Exercice 1. La syphilis est une maladie sexuellement transmissible due à une bactérie pathogène, le Tréponème pâle. Un test immunologique fondé sur la recherche d'anticorps permet de détecter si un individu a été en contact avec la souche infectieuse. Trouvez dans le document les arguments ayant permis de dire qu un des deux individus est séropositif pour le tréponème pâle. Document : on est capable d'isoler les antigènes tréponémiques et de les fixer sur des microbilles de latex. Ces microbilles sont placées dans différents sérums. On peut observer au microscope avec un grossissement x 600 le résultat de cette mise en contact. Solution avec microbilles de latex et antigènes tréponémiques Sérum d un individu 1 mis en contact avec des microbilles de latex portant des antigènes de tréponème Sérum d un individu 2 mis en contact avec des microbilles de latex portant des antigènes de tréponème Aide à l interprétation Photographies Exercice 2. Lors d une vaccination contre la diphtérie, le sujet reçoit de l anatoxine diphtérique qui devient toxine diphtérique ayant perdu son pouvoir pathogène mais conservant son pouvoir immunogène. Il développe alors en quelques jours une immunité par la production d anticorps. Ces anticorps, libérés dans le milieu intérieur, neutralisent la toxine diphtérique. Des expériences sont réalisées pour déterminer le mode d action des anticorps au cours de cette neutralisation. Le document ci-dessous présente ces expériences et leurs résultats. À partir du document fourni, montrez que la neutralisation de la toxine diphtérique se réalise par la formation d un complexe immun spécifique. Document. Expériences réalisées sur des cobayes. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 13_TS_AP_immuno.docx 1
Exercice 3. On souhaite savoir si deux patients ont été en contact avec des antigènes connus et si ces antigènes sont présents chez eux dans les mêmes proportions. Pour cela on s'intéresse à la formation de complexes immuns (complexe spécifique antigène-anticorps). L'utilisation de gélose permet une migration rapide des molécules antigéniques, ce qui facilite ainsi la formation et l'observation de tels complexes. À partir de l'exploitation du document, fournissez les arguments permettant : - d'indiquer si ces patients possèdent dans leur organisme les antigènes Ag 1 recherchés; - de préciser lequel des patients 1 ou 2 possède la plus grande concentration d'antigènes. Document : principe du dosage d un antigène par la technique de Mancini. La formation des complexes immuns selon cette technique se réalise sur une plaque recouverte d'une gélose, de hauteur constante sur toute la surface de la plaque et à laquelle est mélangée un sérum contenant des anticorps anti-antigène Ag 1. Les solutions de concentrations décroissantes (C1, C2, C3 et C4) et connues d'antigène Ag 1 sont placées dans les puits creusés dans la gélose selon le schéma cidessous. Les antigènes diffusent dans la gélose. Exercice 4. Chez certains animaux, une protéine de réserve appelée vitellogénine est transportée par le sang puis stockée dans les ovaires. On émet l'hypothèse que chaque vitellogénine est spécifique de l'espèce qui la fabrique. À partir de l'analyse des résultats présentés dans le document, indiquez si l'hypothèse précédente est validée ou non. Document. Résultats du test d'ouchterlony. Dans une boîte de Pétri renfermant un gel d'agarose, 7 puits ont été creusés et reçoivent : dans le puits central, du sérum d'un Lapin ayant reçu plusieurs jours avant le prélèvement une injection de vitellogénine de Xenopus laevis (protéine capable d'induire la synthèse d'anticorps chez le Lapin) dans les puits périphériques, 1. du sérum de lapin normal 2. de la vitellogénine de Xenopus laevis femelle 3. du sérum de Xenopus laevis mâle 4. de la vitellogénine de Xenopus borealis femelle 5. de l'albumine d'œuf de poule 6. de la vitellogénine de Xenopus tropicalis femelle. Remarque : le sérum est un extrait sanguin débarrassé des cellules du sang. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 13_TS_AP_immuno.docx 2
Exercice 5. Lors de la réponse immunitaire, la production d'anticorps fait intervenir une coopération cellulaire. Montrez que les résultats expérimentaux présentés dans les documents 1 à 3 permettent de déterminer les conditions de la production d'anticorps et les modalités de cette coopération. Document 1 : - Des souris subissent une ablation du thymus suivie d'une irradiation qui détruit toutes les cellules du système immunitaire. - Elles sont réparties en 4 lots et reçoivent une injection de cellules immunitaires. - D'autres souris (lot 5) ne subissent aucune préparation, ni ablation, ni injection. - Les souris des lots 1, 2, 3 et 5 reçoivent ensuite une injection de globules rouges de mouton () qui jouent le rôle d AG. - Une semaine plus tard, on mélange une goutte de sérum de souris de chaque lot avec des. Le document retrace les étapes de l expérience et montre les résultats obtenus. lot 1 lot 2 lot 3 lot 4 lot 5 Préparation des ablation du thymus puis irradiation Lot 5 animaux injection de LB injection de LT injection de LB et LT injection de LB et LT Aucune préparation injection de Oui Oui Oui Non Oui 1 goutte de sérum 1 goutte de sérum 1 goutte de sérum 1 goutte de sérum 1 goutte de sérum Une semaine plus tard, recherche de l'immunisation pas d'agglutination des pas d'agglutination des agglutination des pas d'agglutination des agglutination des Document 2 : Une souris reçoit une injection de globules rouges de mouton (). Trois jours plus tard, on prélève des lymphocytes dans sa rate. Les lymphocytes sont mis en culture dans une chambre de Marbrook selon le protocole décrit dans le tableau suivant. On précise que le nombre de lymphocytes mis en culture est toujours le même. Quelques jours plus tard, le milieu de culture est filtré et le liquide recueilli est mis en présence de. On mesure l'importance de l'agglutination de ces derniers. expérience 1 expérience 2 expérience 3 expérience 4 nature des lymphocytes placés dans la chambre supérieure aucun aucun T aucun nature des lymphocytes placés dans la chambre inférieure T et B B B T agglutination des forte faible forte nulle Document 3 : Électronographie d'une cellule présente en grande quantité dans les expériences 1 et 3 du document 2, rare dans l'expérience 2 et absente dans l'expérience 4. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 13_TS_AP_immuno.docx 3
Exercice 6. Dès les premiers jours de son implantation dans l'utérus, le jeune embryon sécrète une hormone : l'hcg (hormone chorionique gonadotrope humaine). L'HCG est une glycoprotéine formée de deux sous-unités (α et β) représentant chacune un AG différent. Elle passe dans l'organisme de la mère où elle est ensuite dégradée et éliminée dans les urines. Cependant 20% des molécules d'hcg sont retrouvées non dégradées dans les urines. Elles peuvent ainsi être détectées par un test de grossesse. Principe du test de grossesse : - la tige est plongée dans l'urine qui monte par capillarité dans le dispositif. - on lit le résultat dans la fenêtre de gauche (celle de droite est un témoin indiquant que l urine est parvenue jusque là) : Symbolisation des molécules impliquées dans le test : Molécules d'anticorps anti-hcg Molécule d'hcg Choisissez la bonne réponse pour chaque affirmation : 1. La ligne bleue (horizontale ds fenêtre gauche et verticale ds droite) est due à la fixation des AC anti-hcg colorés : a. sur les AC anti-hcg incolores / b. sur les AC anti AC c. sur les molécules d HCG / d. à la fois sur les AC anti-ac et sur les AC anti-hcg incolores 2. La ligne bleue verticale apparaissant dans la fenêtre de gauche est due à la fixation de molécules d HCG : a. d abord sur les AC anti-hcg incolores, puis sur les AC anti-hcg colorés / b. d abord sur les AC anti-hcg colorés, puis sur les AC anti-hcg incolores / c. d abord sur les AC anti-ac, puis sur les AC anti-hcg colorés d. en même temps sur les AC anti-ac et sur les AC anti-hcg colorés. Exercice 7. La souris, comme l Homme, est spontanément capable de lutter contre le virus de la grippe. Les documents suivants ont trait aux réactions immunitaires d un animal à la suite de l infection par le virus grippal. À partir des informations extraites des documents, expliquer comment les réactions immunitaires de la souris permettent de maîtriser l infection par le virus de la grippe. Document1. Le document représente les résultats de séparation par électrophorèse des protéines du sérum de souris indemnes de contamination par le virus de la grippe et du sérum de souris contaminées par le virus de la grippe. Document 2. Ce document présente une immunodiffusion sur gel. Puits 1 : g globuline d une souris contaminée par le virus de la grippe Puits 2 : solution avec un AG du virus de la grippe Puits 3 : solution avec un AG du virus de l hépatite B Document 3. Ce document présente les résultats d un test de cytotoxicité. On met en culture des lymphocytes, prélevés dans la rate des souris contaminées depuis plusieurs jours par le virus de la grippe, dans deux milieux de culture différents ; l un contenant des cellules infectées par ce virus et l autre contenant des cellules non infectées. On incorpore au préalable à ces cellules (cellules infectées ou non infectées) une petite quantité de chrome 51 radioactif. La lyse des cellules cibles entraîne la libération du chrome 51 dans le milieu de culture. La radioactivité ainsi libérée est mesurée ; elle est proportionnelle au nombre de cellules détruites. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 13_TS_AP_immuno.docx 4
Exercice 1. Saisie de données Lorsque les microbilles sont seules (témoin), la préparation est homogène : les microbilles sont dispersées. Lorsque les microbilles sont en contact avec le sérum de l'individu 1 non syphilitique, la préparation est homogène : les microbilles sont dispersées. Lorsque les microbilles sont en contact avec le sérum de l'individu 2 à tester, la préparation présente des amas de microbilles Exercice 2. Cas 1 : témoin. Il survit au contact de la toxine diphtérique. Cas 2. Mort du cobaye lorsque l anatoxine diphtérique est fixée sur des particules de poudre. Cas 3. Survie du cobaye lorsque le sérum traverse la colonne avec poudre sans anatoxine. Cas 4. Survie du cobaye lorsque l anatoxine tétanique est fixée sur des particules de poudre. Interprétations Il n existe pas de formation de complexe immuns II n'existe pas de formation de complexes immuns : le sérum de l'individu 1 ne contient pas d'anticorps anti-syphilis Il y a formation de complexes immuns : le sérum de l'individu 2 contient des anticorps anti-syphilis qui se lient aux antigènes tréponémiques. Il est donc séropositif pour le tréponème pâle. L'individu 2 a été en contact avec la souche infectieuse. Le sérum injecté contient des AC anti-diphtérie. Hypothèse : les AC ont été retenus par l anatoxine diphtérique ou par la poudre. C est bien l anatoxine qui a retenu les AC et non la poudre. Les AC anti-diphtérie n ont pas été retenus par l anatoxine tétanique. Il y a bien spécificité. La liaison ne s effectue qu entre AG (toxine ou anatoxine diphtérique) et AC anti-toxine diphtérique. Il y a formation d un complexe immun. Pas de fixation sur l anatoxine tétanique : spécificité. Exercice 3. Quand on regarde les solutions connues d AG 1, on remarque un anneau de précipitation autour des puits. Ces anneaux correspondent à des complexes immuns avec les AC anti-ag 1 qui se trouvent dans la gélose. Plus la concentration en AG est importante, plus les anneaux de précipitations sont larges (aucun en C4, étant donné qu il n y a pas d AG, et de plus en plus larges en se dirigeant vers C1). Quand on examine le puits avec la solution extraite du milieu intérieur du patient 1, on remarque un anneau de précipitation assez mince autour du puits : le patient possède bien les AG 1 recherchés (puisqu il y a complexe immun avec les AC anti- AG 1 ), mais en faible concentration (inférieure à C3). Même constat pour le patient 2 : on constate un anneau de précipitation un peu plus large, montrant une concentration en AG comprise entre C2 et C3. Les deux patients possèdent bien les AG recherchés. Le patient 2 possède la plus grande concentration d AG AG 1. Exercice 4. - Dans le puits central se trouve le sérum du lapin ayant reçu une injection de vitellogénine de Xenopus laevis. - L injection a induit une réaction immunitaire - Dans ce puits central, le sérum contient donc des anticorps anti-vitellogénine de Xenopus laevis. - Un arc de précipitation est observé entre le puits central et le puits n 2 qui contient la vitellogénine de Xenopus laevis. - Suite à leur migration dans le gel, les anticorps anti-vitellogénine de Xenopus laevis ont formé des complexes immuns avec les AG vitellogénine ce qui a provoqué leur précipitation. - Absence d arc de précipitation entre le puits central et les puits 1, 3 et 5. - L antigène vitellogénine, reconnu par les anticorps antivitellogénine, n est pas présent. - Présence d un arc entre le puits central et les puits 4 et 6 qui contiennent des vitellogénines de X. borealis et tropicalis - Les anticorps antivitellogénine de Xenopus laevis ont reconnu les vitellogénines de Xenopus borealis et tropicalis,avec lesquels ils ont formés des complexes immuns Mise en relation avec la question posée - Les vitellogénines de Xenopus laevis, Xenopus borealis et Xenopus tropicalis ne sont pas différentes entre elles et ne sont pas spécifiques de l espèce puisqu elles sont reconnues indifféremment par les AC. - L hypothèse est non validée. Exercice 5. Doc 1. Souris sans système immunitaire, et sans thymus, sauf lot 5. - Pour le lot 5, témoin, sans préparation préalable, une semaine après injection de, on constate que le sérum mis en contact avec les provoque une agglutination de ces dernières (comme c est du sérum, on peut dire qu il y a eu complexe immun entre les AG et les AC). Le lot 3 montre que la fonction de production d AC existe tjs si l on injecte de nouveaux L dans la souris. - Lot 4. Ici, il n y a pas d injection préalable d AG. Bien que des LT et LB aient été mis en contact ensemble, il n y a pas d agglutination, donc pas de complexe immun, donc pas de production d AC. Il faut donc un contact préalable avec les AG pour que les AC soient produits. - Lot 1. Les LB seuls ne sont pas capables de produire des AC qui agglutineraient les. - Lot 2. De même pour les LT. Bilan. Production d AC uniquement quand contact initial avec AG, et présence simultanée de LT et LB. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 13_TS_AP_immuno.docx 5
Doc2. Il y a une mise en contact avec l AG (texte introductif). Les L sont ensuite prélevés dans la rate. Expce2. Uniquement des LB. Agglutination faible, donc peu d AC produits et peu de complexes immuns. Expce4. Uniquement T. Pas du tout d agglutination, donc aucune production d AC par ces L. Expce1. Uniquement des LT et B dans la même chambre : agglutination forte. Il y a donc complexe immun (et présence d AC dans le milieu de culture). Les LT augmentent la production d AC. Expce3. T en haut et B en bas. Uniquement une communication moléculaire entre les deux chambres. Agglutination, donc complexe immun. Les LT ont envoyé un messager chimique aux LB pour qu ils produisent des AC anti-. Doc3. Il s agit d une électronographie d un plasmocyte (cellule contenant bcp de RE, donc forte synthèse de protéines qui seront sécrétées dans le milieu extérieur : ce sont les AC). Ces cellules sont en grande qté dans les expces 1, 3, et rares dans la 2. Or, c est là où l on observe les complexes immuns. Ce sont donc les plasmocytes qui sécrètent les AC circulants anti-. Ils sont issus de la différenciation de LB. Synthèse.Reconnaissance préalable des AG () par les L. Les LB se multiplient et se différencient en plasmocytes sécréteurs d AC libres anti-. Ces AC provoquent l agglutination des. Nécessité d un signal envoyé par les LT(4) pour que ces événements se réalisent = notion de coopération. Ce signal est de nature chimique (molécule). (ce sont les IL). Exercice 6. 1. La ligne bleue horizontale dans les deux fenêtres est due à la fixation des AC anti-hcg colorés : b. sur les AC anti AC 2. La ligne bleue verticale apparaissant dans la fenêtre de gauche est due à la fixation de molécules d HCG : b. d abord sur les AC anti-hcg colorés, puis sur les AC anti-hcg incolores Exercice 7. Saisie des données Interprétation Document 1. Profil des protéines du sérum. Les anticorps sont des gammaglobulines. Plus grande proportion de gamma-globulines chez Il y a production d AC chez l individu malade. l individu contaminé par le virus de la grippe. Document 2. Les AC produits (gamma-globulines) sont spécifiques du Test d immunodiffusion. virus de la grippe. Présence d un arc de précipitation entre les gammaglobulines et la solution d AG du virus de la grippe. Pas d arc avec l AG du virus de l hépatite B. Document 3. Grande libération de chrome par les cellules infectées qui Les LTc lysent les cellules infectées par le virus grippal. sont détruites par les LTc. Faible libération de chrome lorsque les cellules ne sont pas infectées. Synthèse L infection est maîtrisée par : - libération d AC anti-virus de la grippe par les plasmocytes issus de la différenciation des LB qui ont reconnu l AG. Les AC forment des complexes immuns qui neutralisent les virus libres et qui sont phagocytés par les macrophages. - production de LTc à partir de LT8 ayant reconnu l AG. Ces LTc lysent les cellules infectées. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 13_TS_AP_immuno.docx 6