Vaccins et mémoire immunitaire (non complet pour l’instant)

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Immunologie

Chapitre III- vaccins et mémoire immunitaire

Intro:
l’objet des vaccination et de mimer des infections naturelles pour conférer à l’organisme une immunité durable. Si cette pratique est courante et efficace contre certains agents pathogènes elle est beaucoup plus difficile à mettre en oeuvre dans certains cas comme le VIH.

Pb:
quel est le principe de la vaccination et quels sont les espoirs concernant un vaccin contre le VIH ? Comment se construit et évolue le phénotype immunitaire ?

A/ la mémoire immunitaire et ses applications : la vaccination

1- le principe de la vaccination
la vaccination vise à reproduire une situation naturelle, celle de l’immunité acquise contre un agent pathogène suite à une infection. Le principe consiste à présenter au système immunitaire le virus ou la bactérie sous une forme :
- immunogène ( les antigènes du micro-organisme doivent être reconnus et déclencher une réaction immunitaire )
-inoffensives

Les antigènes infectés peuvent être de différentes natures : il peut s’agir de pathogène tués ou invectivés, d’antigènes purifiés ou d’anatoxines. Le premier contact avec l’antigène donne lieu à une réponse immunitaire primaire caractérisée par:
- la production d’anticorps et des lymphocytes tueurs spécifiques de l’antigène introduit
- la production de lymphocytes mémoires spécifiques du même antigène
- une réaction lente et quantitativement peu importante.

Les rappels entraînent une réaction immunitaire secondaire caractérisée par une réaction plus rapide et plus intense. En effet l’organisme à conserver la mémoire de l’antigène qui lui a été présenté lors de la première infection. Cette mémoire est matérialisé par des populations de lymphocytes B et lymphocytes T4 mémoires spécifiques de cet antigène et un longue durée de vie. Ainsi des anticorps spécifiques ou LTC peuvent très vite rentrer en action.

2- la difficile mise au point d’un vaccin anti VIH

Une des difficultés concernant le VIH et que ce virus mute constamment notamment au niveau des protéines de surface or ce sont celles-ci sont susceptibles d’être accessibles aux récepteurs des cellules immunitaires. Ceci implique qu’un éventuel vaccin induisant une réaction immunitaire contre ces protéines antigéniques de surface ne serait efficace que sur un nombre limité de virus ne. Néanmoins les recherches et les essais cliniques se poursuivent pour trouver un vaccin.

B/ la construction et l’évolution du phénotype immunitaire

1- phénotype immunitaire et génotype
le phénotype immunitaire représente les potentialités du système immunitaire pour se défendre à un moment donné contre tous les antigènes possibles rencontrés ou non

Les mécanismes de l’immunité

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Immunologie

Chapitre II- les mécanismes de l’immunité

Intro:
les mécanismes de l’immunité se répartissent en deux ensembles : l’immunité innée assurée par les cellules phagocytèrent et l’immunité acquise qui correspond à des mécanismes spécifiques mais lent avec une sécrétion d’anticorps et intervention des lymphocytes T.

Quels sont les mécanismes de l’immunité acquise et ses relations avec l’immunité innée ?

A/ les anticorps, agents du maintien de l’intégrité du milieu extracellulaire

1-la réaction antigène/anticorps et l’élimination des antigènes
un anticorps ou immunoglobuline est une protéine complexe en forme de Y qui résulte de l’assemblage de quatre chaînes polypeptidiques identiques deux a deux:
- deux chaînes lourdes (H)
- deux chaîne légère (L)
l’analyse des chaînes polypeptidiques révèle les particularités suivantes :
- pour les chaînes H et L on note des régions constantes et des régions variables
- concernant les régions variables certaines le sont plus que d’autres, ces zones hyper variables constituent les deux sites anticorps de la molécule d’immunoglobuline.

Les anticorps sont des protéines solubles libérées dans les liquides extracellulaires et capable de se lier grâce à leur deux site anticorps à des antigènes dont la forme est complémentaire à celle des sites: c’est la réaction antigène/anticorp. Le résultat est la formation de complexes immuns insolubles qui précipitent. Les anticorps ont pour fonction essentielle de neutraliser les antigènes c’est-à-dire de les rendre biologiquement inertes: en effet le fragment Fc des anticorps peut se fixer à certains récepteurs de la membrane des macrophages ce qui facilite la phagocytose. L’élimination des complexes immuns et ainsi rendus possible.

2-L’origine des anticorps
la production d’anticorps en réponse à l’entrée d’un antigène et réalisé par des cellules spécialisées qui s’appellent les plasmocytes. Ces cellules proviennent de la transformation des lymphocytes B formé dans la moelle le rouge des os. Un lymphocyte B donné n’exprime à sa surface qu’un type d’anticorps et n’est donc capable de ne reconnaître qu’un seul type d’antigène. L’organisme contient des millions de clones différents de lymphocytes B et peut donc détecter un nombre très important d’antigène différent.

3- La détection d’antigène à la production d’anticorps
L’entrée où l’apparition dans l’organisme d’une molécule étrangère déclenche une production massive d’anticorps spécifiques de cet antigène selon le schéma suivant:
-reconnaissance de l’antigène=sélection globale: une molécule étrangère est reconnue par quelques lymphocytes B qui portent les anticorps capables de reconnaître cet antigène. Ces lymphocytes B sont dits activés.
- Prolifération clonale des lymphocytes B activé, il y a formation par mitose de clones de lymphocytes B possédant les mêmes caractéristiques génétiques donc les mêmes gènes codant pour un type précis d’immunoglobulines
- différenciation des lymphocytes B:
. Une partie des lymphocytes B se différencient en plasmocytes, cellules sécrétrices d’immunoglobulines et qui présente un réticulum endoplasmique granaire et un appareil de Golgie très développé.
. Une autre partie des lymphocytes B se transforment en lymphocytes B mémoires qui sont des cellules caractérisées par une durée de vie plus longue.

B/ les LT8 cytotoxoques: agent du maintien de l’intégrité des populations cellulaires

1- plusieurs populations de lymphocytes tueurs (LT)
produits dans la moelle osseuse les lymphocytes tueurs achèvent leur maturation dans le thymus où ils acquièrent leur marqueur membranaire spécifique les récepteurs T. Ce sont des protéines spécialisées dans la reconnaissance des antigènes lorsqu’ils sont présentés sur les cellules de l’organisme. Par ailleurs les lymphocytes T possèdent d’autres marqueurs qui définissent deux populations:
-les LT8 possédant les marqueurs CD8 et qui peuvent se différencier en LTc capables de détruire spécifiquement toutes cellules anormales
-les LT4 possédant les marqueurs CD4

2- le mode d’action des LTc
chaque lymphocyte T ne possède qu’un seul type de récepteurs T. Étant donné la très grande variabilité des récepteurs T dans l’organisme, toute cellule du corps et exrimant des antigènes anormaux sur sa membrane peut être détecté. C’est le cas notamment des cellules infectées par un virus, des cellules cancéreuses ou greffées. Ces cellules anormales constituent alors des cibles pour les LTc qui les reconnaisse de manière spécifique. En effet le contact entre LTc et cellule cible déclenche la libération de substances entraînant irrémédiablement la mort de la cellule :
-perforines
-molécules chimiques entraînant l’apoptose

La phagocytose assure ensuite l’élimination des débris cellulaires, c’est un exemple de coopération entre l’immunité acquise et l’immunité innée.

3- la productions des LTc
Comme pour les LB, l’organisme contient des millions de clones différents de LT8, chacun capable de reconnaître un antigène membranaire étranger spécifique. La rencontre entre un LT8 est une cellule portant l’antigène spécifique de ces récepteurs T active le LT8. Après cette sélection clonale une phase de prolifération clonale aboutit à la différenciation des LT8 en LTc spécialisé dans l’attaque des cellules présentant le même antigène membranaire.

C/Les LT4, pivots des réactions immunitaires acquises

Lorsqu’un un antigène est détecté par un LT4 spécifique de cet antigène, ce LT4 activés subis une prolifération clonale et se différencie :
- soit en LT4 mémoire
- soit en LT4 sécréteurs d’interleukines: ces molécules stimulent la multiplication clonale et la différenciation des LB et des LT activé par un contact avec un antigène.

Conclusion:
cette stimulation des LT4 est indispensables : en effet lors du sida la destruction des LT4 entraine un effondrement des mécanismes immunitaires. Les LT4 jouent donc un rôle central dans l’ensemble des mécanismes immunitaires acquis.

Le sida, maladie du système immunitaire (en cours)

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Immunologie

Chapitre I-Le sida, maladie du système immunitaire

Le système immunitaire est l’ensemble des tissus et cellules pouvant s’opposer à la pénétration et l’infection par des micro-organismes. Les leucocytes correspondent aux cellules du système immunitaire
réponses immunitaires non spécifiques et rapide ce sont des macrophages, une réponse lente et spécifiques ce sera les lymphocytes LB, LTc ou LT4.
La phagocytose est assurée par les macrophages et permet généralement l’élimination des agents infectieux. Si la réponse innée est inefficace une réponse spécifique peux prendre le relais. Les antigènes portés au produit par les micro-organismes entraînent la production d’anticorps spécifique sécrétés par les lymphocytes B.
Un antigène désigne toute molécule pouvant déclencher une réponse immunitaire
un anticorps est une molécule produite par les lymphocytes B en réponse à la présence d’un antigène est capable de le reconnaître spécifiquement

Introduction :
L’organisme des vertébrés est protégé des agressions microbiennes par un ensemble de défenses immunitaires. Malgré leur efficacité ses défenses sont tenues en échec par le VIH qui a plus ou moins long terme réussi à détruire les capacités de défense de l’organisme infecté. Le VIH et découvert en 1983 par l’équipe du professeur Montagnier de l’institut Pasteur. De nos jours près de 50 millions de personnes sont contaminés et 20 millions sont morts de la maladie depuis son apparition il y a environ 30 ans.

Pb: quelles sont les étapes principales de cette infection par le VIH qui aboutit le symptôme caractéristique du sida?

A/ la contamination et l’infection de l’organisme par le VIH

1- la contamination
la progression de l’épidémie est liée au fait que le virus responsable peut passer d’un individu a autre. Trois modes de contamination sont reconnus : la transmission lors de rapports sexuels, la contamination par le sang et la transmission de la mère a lenfant.

2- la structure du VIH
le VIH est un virus de 90 à 120 nm de diamètre qui, comme tous les virus ne peut se reproduire qu’a l’intérieur des cellules. Il comprend de l’extérieur vers l’intérieur :
une enveloppe lipidique au sein de laquelle se trouve des protéines (gp120+gp41), 2 capsides protéiques, 2 molécules d’ARn est une enzyme, en effet le VIH est un rétro virus car son matériel génétique est constitué d’ARn et pas d’ADN. C’est la transcriptase inverse qui permet le passage de l’ARn en ADN après l’entrée du virus dans la cellule cible.

3- les cellules cibles du VIH
dans l’organisme le VIH pénètre dans certaines cellules immunitaires appelés cellules cible qui sont les phagocyte avec les monocytes et les macrophages, les LT4: ces LT4 sont ainsi nommées car ils possèdent un marqueur membranaire : la protéine CD4 sur laquelle vient se fixer le virus. En effet la molécule gp120 de l’enveloppe virale se lie avec une grande affinité à la protéine CD4 située à la surface de la cellule cible. Cette fixation entraîne la fusion de l’enveloppe virale avec la membrane plasmique que la cellule cible : la capside du virus pénètre alors dans le cytoplasme.

4- le cycles de multiplication du VIH
- amarrage du VIH : c’est le contact entre le VIH et la cellule cible, qui nécessite une interaction du gp120 et CD4.
- Fusion des membranes : la membrane lipides de la cellule cible fusionne avec la cellule haute
- pénétration de la capside
- transcription de l’ARN viral en ADN viral grâce à la transcriptase inverse : c’est la transformation de l’ARn en ADN, on passe d’un ARn simple brin a un ADN double brin.
- Incorporation de l’ADN viral au génome : l’ADN viral s’intègre dans l’ADN de la cellule haute, c’est l’ADN pro viral
- transcriptions et traductions des ARnm en protéine : l’ADN pro viral au bout d’un certain temps va être transcrit en ARN messager viral voir traduit pour donner les protéines virales
- assemblages et bourgeonnement : les protéines se rassemblent avec la capside et les ARNm
- libération de multiple virus

B/ mis en évidence d’une contamination par le VIH

1- notion de séropositivité
la contamination par le VIH ne provoque pas immédiatement de symptômes caractéristiques. Le diagnostic dune infection par le VIH nécessite la recherche dans le sang d’anticorps anti VIH. Leur détection chez le sujet infecté est la preuve d’une réponse immunitaire à l’infection : le sujet est dit séropositif vis-à-vis du VIH. Cette séropositivité survient généralement trois semaines après la contamination. En effet, la mise en oeuvre des mécanismes immunitaires permettant la synthèse des anticorps anti VIH est lente ce qui explique ce délais relativement long.

2- méthodes de détection d’anticorps anti VIH
les techniques de laboratoire utilisé reposent sur une propriété remarquable : la grande spécificité de la liaison entre un anticorps et la molécule qui a déclenché sa production, c’est-à-dire un antigène. Le test le plus utilisé est le test Elisa : il vise à détecter la présence dans le sérum d’anticorps anti VIH en retenant ces derniers par des protéines du VIH fixé sur un support. En tout cas des tests positifs, on peut confirmer les résultats par un test plus précis mais plus coûteux.

C/ les phases de l’infection par le VIH

1- phase de primo infection ( environ 7 semaines )
les symptômes se limitent le plus souvent à une maladie virale bénigne. Le taux de LT4 chute brutallement avant de retrouver une valeur correcte. Au bout de quelques semaines les anticorps anti VIH apparaissent : le sujet est déclaré séropositif.

2- phases asymptomatiques (de 2 à 15 ans)
pendant cette phase les anticorps anti VIH neutralisent le virus dans le plasma sanguin et limitent sa propagation. Parallèlement, les lymphocytes cytoxiques circulent dans l’organisme pour détruire spécifiquement les cellules infectées par le VIH. C’est deux moyens de lutte contre le VIH, l’un basé sur l’action des anticorps, l’autre sur l’action des LTc sont sous le contrôle des LT4, indispensable au bon déroulement des réactions immunitaires. Or, ce sont justement des cellules qui sont infectées par le VIH. Pendant cette phase asymptomatique il se créer donc un équilibre entre la destruction des LT4 infectées par les LTc et la prolifération de ces cellules immunitaires. Mais l’absence de traitement médical le taux de LT4 finis néanmoins par diminuer. Ceci ne parvient plus alors a coordonner la réponse immunitaire, en particulier la production d’anticorps anti VIH par les lymphocytes B et la production de LTc. L’organisme devient alors progressivement incapable de contrôler la prolifération du VIH.

3- phases de sida déclaré
le malade est victimes de maladies variées habituellement peu pathogène : on parle de maladie opportuniste car leur apparition est lié a l’inefficacité de plus en plus grande du système immunitaire. Ce sont ces maladies qui finissent par entraîner la mort du malade.

Conclusion :
la réaction du système immunitaire mis en jeu pour réagir à une infection par le VIH est :
-spécifique : les anticorps et les LTc ne s’attaquent qu’au VIH et aux cellules qu’il a infecté.
-Lente: la séropositivité n’apparaît que quelques semaines après la contamination.
-Lié : lié à la présence de LT4 qui coordonnent cette réponse immunitaire. Dans les pays industrialisés, l’efficacité des campagnes de prévention et la mise au point de thérapies complexes ont permis de limiter la progression de l’épidémie. Mais ces traitements étant très coûteux, ils restent peu accessible aux pays en voie de développement pourtant les plus affectées par la maladie.

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