II. Les lymphocytes T cytotoxiques (T8) : agents du maintien de l'intégrité des populations cellulaires Doc 1 page 396. exercice 3 page 407.

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1 PB : Comment sont éliminées les cellules reconnues comme étrangères. (infectées, cancéreuses, greffées.) L'organisme dispose d'autres moyens de défense que les anticorps pour se débarasser d'un intrus. Outre les LB et les macrophages l organisme possède des lymphocytes T ou LT. On distingue 2 classes de LT suivant leurs marqueurs membranaires, les LT8 possèdent des marqueurs CD8 et les LT4 des marqueurs CD4 présents sur la membrane cellulaire.(doc 1 page 398) Les LT8 ou LT pré-cytotoxiques peuvent donner naissance par différentiation à des LT cytotoxiques ou LTc. Les LTc sont des cellules capables de détruire les cellules infectées par des Ag. II. Les lymphocytes T cytotoxiques (T8) : agents du maintien de l'intégrité des populations cellulaires Doc 1 page 396. exercice 3 page 407. Pb : comment les LT8 reconnaissent-ils les cellules infectées? 1. Les récepteurs T spécifiques des LT cytotoxiques ( LT8) reconnaissent les antigènes présentés par les cellules infectées. doc2 page 396 : Expérience de Zinkernagel: Il opère sur des souris appartenant toutes à une même souche A. Chez une souris de cette souche A, il introduit le virus LCM, pathogène, qui infecte les cellules nerveuses en déterminant une maladie: la chorioméningite, mais sans provoquer la mort de l'animal. Sept jours plus tard, il teste les lymphocytes T (LT) prélevés dans la rate de cette souris immunisée en les transférant dans 4 milieux de culture différents. Les résultats sont fournis ci-dessous: Milieu 1 A, infectées par le virus LCM Milieu 2 A, non infectées Milieu 3 A, infectées par un virus voisin de LCM, attaquant les mêmes cellules-cibles Milieu 4 B, infectées par LCM. 90% des cellules sont lysées Aucune cellule lysée Aucune cellule lysée Aucune cellule lysée Les cellules ne sont lysées (détruites) que lorsque qu il s agit d une cellule de même souche (même marqueur d identié cellulaire (CMH)) et le même virus. Les LT reconnaissent les marqueurs des cellules modifiées par des Ag viraux. Les cellules infectées expriment à leur surface des fragments peptidiques (déterminants Ag)issus des protéines de l Ag, que n'expriment pas les cellules saines. Récepteur T Cellule infectée Marqueur d identité cellulaire modifié par un déterminant Ag

2 Les LT8 ( LTc) possèdent : - Des récepteurs CD8 (marqueur de différenciation : T8 / T4) - Des récepteurs T spécifiques, composés d une partie constante fixées dans la membrane des lymphocytes T8 et des parties variables qui déterminent un site de reconnaissance et de fixation d un antigène porté par une cellule infectée. (http://www.inrp.fr/acces/biotic/immuno/html/demtcr.htm) NB : En réalité les récepteurs T reconnaissent l association récepteurs et protéines virales que porte la cellule infectée. Doc.2 page 396/2 page Les lymphocytes T cytotoxiques éliminent les cellules infectées. Exercice Bac, docs. 2 et 3 Doc 3 page 397. Reconnaissance Elimination NB : Dans le cas du SIDA, la destruction des lymphocytes T4 par les lymphocytes T cytotoxiques limite la progression de l'infection virale, mais l'incorporation du génome viral dans les cellules infectées maintient la contamination. C est la phase asymptomatique. 3. La production de lymphocytes T cytotoxiques spécifiques La production de lymphocytes T cytotoxiques spécifiques à partir de lymphocytes T pré-cytotoxiques repose sur des étapes (sélection, multiplication, différenciation, intervention des lymphocytes T4) voisines de celles conduisant à la production de lymphocytes B sécréteurs.

3 Sélection : les LT sont sélectionnés par reconnaissance du récepteur T d un clone de LT d un marqueur d identité cellulaire modifié par un Ag (cellule infectée, macrophage ayant phagocyté un Ag),ou marqueur (cellule étrangère, cellules cancéreuses) = CPA (cellule présentatrice d Ag) Prolifération : Les LT sélectionnés se X par mitoses Différenciation : Ils se différencient en LTct (cytotoxiques = aptes à détruire les cellules reconnues grâce à la synthèse de protéines = perforines) Phase effectrice : Action des LTct qui reconnaissent les cellules et entraînent leur destruction par choc osmotique (pénétration d eau par des pores membranaires formés grâce aux perforines) (ou déclenchement d un «suicide cellulaire = apoptose) Ainsi les lymphocytes T (8 et 4) sont aptes à reconnaître un déterminant antigénique présenté par une cellule (cellule infectée ou macrophage), si les LT8 sélectionnés se différencient alors en LTc, qu en est-il des LT4? Quel est leur rôle? (doc 4 page 399) Exercice Bac, doc1. PB : comment les LT4 coordonnent-ils ces réactions? III. Les lymphocytes T4 : pivots des réactions immunitaires spécifiques. (LT4 différenciés = LT auxiliaires = LT helpers (cellules cibles du VIH) = T4 synthétisant des interleukines) Expériences 1 et 2 page 400. Des pneumocoques (bactéries attaquant les poumons)tués (PnT) non-pathogènes (ne provoquant pas la maladie) sont injectés à une souris. Cinq jours après on prélève les leucocytes (globules blancs) de la souris, qui sont répartis, comme l'indique le schéma, dans trois milieux de culture. On ajoute des pneumocoques pathogènes (Pn) (qui déclenchent la maladie) dans les trois milieux, puis huit jours après on prélève le surnageant (phase liquide) des trois milieux que l'on place dans les récipients 1,2 et 3. On y ajoute des pneumocoques pathogènes. Dans les récipients 2 et 3 les pneumocoques ne sont pas agglutinés et donc gardent leur pouvoir pathogène; dans le récipient 1 ils sont agglutinés et perdent leur pouvoir pathogène. L agglutination est due à la formation d un complexe immun, donc les conditions de formation du complexe immun sont réunies dans le milieu 1 =Macrophage + Lymphocytes + Ag mise en place de la RI avec sélection des LB spécifiques de l Ag différenciation des LB en plasmocytes production d Ac spécifiques Complexe immun avec les Ag présents (Pn).

4 Si il manque des macrophages (CPA) ou des Lymphocytes, on ne note aucune production d Ac spécifique. Donc les cellules de l immunité COOPERENT pour mettre en place une réponse efficace. 1. La fonction des LT4 : Le document ci-dessous représente la chambre de culture de Marbrook, dispositif qui a permis d'obtenir les résultats consignés dans le tableau. On extrait des cellules de la rate (concentration de cellules immunitaires) d'un animal préalablement mis en contact avec un antigène A soluble (donc il y eut réaction immunitaire et production de cellules sécifiques) et on isole les lymphocytes B et T. Ces lymphocytes sont placés dans la chambre de Marbrook selon 3 protocoles : Nature des lymphocytes préalablement activés par l'antigène A placés dans les chambres de l'appareil Chambre supérieure Chambre inférieure Nombre de plasmocytes sécréteurs d'anticorps anti-a par million de cellules présentes dans la chambre inférieure Protocole 1 0 B 72 Protocole 2 0 T + B 960 Protocole 3 T B 1011 La membrane laissera passer les molécules mais pas les cellules. - Protocole 1 : Les LB, en présence de l Ag, produisent des Ac spécifiques. - Protocole 2 : En présence des LT, les LB produisent plus d Ac. Ces expériences confirment l indispensable coopération cellulaire entre LB et LT pour une réponse efficace. - Protocole 3 : La communication entre LT et LB se fait par l intermédiaire de molécules, produites par les LT (qui peuvent diffuser à travers la membrane de la chambre supérieure à inférieure). Les LT4 sont capables de reconnaître des antigènes de la même manière que les LT8. Ils possèdent des récepteurs T membranaires avec un seul site de reconnaissance. Ces récepteurs sont capables de reconnaître des déterminants antigéniques présents sur la membrane cellulaire des cellules infectées. A la suite de l'entrée d'un antigène dans l'organisme, des lymphocytes T4 spécifiques de cet antigène se différencient en lymphocytes T4 sécréteurs de messagers chimiques, appelés interleukines. Les interleukines libérées par les LT sécréteurs vont stimuler, les clones de LB et LT8 préalablement sélectionnés et activés par la fixation (acquisition de récepteurs aux interleukines). Chacun de ces clones va pouvoir sous l effet des interleukines subir la phase de prolifération et différentiation clonale en plasmocytes ou LTc. Cette stimulation est indispensable. Les LT4 sont donc les pivots de la réaction immunitaire.

5 2. Conséquences de l'infection par le VIH des LT4. Doc 4 page 401 Le Sida illustre bien ce rôle essentiel. En s attaquant aux LT4 le VIH provoque un effondrement du système immunitaire. La disparition des LT4 empêche la production de AC et LTc contre les différents Ag potentiels. Ceci provoque l apparition des maladies opportunistes c'est-à-dire le SIDA. IV : La mise en place de la réponse immunitaire necessite une coopération entre toutes les cellules immunitaire. 1. Des expériences historique démonter cette indispensable coopération : Trois souris (2, 3 et 4) sont thymectomisées (ablation du thymus) puis irradiées (destruction du SI). On réalise ensuite une greffe de moelle osseuse ( production de lymphocytes) (souris 2), de thymus ( LT)(souris 3) ou des deux (souris 4) et on leur injecte des pneumocoques tués (PnT) (Ag non pathogène). La souris 1 permet de réaliser une expérience témoin. Cinq jours après, le sérum(plasma + protéines) - De la souris 2 permet une très légère agglutination (complexe immun) des Pneumocoques Pn. - Celui de la souris 3 ne permet aucune agglutination, - Celui de la souris 4 une agglutination nette. - On observe une agglutination nette chez la souris 4 : il y a production d Ac spécifiques anti- PnT dans le sérum de la souris. Elle dispose de tous les types de lymphocytes : moelle LB, thymus LT. - Chez la souris 2, il n y a que des LB (greffe de moelle et pas de thymus pas de LT) légère agglutination : les LB sélectionnés produisent des Ac spécifiques mais en bien moindre quantité que chez la souris 4 - Chez la souris 3, il n y a pas de Lymphocytes (pas de moelle osseuse). La greffe de thymus ne «sert à rien» puisque les L sont produits dans la moelle et les LT ne font qu achever leur maturation dans le thymus). Une réponse efficace des LB nécessite la présence des LT On prépare cinq milieux de cultures à partir de cellules appartenant à une même souris (même marqueurs cellulaires) qui a subi quelques jours auparavant une injection de PnT (contact avec un Ag non pathogène) Les cinq milieux de culture contiennent, au départ, des macrophages (phagocytose de l Ag et présentation). Les lymphocytes B et T sont ajoutés ou non selon la culture. Toutes les cellules reçoivent des Pneumocoques vivants (Pn) (Même Ag mais apte à infectéer les cellules).

6 La culture 5 subit une opération particulière: après une heure environ, pendant laquelle macrophages et pneumocoques ont été réunis, le surnageant est vidé, le récipient est lavé (les macrophages restent adhérents à la paroi du récipient), un nouveau milieu nutritif est installé auquel on ajoute des lymphocytes B et T. Quelques jours après on dose les Ac dans le surnageant des 5 milieux. Dans le document un diagramme regroupe les résultats de ces dosages. La mise en contact de l Ag (= Pn) avec les macrophages phagocytose et présentation des déterminants Ag. - Dans le milieu 1, sans Lymphocytes B, pas d Ac (taux = 0) - Dans le milieu 2, les LB spécifiques reconnaissent les Ag présents (Pn) s y fixent, se X, se différencient et produisent des Ac (taux faible) - Dans le milieu 3, pas de LB, pas d Ac (taux = 0) - Dans le milieu 4, Les LT et les LB coopèrent et cela induit une production efficace d Ac (taux fort) - Dans le milieu 5, même en absence d Ag (Pn), il y a une production d Ac Il existe donc une coopération complexe entre les macrophages : présentation de l Ag, qui induit la sélection des LT, T8 et T4. Les LT4 vont sécréter des interleukines qui stimulent la prolifération des clones de LT8 et LB sélectionés et activés (présence de récepteurs aux interleukines) Animation : Des supports à télécharger :

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