusieurs essais sont en cours d’évaluation .
Ils utilisent des préparation variées : des
protéines d’enveloppes du virus (GP 120, en
particulier), virus recombinant.
C/ Le phénotype immunitaire
Diversité remarquable du répertoire immunitaire.
• Au cours du développement, les organes lymphoïdes centraux (thymus et
moelle rouge osseuse) produisent des LB et T capables de synthétiser une
variété quasi infinie d’anticorps et de récepteurs T.
•
Au cours de cette mise ne place, la majorité des cellules,
potentiellement dangereuses car pouvant réagir contre des molécules
normalement présentes au sein de l’organisme, sont éliminées. Seules
subsistent les cellules capables de détecter tout antigène. Cet ensemble
constitue le répertoire immunitaire.
Une interaction entre le génotype et l’environnement.
• Les antigènes auxquels l’organisme est confronté au cours de la vie
sélectionnent les clones de lymphocytes : cela signifie que certaines
populations voient leur effectif augmenter (apparition de lymphocytes
mémoire). Le phénotype immunitaire évolue donc au cours de la vie.
•
La vaccination fait de la même façon évoluer ce phénotype
immunitaire.