Chapitre 2 : Les défenses de l organisme face aux microorganismes De très nombreux microorganismes existent dans notre environnement. Certains sont inoffensifs, d'autres sont pathogènes, ils peuvent entraîner des maladies. Les risques de contamination sont donc élevés. Par quels moyens l organisme parvient-il à résister aux contaminations puis aux infections? I] Une autre technique pour se protéger des maladies : la vaccination Les vaccins ont contribué à une réduction extrêmement importante du nombre de malades et de décès provoqués par les microorganismes. 1) Histoire des sciences : la découverte de la vaccination Activité 1 : La découverte de la vaccination Définition : Être immunisé (qui vient du latin munus signifiant "charge, impôt, tribut"), c est ne pas avoir à payer le tribut commun et naturel de la maladie. En 1796, Jenner, médecin anglais, constate que les fermiers ayant contracté la vaccine (variole de la vache), une maladie de la vache sans conséquences graves, ne sont jamais malades lors des épidémies de varioles, une maladie mortelle responsable en ces temps-là de dizaines de milliers de morts par an rien qu'en Europe (la descendance du roi Louis XIV avait été décimée en 1712 par cette maladie). Il formule l hypothèse que la maladie bénigne (la vaccine) peut protéger contre une maladie mortelle (la variole). Pour valider son hypothèse, il injecte à un enfant du pus prélevé sur une vache malade. L enfant contracte la vaccine sous la forme d'une unique pustule et en guérit très vite. Trois mois plus tard, Jenner lui inocule la véritable variole. Au grand soulagement du médecin, la maladie n'a aucun effet sur l'enfant. C'est la preuve que la vaccine l'a immunisé contre la variole. La pratique de la vaccination s'est très vite répandue en Europe et en Amérique, contribuant au recul des épidémies. Mais ce n est que 80 ans plus tard, que Louis Pasteur découvrira les principes de la vaccination. 1) À partir des travaux de Jenner, expliquer la survie de l enfant à la maladie de la variole. La vaccine appartient à la famille de la variole. Une infection par la vaccine n est pas mortelle pour l homme mais immunise celui-ci contre la variole.
En 1879, Pasteur étudie les microbes du choléra des poules. En inoculant à des poules une «vieille» culture microbienne oubliée depuis quelques semaines, il observe que les poules ne meurent pas. Les vieilles cultures microbiennes ont donc perdu leur virulence. Pasteur inocule alors une culture fraîche (virulente) d une part aux poules «rescapées» qui avaient subi l inoculation de la culture vieillie (lot A) et d autre part à des poules robustes (lot B). Le lendemain, il constate que les premières ont parfaitement résisté alors que les secondes sont toutes mortes. Une telle culture microbienne à virulence atténuée permet à l organisme de résister de la maladie. En 1885, il teste le premier vaccin contre la rage sur un jeune berger et le sauve de la mort. 2) Expliquer pourquoi Pasteur ne se contente pas d injecter une culture microbienne aux seules poules «rescapées» pour tester leur état de résistance au choléra. Lors d une expérience il faut réaliser un témoin qui sert de référence. Le lot de poules B sert de témoin. 3) Proposer une hypothèse expliquant la survie des poules du lot A par rapport à celles du lot B. Les poules du lot A ont d abord été inoculées avec une vieille culture microbienne avant l injection d une culture fraîche de choléra des poules. Ce qui n est pas le cas pour les poules du lot B. La résistance des poules du lot A serait donc lié à l inoculation préalable de microbes non virulents. 4) A partir de cette expérience historique, énoncer quelle précaution doit être prise pour éviter de déclencher une maladie lorsqu on vaccine une personne? Le microbe utilisé pour réaliser le vaccin ne doit pas être virulent. Bilan : C est Pasteur qui a créé le mot "vaccination" synonyme d immunisation par un vaccin. Immuniser : rendre résistant à une maladie 2) La vaccination aujourd hui : le calendrier vaccinal 2008 BCG (Bacille de Calmette et Guérin) : tuberculose Hib : Infections à Haemophilus influenzae de type b (méningites graves du nourrisson) Pneumocoques : méningites à pneumocoques HPV : papillomavirus humain
Bilan : Depuis plus d un siècle, la politique vaccinale a permis de réduire le nombre de malades et de décès dus aux maladies infectieuses. Si la plupart de ces maladies sont devenues plus rares, les microbes qui en sont responsables circulent toujours, en France ou dans le monde. C est pourquoi certaines vaccinations restent indispensables, pour se protéger. 3) Le principe de la vaccination Activité 2 : Reproduire les expériences de Pasteur dans le domaine de la vaccination, à l aide du logiciel «Une défense immunitaire spécifique» des Editions Bréal Réaliser des expériences qui permettront de comprendre le principe de la vaccination. Etape 1 : Aller sur le site où se trouve le logiciel. L adresse du site se trouve ci-dessous http://www.editions-breal.fr/svt_college/3eme/defence_immunitaire/main.htm Etape 2 : Modifier l affichage de la page internet : ZOOM 75%, afin de visualiser toute la page. Etape 3 : Cliquer sur «suite», afin d ouvrir l application Etape 4 : Expérience 1 : LIRE LES CONSIGNES et réaliser les expériences décrites Qu est ce qu une toxine bactérienne? (vu en cours) Substances toxiques produites par les bactéries Combien de souris symbolise un animal? Un animal symbolise une dizaine de souris. Que contient l injection réalisée? La seringue contient une toxine bactérienne Quel effet à l injection de toxine bactérienne sur les souris au bout d une semaine? Les souris meurent. Etape 5 : Expérience 2 : LIRE LES CONSIGNES et réaliser les expériences décrites. Quel est l effet d une antitoxine sur une toxine dont elle est spécifique? Antitoxine : substance qui neutralise (empêche d agir) une toxine. Que contiennent les injections réalisées? On injecte la toxine puis l antitoxine. La moitié des souris sont mortes, mais il y a des survivantes à l injection de toxine. Proposer une hypothèse, expliquant le résultat de l expérience 2. L antitoxine a diminué le pouvoir toxique de la toxine pour la souris, ce qui a certainement permis à quelques souris de survivre. Etape 6 : Expérience 3 : LIRE LES CONSIGNES et réaliser les expériences décrites. Définition de sérum : partie liquide du sang débarrassée des cellules et des molécules permettant la coagulation du sang.
Que contiennent les injections réalisées? On injecte la toxine puis le sérum des souris survivantes. Malgré, l injection de toxine aucune souris n est morte. Proposer une hypothèse, expliquant le résultat de l expérience 3. Le sérum des souris survivantes semble contenir une substance qui permet au souris de résister à la toxine. Etape 7 : Expérience 4 : LIRE LES CONSIGNES et réaliser les expériences décrites. Quelles sont les souris utilisées pour réaliser l expérience 4? Ce sont les souris survivantes de la précédente expérience. Que contient l injection réalisée? La seringue contient une toxine bactérienne. Aucune souris n est morte. Proposer une hypothèse, expliquant pourquoi les résultats des expériences 1 et 4 sont différents Les souris de l expérience 4 semblent être devenues résistantes de manière permanente à la toxine suite à l injection de sérum de souris survivantes. Alors que les souris de l expérience 1 n avaient jamais été exposées à la toxine. L exposition à une forme moins virulente de la toxine semble entraîner l apparition d une substance dans le sérum qui rend les souris résistantes la forme virulente de la toxine. Etape 8 : Observation au microscope électronique : LIRE LES CONSIGNES Que contient le sérum des souris qui résistent à la toxine? On observe des structures présentes dans le sérum : les anticorps. Réaliser un schéma de ces structures présentes dans le sérum de ces souris. Bilan : Vaccination et sérothérapie Le principe de la vaccination : Il faut injecter un microbe rendu inoffensif à un organisme afin de lui faire acquérir une immunité lui permettant de résister à ce microbe (expérience 1). Si le microbe s introduit
dans l organisme, il sera reconnu plus rapidement et l intensité de la réponse immunitaire permettra d éviter l infection. Le système immunitaire peut donc mémoriser le premier contact avec un microbe, il a donc une capacité de mise en mémoire. Le principe de la sérothérapie : En cas d infection par un microbe contre lequel quelqu un n est pas vacciné, il est possible de transférer l immunité déjà acquise par une personne à une autre en injectant du sérum de l organisme immunisé.