CORRIGÉ DU CONCOURS CNAM 2009 (école d Audioprothésiste) Biologie : correction réalisée par Mr LAIGNIER Laurent (corrigé des questions 2 et 3) Correction proposée et non officielle
Question n 2 L intérêt de cet exercice est d expliquer, à l aide des informations contenues dans le seul document proposé et nos connaissances, l absence de règles en début de grossesse. Le document proposé est un graphique montrant l évolution de l œstradiol et de la progestérone (toutes les deux des hormones ovariennes) mais également l évolution de l hcg (hormone chorionique gonadotrophine) lors de deux cycles sans grossesse et un cycle avec grossesse. Lors des deux cycles sans grossesse, on constate que les quantités d œstradiol et de progestérone sont faibles en début de cycle c'est-à-dire au moment des règles. Puis on constate que, dans la première partie du cycle c'est-à-dire jusqu à l ovulation (on parle de la phase folliculaire ou phase pré-ovulatoire), le taux de progestérone reste très faible (environ 2,5 ng.ml -1 ). Par contre, la concentration en œstradiol augmente au cours de la phase folliculaire et on enregistre, quelques heures avant l ovulation, un pic d œstradiol (on passe de 75 pg.ml -1 à 300 pg.ml -1 ). D après nos connaissances, cette augmentation de la quantité d œstradiol est due à la croissance folliculaire (passage d un follicule tertiaire à un follicule mûr). Puis lors de la seconde partie du cycle, c'est-à-dire jusqu à l apparition des règles (on parle de la phase lutéale ou phase post-ovulatoire), le taux d œstradiol chute puis réaugmente légèrement. On enregistre également une augmentation du taux de progestérone. Ce taux atteint un maximum le 28 ème jour (environ 20 ng.ml -1 ). D après nos connaissances, au cours de la phase lutéale, se met en place le corps jaune issu de la transformation du follicule mûr rompu. Ce corps jaune sécrète de l œstradiol et de la progestérone. Puis on observe une chute conjointe des deux taux des hormones ovariennes responsables de la réapparition des règles. Comment réapparaissent-elles? D après nos connaissances l œstradiol et la progestérone sont responsables de la mise en place de la dentelle utérine. Celle-ci est constituée de glandes en tubes et de vaisseaux sanguins spiralés. Cette dentelle utérine prépare la nidation du futur embryon. La progestérone permet également le silence utérin c'est-à-dire que les contractions du muscle utérin sont inhibées. On constate sur le graphe une chute du taux d œstradiol et du taux de progestérone. Cette chute est due à la régression du corps jaune. Cette chute entraîne un délabrement de la dentelle utérine donc une disparition partielle de la muqueuse utérine responsable des règles. Lors du cycle avec grossesse, on observe les mêmes évènements, au début du cycle que lors d un cycle sans grossesse. Puis on constate que la fécondation et la nidation ont lieu. Au lieu d observer une chute conjointe des taux des deux hormones ovariennes, on observe une augmentation. Lors d un cycle avec grossesse, on voit l apparition de l hcg vers le 28 ème jour du cycle puis sa concentration augmente fortement jusqu à la date de fin des mesures. On notera l absence d hcg durant le cycle sans grossesse indiquant que cette hormone n est pas fabriquée. Quel est le lien entre l hcg et l absence de règles en début de grossesse? D après nos connaissances, lors de la seconde partie du cycle, il y a formation d un corps jaune qui sécrète l œstradiol et la progestérone. Dans un cycle sans grossesse, on a constaté une chute des taux des hormones ovariennes à la fin du cycle. Cela suggère une régression du corps jaune. Par contre, lors d un cycle avec grossesse, on a observé une augmentation des taux d œstradiol et de progestérone donc le corps jaune ne régresse pas. Le corps jaune, formé après l ovulation, reste en place durant le début de grossesse ce qui explique que les sécrétions d œstradiol et de progestérone soient importantes.
Qui permet le maintien de ce corps jaune? La différence entre un cycle sans grossesse et avec grossesse est la présence d hcg. Dès le début de la nidation, le jeune embryon sécrète l hcg (d après nos connaissances). Celle-ci agit sur le corps jaune afin de le maintenir en place et de stimuler la production d œstradiol et de progestérone, indispensables au maintien de la grossesse. Ainsi la présence d hcg permet le maintien du corps jaune entraînant une sécrétion importante d œstradiol et de progestérone évitant la chute conjointe des deux hormones ovariennes. Ainsi on explique l absence de règles en début de grossesse. Question n 3 Le premier intérêt de cet exercice est de déterminer les conditions nécessaires à la production d anticorps. Le second intérêt est de montrer que la sécrétion d anticorps exige la présence de plusieurs types de cellules. Quelles sont ces cellules et comment coopèrentelles? Les conditions de la production d anticorps (document 1) L énoncé nous indique que l ensemble des souris (lot 1 à lot 5) subit une thymectomie (ablation du thymus) suivie d une irradiation qui détruit toutes les cellules du système immunitaire. Ainsi, les résultats obtenus sont dus aux cellules immunitaires injectées et non aux cellules immunitaires de la souris. Les souris du lot 5 ne subissent aucune préparation, ni ablation, ni injection. Le lot 5 est donc le lot témoin. Chez ces souris témoins, le sérum est prélevé huit jours après injection des GRM (globules rouges des moutons). L énoncé nous indique que les GRM jouent le rôle d antigène. L agglutination des GRM signifie que le sérum contient des substances qui sont capables de se fixer sur les GRM et de les agglutiner. Ces substances sont des molécules appelées anticorps anti-grm. On observe le même résultat chez les souris du lot 3 sans système immunitaire. Ces souris ont reçu comme cellules immunitaires les lymphocytes T et les lymphocytes B. Suite à l injection des GRM, des anticorps anti-grm ont été produits. On considérera que le lot 3, semblable au lot5, constitue également le lot témoin. La différence entre le lot 3 et le lot 4 est que les GRM ne sont pas injectés. On observe une absence d agglutination donc une absence de production d anticorps anti-grm. On en conclut que les anticorps ne préexistent pas et que leur production exige la présence de l antigène dans l organisme. La différence entre le lot 2 et le lot 4 est que les lymphocytes B ne sont pas injectés. On n observe aucune agglutination. On en conclut que les lymphocytes B sont nécessaires à la production des anticorps. La différence entre le lot 1 et le lot 4 est que les lymphocytes T ne sont pas injectés. On n observe aucune agglutination. On en conclut que les lymphocytes T jouent un rôle dans la production des anticorps. Le document 1 montre que la production d anticorps nécessite donc un contact avec l antigène mais également la présence des lymphocytes B et des lymphocytes T. Comment coopèrent ces cellules immunitaires? Quelles sont les modalités de cette coopération cellulaire?
Les modalités de la coopération cellulaire (document 2) Le document 2 nous présente le protocole expérimental, la chambre de Marbrook ainsi qu un tableau de résultats. La chambre de Marbrook est constituée de deux chambres : une chambre supérieure et une chambre inférieure séparées par une membrane perméable aux molécules et imperméables aux cellules. Quatre expériences sont réalisées : La première expérience consiste à placer les lymphocytes T4 et les lymphocytes B dans la chambre supérieure. On observe une forte agglutination des GRM. Cette expérience constitue notre expérience témoin. Celle-ci montre la production d anticorps anti-grm dans le milieu (voir ci-dessus). L expérience 2 consiste à mettre uniquement des lymphocytes B dans la chambre inférieure. Aucun lymphocyte T4 n est présent. On observe une faible agglutination. Cette expérience montre que peu d anticorps sont produits et que les lymphocytes B sont capables de produire des anticorps. Mais cette production reste faible en absence de lymphocytes T4. L expérience 4 consiste à placer des lymphocytes T4 seuls dans la chambre inférieure. On observe une absence d agglutination donc une absence de production d anticorps Cette expérience démontre que les lymphocytes T4 seuls ne produisent pas d anticorps. L expérience 3 consiste à mettre les lymphocytes T4 dans la chambre supérieure et les lymphocytes B dans la chambre inférieure. Ils sont donc séparés par une membrane perméable aux molécules et imperméables aux cellules. On observe une forte agglutination des GRM même si on supprime le contact entre les lymphocytes B et les lymphocytes T4 (expérience 1). Cette expérience 3 montre que les lymphocytes T4 et les lymphocytes B coopèrent ensemble par l intermédiaire de molécules qui peuvent franchir la membrane. Ainsi la production d anticorps par les lymphocytes B (expérience 2) est possible grâce à une coopération cellulaire avec les lymphocytes T4 qui sécrètent des molécules solubles. En effet, ce sont les lymphocytes T4 qui sécrètent ces molécules et non les lymphocytes B car si ces derniers sont tous seuls, l agglutination est faible (expérience 2). Quelles sont les cellules qui produisent les anticorps? Le document 3 nous présente une électronographie d une cellule. Cette cellule présente un gros noyau rond ainsi que du réticulum endoplasmique très développé. Ces deux particularités suggèrent que cette cellule synthétise et exporte des protéines en grandes quantités. L énoncé nous indique que cette cellule est présente dans les expériences 1, 2 et 3 où il y a des lymphocytes B mais elle est absente dans l expérience 4 où il n y a pas de lymphocytes B. Donc ces cellules ne sont pas issues des lymphocytes T4. L énoncé nous indique que ces cellules sont rares dans l expérience 2 donc elles peuvent provenir des lymphocytes B seuls. De plus, dans l expérience 2, la production d anticorps est faible. Ces cellules sont donc des cellules sécrétrices d anticorps. Ces cellules sont en très grande quantité dans les expériences 1 et 3. Or dans ces expériences, la production d anticorps est importante. La coopération cellulaire entre les lymphocytes T4 et les lymphocytes B permettent ces évènements. On peut donc penser que ces cellules sont des plasmocytes issus de la différenciation des lymphocytes B. Plus ces cellules sont nombreuses, plus elles produisent d anticorps.
Conclusion : La production d anticorps exige un contact avec l antigène et la présence simultanée de lymphocytes B et de lymphocytes T4. Ces deux catégories de cellules immunitaires coopèrent. En effet, les lymphocytes T4 sécrètent des molécules solubles dont le rôle est de permettre la multiplication et la différenciation des lymphocytes B en plasmocytes, cellules sécrétrices d anticorps. Celles-ci libèrent des anticorps anti-grm qui se fixent sur les GRM en provoquant leur agglutination.