chap III EVOLUTION DU PHENOTYPE IMMUNITAIRE ET VACCINATION

Pb I comment le répertoire immunitaire est-il généré

I : la genèse du répertoire immunitaire.  Q1, 2 et3 p325 

Pb II Qu’est-ce que la mémoire immunitaire et quel est son support ?

  1. LA MÉMOIRE IMMUNITAIRE.

Objectif :

montrer que l’immunité adaptative « apprend » à reconnaître et à mémoriser un antigène et que cette mémoire nous protège durablement.

 

p 338-339)  + Phénotype_immunitaire.pdf  

  • Définissez la notion de mémoire immunitaire
  • expliquez le fonctionnement de la mémoire immunitaire. 10 lignes

Pb III- Sur quel(s) principe(s) repose la vaccination ?

III. LA VACCINATION.

Objetifs :

1-montrer que la vaccination repose sur les bases physiologiques de l’immunité adaptative et discuter du bien-fondé de l’utilisation des adjuvants.

2-Présenter les perspectives d’avenir de la vaccination et ses limites.

 

livre (p 340-341),   Phénotype_immunitaire.pdf  – Grippe.pdf  

  • présentez les grandes dates de l’histoire de la vaccination, 10 lignes max
  • Résumer son principe
  • Quel est l’intérêt ou le risque de l’utilisation d’adjuvants ?
  • Quelles sont les perspectives d’avenir de la vaccination génétique ?
  • Qu’est-ce que la « vaccination curative » ?
  • À partir de l’étude du SIDA, la vaccination est-elle envisageable et profitable pour les patients atteints 10 à 15 lignes

Pb IV Comment évolue le phénotype immunitaire ?

  1. ÉVOLUTION DU PHÉNOTYPE IMMUNITAIRE.

Objectif :

montrer que l’immunité adaptative évolue au cours d’une vie, d’une personne à l’autre, d’un lieu à un autre et que cette extrême variabilité assure la stabilité des organismes (le maintien de leur intégrité).

 

p 342-343,

  1. décrivez l’évolution du phénotype immunitaire au cours d’une vie
  2. montrez que cette évolution, couplée à une campagne de vaccination, peut conférer une protection à l’échelle d’un individu, ou même d’une population.
  3. DM :
    1. Recherchez 1 maladie éradiquée grâce à la vaccination (préciser leur agent pathogènes, leur mode de contamination, leurs symptômes et leur conséquence
    2. DM q1 et 2 p 343

 

 


 

Bilan :

Pb I comment le répertoire immunitaire est-il généré

  1. la genèse du répertoire immunitaire.

Q1, 2 et3 p325

Doc. 1 :

  • Grâce à des recombinaisons de « fragments » de gènes, l’organisme peut produire une un très grand nombre de gènes d’immunoglobulines, qui par épissage alternatif donne encore un nombre plus grand d’ARNm et donc quasi une infinité de protéines correspondantes.

Doc. 1 à 4 :

  • Pour qu’un lymphocyte (B ou T) devienne immunocompétent, ses immunoglobulines doivent reconnaître un antigène mais ne doivent pas reconnaître les molécules du « soi ».
  • Les molécules du soi sont les marqueurs codées par le génome normal de l’organisme.
  • La principale différence entre LB et LT en ce qui concerne l’acquisition de l’immunocompétence est que :
    • Pour les LB : elle s’effectue dans la moelle osseuse (lieu de production de toutes les cellules immunitaires),
    • elle s’effectue dans le thymus dans le cas des LT.

Bilan

  • Le phénotype immunitaire est l’ensemble des spécificités des clones LB et de LT (dues à leur récepteur) à un moment donné de la vie d’un individu.
  • La présence dans notre organisme de milliards de clones de lymphocytes capables chacun de reconnaître un antigène donné est la conséquence de deux mécanismes complémentaires :
    • la production dans la moelle osseuse, de pré-lymphocytes B ou T qui diffèrent par leur immunoglobulines membranaires, grâce à des mécanismes génétiques de recombinaison aléatoires,
    • une élimination des clones de cellules autoréactives :
      • ces cellules sont susceptibles de déclencher une réaction immunitaire contre des molécules du « soi »)
    • le répertoire immunitaire est donc constitué :
      1. des clones de lymphocytes immunocompétents qui passent dans la circulation
      2. et qui sont capables de déclencher une réaction immunitaire uniquement contre les molécules qui ne sont pas normalement présentes dans l’organisme.

Pb II Qu’est-ce que la mémoire immunitaire et quel est son support ?

  1. LA MÉMOIRE IMMUNITAIRE.

(p 338-339)

Doc. 1 :

  • L’expérience 1 met en évidence l’existence d’une mémoire immunitaire car le nombre de LB augmente beaucoup plus vite lors de la deuxième injection de GRM que lors de la première injection.
  • L’expérience 2 permet de préciser que cette mémoire est spécifique. Les souris du lot B ont développé une réponse primaire contre les GRM, mais cela ne les a en rien « préparées » à une réponse lors de l’injection de GRL : en effet, après l’injection de GRL au jour 30, les souris du lot B développent une réponse primaire vis-à-vis des GRL tout à fait comparable quantitativement à la réponse primaire des souris du lot A vis-à-vis des GRM, du jour zéro au jour 30.
  • 2 :
  • Lors de la première greffe, le rejet du greffon (qui implique, comme on le sait, les LTc) s’effectue au bout de 10 jours.
  • Lors d’une deuxième greffe (1 mois plus tard) de la même souris donneuse à la même souris receveuse, le rejet s’effectue au bout de 3 jours.
  • Tout se passe donc comme si l’organisme « reconnaissait » les antigènes du greffon et mettait en œuvre les mécanismes du rejet beaucoup plus vite que lors de la première greffe.
  • Ceci est confirmé par la troisième greffe puisque la souris blanche C ne « reconnaît » pas la peau de la souris donneuse B et la rejette seulement au bout de 10 jours.

Doc. 1 et 2 :

  • Les expériences proposées dans ces deux documents mettent en évidence l’existence d’une mémoire immunitaire.
  • En effet, tout se passe comme si l’organisme des souris se « souvenait » avoir déjà été en contact avec l’antigène : c’est la mémoire immunitaire.
  • L’expérience 2 du doc 1 et la troisième greffe du doc 2 permettent de préciser que cette mémoire est spécifique.

Doc. 3 et 4 :

  • Pour la réponse primaire et la réponse secondaire (doct 3), les caractéristiques classiques à connaître, sont :
    • la réponse primaire est lente et de faible amplitude ;
    • la réponse secondaire est rapide et de forte amplitude.
    • Comme le docu 3 correspond à la mise en mémoire lors d’une réponse immunitaire à médiation humorale, les lymphocytes support de la mémoire immunitaire sont les LB mémoire.

Conclusion

  • On parle de mémoire immunitaire car un organisme qui rencontre un antigène qu’il a déjà rencontré auparavant réagit beaucoup plus vite que lors du premier contact et la réponse immunitaire est de plus forte amplitude.
  • Tout se passe comme si l’organisme se « souvenait » avoir déjà été en contact avec l’antigène.
  • Le support de la mémoire immunitaire est constitué par des clones de LB et de LT à longue durée de vie, appelés lymphocytes mémoire.

Pb III- Sur quel(s) principe(s) repose la vaccination ?

  1. LA VACCINATION.

(p 340-341),

Doc 1 et 2

  • Il y a différents types de vaccins selon leur contenu avec :
    • des microbes morts
    • ou  des microbes vivants  atténués,
    • ou des anatoxines,
    • Ou des  molécules  microbiennes,
  • En  France  il  existe des vaccinations obligatoires et d’autres qui sont vivement conseillées.

Doc 3

  • la variole maladie grave et très contagieuse a été éradiquée grâce à la vaccination.
  • notion de rapport bénéfice/risque (exemple de l’hépatite B ).

Doc 4 :

  • l’évolution du taux plasmatique d’anticorps antitétaniques suite à une vaccination et aux rappels de vaccination

Doc. 5 :

  • L’adjuvant du vaccin prépare l’organisme au déclenchement de la réaction adaptative liée au vaccin, un peu comme la réaction inflammatoire prépare la réaction adaptative naturelle.

En plus, pour info :

Le rôle des adjuvants.

  • L’adjuvant du vaccin prépare l’organisme au déclenchement de la réaction adaptative liée au vaccin, un peu comme la réaction inflammatoire prépare la réaction adaptative naturelle.
  • Le mot adjuvant vient du latin adjuvare qui signifie « aider » ou « aide ».
  • Un adjuvant immunologique est une substance qui quand elle est administrée (avalée, inhalée, injectée…) conjointement avec un antigène – stimule, active, prolonge, renforce ou module le système immunitaire, bien que cette substance n’ait pas elle-même et en soi de vertu antigénique.
  • Les adjuvants sont de nature diverses mais on distingue deux grandes catégories :
    • Ceux qui favorisent la biodisponibilité des Ag sur le lieu de l’injection par exemple on utilise des émulsions à base d’huile avec un stabilisant.
    • Ceux qui activent l’immunité innée en stimulant ses cellules par leurs récepteurs PRR (famille de récepteurs liant des molécules caractéristiques de pathogènes).
    • C’est le cas des aluns ou sels d’aluminium.
    • Avec cette deuxième catégorie d’adjuvant, on « leurre le système immunitaire » en lui « faisant croire » (c’est une image pas dans les copies !) qu’il y a un danger en activant l’immunité innée.
  • On sait que pour qu’il y ait une bonne réponse adaptative, il faut que l’immunité innée soit activée.
  • Ces adjuvants déclenchent une inflammation avec activation des cellules dendritiques notamment indispensables à la génération de la réponse adaptative

 

Bilan

  • En reproduisant la réponse primaire (première injection du vaccin) et les réponses secondaires (injections de rappel), le vaccin crée une mémoire immunitaire spécifiquement dirigée contre un pathogène.
  • Appliqué de manière systématique à l’ensemble d’une population, le vaccin permet de réduire de façon considérable le nombre de personnes atteintes lors d’une épidémie, voire aboutir dans des cas exceptionnels à l’éradication de la maladie à la surface du globe (cas de la variole).

En plus, pour info :

Pb IV Comment évolue le phénotype immunitaire ?

  1. ÉVOLUTION DU PHÉNOTYPE IMMUNITAIRE.

(p 342-343),

Doc. 1 :

Les facteurs d’évolution du phénotype immunitaire mis en évidence par ce document sont :

  • – la production continue de lymphocytes naïfs tout au long de la vie (qui peuvent être différents d’un individu à l’autre) ;
  • – l’exposition de l’individu à des antigènes variés ;
  • – les vaccinations.

Doc. 2 à 4 :

  • Les trois exemples choisis ici montrent que l’évolution des populations lymphocytaires permet une adaptation de l’individu à son environnement.
  • L’exposition d’un enfant à des pathogènes variés (en particulier dans une crèche) lui permet de fabriquer des anticorps et des lymphocytes mémoire contre ces pathogènes qui le protègeront par la suite.
  • Le stress induit une multiplication de certaines populations lymphocytaires.
  • Le document 4 est un exemple de résistance acquise à un pathogène (l’agent du paludisme) par exposition répétée à celui-ci : c’est donc une adaptation de l’individu à son environnement.

Bilan

  • Les facteurs d’évolution du phénotype immunitaire sont :
    • la production continue de lymphocytes naïfs tout au long de la vie (qui peuvent être différents d’un individu à l’autre) ;
    • l’exposition de l’individu à des antigènes variés ;
    • les vaccinations.
  • Cette évolution permet à l’individu de s’adapter à son environnement :
    • la rencontre fortuite de multiples antigènes ainsi que les vaccinations déclenchent chez lui des réactions immunitaires adaptatives.
    • Ce déclenchement se fait avec la production de cellules mémoire protégeant la personne vaccinée, plus ou moins complètement, lors d’une rencontre ultérieure avec ces mêmes Ag (généralement des pathogènes).

 

Synthèse générale du chapitre

  1. Une diversité remarquable du répertoire immunitaire :
    1. Le phénotype immunitaire, c’est-à-dire l’ensemble des spécificités des LB et des LT (dues à leur récepteur) à un moment donné de la vie d’un individu résulte d’une interaction complexe entre le génotype et l’environnement.
    2. Grâce à des mécanismes génétiques originaux, l’organisme produit des lymphocytes T et B d’une infinie diversité :
    3. c’est le répertoire immunologique formé des anticorps (circulants ou membranaires des LB) et des récepteurs membranaires des LT (il faut relire le chapitre 2)
  2. Une interaction entre génotype et environnement :
    1. Parmi les cellules immunitaires, la très grande majorité sont éliminées, notamment celles qui sont potentiellement dangereuses pour l’organisme (« auto-réactives »). Celles qui subsistent sont sélectionnées par les Ag des cellules malades ou des pathogènes présents, leur effectif augmente et apparaissent des lymphocytes mémoires spécifiques des Ag rencontrés : le phénotype immunitaire évolue donc au cours de la vie.
    2. La vaccination : est une technique médicale qui permet de protéger l’individu de certaines maladies infectieuses en induisant une modification du phénotype immunitaire et fait donc évoluer artificiellement le phénotype immunitaire de l’individu) en s’adaptant:
      1. Avant la naissance: ni l’embryon, ni le fœtus n’ont un système immunitaire fonctionnel.
      2. A partir du 3° mois de grossesse, le phénotype immunitaire du fœtus est le résultat d’une immunité passive (transfert d’Ac de la mère vers le fœtus, au travers de la barrière placentaire
  • Après la naissance, le phénotype est le résultat :
  1. De l’immunité passive:
    1. les Ac maternels vont protéger l’enfant pendant les premiers mois de sa vie.
    2. Ils disparaîtront progressivement « victime » du catabolisme cellulaire
  2. De la mise en place du système immunitaire de l’enfant qui devient fonctionnel grâce à des mécanismes génétiques originaux (l’organisme produit des LB et des LT d’une infinie diversité). Ce système génétique particulier est à l’origine de la variabilité du phénotype.
  3. De la mise en place naturellement de l’immunité adaptative:
    1. l’enfant rencontre des Ag présents dans son environnement,
    2. l’Ag qui a réussi à franchir les barrières naturelles est à l’origine de la sélection d’un clone de LB, de LT4 et/ou de LT8 pré-cytotoxiques.
    3. Tout au long de sa vie, l’enfant sera confronté en permanence aux différents Ag présents dans son environnement.
    4. L’évolution du phénotype immunitaire récapitule ainsi l’histoire des contacts antigéniques d’un individu.
  4. De la mise en place artificielle de l’immunité acquise:
    1. le phénotype immunitaire peut être volontairement modifié en provoquant une immunisation active, à titre préventif, par la vaccination.
    2. Eventuellement par une immunisation passive artificielle: le phénotype immunitaire est volontairement modifié par injection d’Ac, titre curatif, c’est la sérothérapie.

Conclusion :

Le phénotype immunitaire change sans cesse en s’adaptant à l’environnement = variabilité.

Il résulte d’une interaction complexe au cours du temps, entre le génotype et l’environnement.

 

 

 

 

 

 

PLUS

 

réarrangement des gènes des immunoglobulines H

Les gènes des chaînes lourdes) des immunoglobulines sont localisés sur le chromosome 14. Dans la configuration germinale trouvée dans les cellules immatures, ces gènes sont organisés en quatre segments sépares : les AA 1 à 95 des régions variables) sont codés par environ 50 gènes V fonctionnels, puis les AA 96 à 101 par 10 à 30 gènes D (D : diversité) et enfin les AA 102 à 110 par 6 gènes J (J : jonction). La partie constante) de la chaîne lourde est codée par 9 gènes supplémentaires : μ pour IgM, γl pour IgGl, γ2 pour IgG2, etc. Chaque gène V est précédé d’une séquence L (L : leader). Pendant la maturation, un gène D est joint à un segment J par délétion de l’ADN intermédiaire (réarrangement D-J). La séquence DJ et le gène de la partie constante de l’IgM (Cμ) sont transcrits en ARNm, donnant lieu à une protéine DJ-Cμ transitoire. Plus tard, la séquence d’un gène V avec son segment L est joint au segment DJ réarrangé par une nouvelle délétion (rearrangement VDJ). La transcription de ce gène réarrangé permet maintenant la synthèse d’une protéine VDJ-Cμ ; après clivage de la séquence L, cette protéine correspond à la chaîne lourde μ de l’immunoglobuline. Par réarrangement des divers gènes V, D et J, environ 3 000 à 9 000 séquences primaires différentes de la partie variable des chaînes lourdes peuvent être générées. Ce processus est appelé recombinaison somatique.

Organisation des gènes de la chaîne légère κ

Les gènes des chaînes légères K sont localisées sur le chromosome 2. Les AA 1 à 95 de la partie variable sont codés par 35 à 40 gènes V fonctionnels, chacun avec son segment L, alors que les AA 96 à 110 sont codés par 5 gènes J. Lors du réarrangement, un gène V est joint à un segment J et la séquence ainsi générée est transcrite avec la partie constante de la chaîne κ (Cκ) en ARNm provisoire. La séquence L est clivée de la protéine. Cent soixante-quinze à 200 régions variables des chaînes K peuvent être formées de cette façon.

Organisation des gènes de la chaîne légère λ

L’organisation des gènes des chaînes légères λ. localisés sur le chromosome 22 n’a pas été entièrement clarifiée. Plusieurs gènes C sont trouvés et les séquences J précèdent directement les gènes C. Le nombre de séquences variables de la chaîne λ est vraisemblablement similaire à celui de la chaîne κ. Compte tenu de l’association obligatoire d’une chaîne κ ou λ à chaque chaîne H, on peut calculer un nombre théorique de 5,2 x 105 ( 175 x 3 x lO3) à 1.8 x 106 (200 x 9 x 103) combinaisons possibles pour les anticorps comportant une chaîne κ et un nombre similaire pour ceux avec une chaîne λ. En réalité, le nombre de molécules différentes est largement supérieur à ce chiffre. Cela est dû à :

  1. des mutations génomiques pendant l’ontogenèse;
  2. des erreurs lors de la délétion et de la recombinaison des gènes V, D et J ;
  3. la reaction du centre germinatif qui produit un grand nombre de mutations ponctuelles somatiques.

Commutation de classes des immunoglobulines

Au cours d’une réponse immune, des immunoglobulines de différentes classes sont produites. Les cellules B en cours de maturation produisent d’abord des IgM. Lors du processus de maturation, les séquences VDJ réarrangées sont jointes à d’autres gènes C. Chaque gène C est précédé par une séquence S (switch ou commutation de classes) qui contrôle leur rearrangement en formant des hybrides avec d’autres séquences S de fo

 

 


 

 

Le coin du professeur

Savoir : Une fois formés, certains effecteurs de l’immunité adaptative sont conservés grâce à des cellules-mémoires à longue durée de vie. Cette mémoire immunitaire permet une réponse secondaire à l’antigène plus rapide et quantitativement plus importante qui assure une protection de l’organisme vis-à-vis de cet antigène. Un premier contact avec un antigène entraîne une réaction lente et quantitativement peu importante, alors que le deuxième contact entraîne une réaction beaucoup plus rapide et quantitativement plus importante.

Savoir : La vaccination déclenche une telle mémorisation. L’injection de produits immunogènes mais non pathogènes (particules virales, virus atténués, etc.) provoque la formation d’un pool de cellules mémoires dirigées contre l’agent d’une maladie. L’adjuvant du vaccin déclenche la réaction innée indispensable à l’installation de la réaction adaptative. Le phénotype immunitaire d’un individu se forme au gré des expositions aux antigènes et permet son adaptation à l’environnement. La vaccination permet d’agir sur ce phénomène. La production aléatoire de lymphocytes naïfs est continue tout au long de la vie mais, au fil du temps, le pool des lymphocytes mémoire augmente. Notre organisme ne contracte très souvent qu’une seule fois une maladie. Notre système immunitaire semble garder en mémoire les agressions déjà subies.

Savoir Faire : Recenser, extraire et exploiter des informations sur la composition d’un vaccin et sur son mode d’emploi.

 

 


 

Les vaccins curatifs

 

 

Le vaccin préventif est administré à une personne saine de l’infection visée : en introduisant un constituant du virus ou du virus inactivé (sorte de leurre), le système immunitaire réagit en fabricant des anticorps. Si, des années plus tard, le virus pénètre dans l’organisme, ces anticorps le reconnaissent et le détruisent.

Un vaccin curatif – aussi appelé thérapeutique – est administré à une personne souffrant d’une infection virale chronique contre laquelle les anticorps produits naturellement sont inefficaces. Le vaccin curatif vise alors à augmenter l’activité des défenses naturelles.

Les vaccins curatifs Le terme de vaccin est conservé pour le grand public, mais il s’agit plutôt d’immunothérapies. Ces « vaccins curatifs » sont utilisés notamment pour soigner des maladies chroniques ou des cancers. Par exemple, le cancer du rein est traité par thérapie à cytokines de type IL2. Ce traitement ne contient pas d’antigène et n’est donc pas un véritable vaccin.

 

 

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