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Immunité et vaccination

Vous trouverez dans ce livre numérique les données scientifiques et des idées d'activités pédagogiques pour enseigner l'immunité et la vaccination

Immunité et vaccination

Nathalie Davoust

ENS-Lyon
Laboratoire de biologie moléculaire de la cellule -UMR 5239- LBMC

Chloé Journo

ENS-Lyon
Centre International de Recherche en Infectiologie
Avec la collaboration de

Katia Mayol, ENS de Lyon, Laboratoire de biologie moléculaire de la cellule -UMR 5239- LBMC
Françoise Morel-Deville, ENS de Lyon, Institut français de l'éducation, Equipe ACCES

Publié par

Gérard Vidal

Directeur de collection
ENS de Lyon
Institut français de l'éducation

Réalisé par Charles-Henri Eyraud, ENS de Lyon, Institut français de l'éducation, Equipe ACCES

2015-05-08

Résumé

Vous trouverez dans ce livre numérique les données scientifiques et des idées d'activités pédagogiques pour enseigner l'immunité et la vaccination

Les chapitres comportent des liens vers le dossier immunitédu site web de l'équipe ACCES, Institut français de l'éducation/ENS de Lyon pour des compléments.


Table des matières
Liste des illustrations
Liste des figures contenant une vidéo
Liste des tableaux

Chapitre 1. Qu'est-ce que le système immunitaire

Nathalie Davoust

ENS-Lyon
Table des matières

Définition, cellules et organes de l'immunité

Définitions

Le système immunitaire

Le système immunitaire est constitué par un ensemble d’organes, cellules, et molécules responsables de l’immunité dont les fonctions sont de préserver l’intégrité de l’organisme lors d’agressions externes (ex : infection) ou internes (ex : tumeur).

On distingue l’immunité adaptative et l’immunité innée .

Les cellules de l’immunité adaptative ( lymphocytes ) sont capables de discriminer différentes catégories d’antigènes (molécules reconnaissables par un lymphocyte via leur interaction avec les récepteurs spécifiques BCR ou TCR :

  • antigènes du soi

  • antigènes du non-soi

  • antigènes du soi altéré

Les cellules de l’immunité innée ( monocytes/macrophages, cellules dendritiques, poly-morphonucléaires, lymphocytes de type inné ) exercent principalement des fonctions de phagocytose, de présentation antigénique et de synthèse de médiateurs de l’inflammation. Elles reconnaissent des motifs moléculaires (« PAMP : pathogen associated molecular pattern »).

Figure 1.1. Le système immunitaire

Tableau 1.1. Le système immunitaire : éléments du programme et lien vers le site web "Immunité et vaccination"

Programme de 3ième, "Risque infectieux et protection de l’organisme"

Les organes lymphoïdes


Figure 1.2. Qu'est-ce que le système immunitaire?

Les organes lymphoïdes

On distingue deux catégories d’organes lymphoïdes

  • les organes lymphoïdes primaires (moelle osseuse et thymus), lieu de développement et de maturation des lymphocytes

  • les organes lymphoïdes secondaires (ganglions lymphatiques, rate, et MALT ou tissu lymphoïde associé aux muqueuses) lieu d’activation des lymphocytes.

Le lieu d’activation des lymphocytes et donc de l’induction de la réponse immunitaire adaptative, dépend de la voie d’entrée de l’antigène dans l’organisme. Par exemple les antigènes tissulaires sont présentés aux lymphocytes au niveau des ganglions lymphatiques drainants ce tissu.

Figure 1.3. Les organes lymphoïdes.

Tableau 1.2. Les organes lymphoïdes : éléments du programme et lien vers le site "Immunité et vaccination"

Programme de 3ième , "Risque infectieux et protection de l’organisme"

Les organes lymphoïdes


Le déroulement de la réponse immunitaire

La réponse immunitaire se déroule en deux phases successives. Les travaux démontrant l’importance de l’activation d’une réponse immunitaire innée pour induire et orienter la réponse adaptative ont été récompensés par le Prix Nobel de Médecine et Physiologie en 2011 .

Chacune des deux phases innée et adaptative met en jeu des populations cellulaires distinctes et des modalité de reconnaissances des antigènes elles aussi distinctes. Les lymphocytes reconnaissent des antigènes pour lesquels ils possèdent un récepteur spécifique (TCR : récepteur des lymphocytes T et BCR : récepteur des lymphocytes B). L’ensemble des récepteurs BCR et TCR présents chez un individu constitue son répertoire lymphocytaire . Les cellules de l’immunité innée reconnaissent des motifs pathogéniques ou des signaux de danger par l’intermédiaire de récepteurs PRR (« Pattern recogition receptor »).

Les cellules dendritiques présentes dans tous les tissus de l’organisme vont acheminer les antigènes vers les organes lymphoïdes secondaires site d’activation des lymphocytes T et B. Après reconnaissance spécifique de l’antigène, présenté par les cellules dendritiques pour les lymphocytes T, ou sous forme native pour les lymphocytes B, les lymphocytes se multiplient de façon clonale , et se différencient en cellules effectrices . Ces dernières éliminent les cellules infectées et les pathogènes, puis meurent par apoptose. Une sous population cellulaire va cependant perdurer et constituera le pool des lymphocytes mémoires , qui seront activés très rapidement et de manière plus efficace tant qualitativement que quantitativement lors d’une deuxième rencontre avec l’antigène dont ils sont spécifiques.

Figure 1.4. Le déroulement de la réponse immunitaire

Figure 1.5. Le déroulement de la réponse immunitaire

Les cellules immunues

Tableau 1.3. Les cellules immunes : éléments du programme et lien vers le site "Immunité et vaccination"

Programme de Terminale, Thème 3A1 "La réaction inflammatoire, exemple de réponse innée" et 3A2 "L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée"

Les cellules immunitaires


Figure 1.6. Les acteurs de la réponse immunitaire

L’hématopoïèse

Hématopoïèse, du grec hémato (de sang) et poïèse (création). Génération des cellules sanguines et donc des cellules de l’immunité à partir de cellules souches hématopoïétiques . La moelle osseuse rouge est l'organe de l'hématopoïèse. Chez un individu sain et adulte 1012-1013 nouvelles cellules sanguines sont produites chaque jour.

Les cellules souches hématopoïétiques ont une capacité d’auto renouvellement infini, et sont pluripotentes , ce qui signifie qu’elles peuvent se différencier en tous les types cellulaires.

Au cours de l’hématopoïèse, les cellules souches hématopoïétiques se différencient en progéniteurs lymphoïdes , desquels dérivent les lymphocytes, ou en progéniteurs myéloïdes , qui vont donner les polymorphonucléaires, les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques.

Figure 1.7. L’hématopoïèse

Figure 1.8. L'hématopoièse

Les granulocytes : polymorphonucléaires (PMN)

Les granulocytes aussi appelés polymorphonucléaires (PMN) ont été classifiés en fonction de la nature de leurs granules cytoplasmiques et de la coloration de celles-ci par des colorants acides et/ou basiques. Ce sont des cellules circulantes.

Les neutrophiles représentent 60 % des leucocytes circulants, ils sont recrutés très rapidement dans les tissus en cas d’infection ou d’inflammation. Ce sont des phagocytes.

Les éosinophiles représentent 1 à 3% des leucocytes circulants, leur cytoplasme renferme des granules contenant des enzymes lytiques et des substances toxiques envers les parasites. Les éosinophiles sécrètent aussi des médiateurs de l’inflammation comme l’histamine.

Enfin, les basophiles dont les granules sont colorées par des colorants basiques représentent moins de 1 % des leucocytes sanguins. Leurs granules renferment de l’histamine. Ils jouent un rôle important dans la réponse anti-parasitaire et au cours de la réponse allergique.

Figure 1.9. Les granulocytes

Tableau 1.4. Les granulocytes: éléments du programme et lien vers le site "Immunité et vaccination"

Programme de Terminale, Thème 3A1 "La réaction inflammatoire, exemple de réponse innée"

Les granulocytes


Figure 1.10. Les granulocytes : polymorphonucléaires

Les cellules présentatrices d’antigène et les lymphocytes

Une cellule présentatrice d’antigène est une cellule capable d’activer un lymphocyte T auxiliaire CD4+ . Il existe trois types de cellules présentatrices d’antigène : les cellules dendritiques (les seules capables d’activer les lymphocytes T naïfs), les macrophages , et les lymphocytes B . L’activation des lymphocytes a lieu dans les organes lymphoïdes secondaires. Contrairement aux lymphocytes B qui reconnaissent les antigènes sous leur forme native, les lymphocytes T reconnaissent les antigènes lorsqu’ils sont apprêtés puis présentés sur des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) à la surface des cellules présentatrices d’antigène.

Trois signaux sont nécessaires pour activer un lymphocyte :

  • Signal 1 : reconnaissance de l’antigène par le BCR ou le TCR

  • Signal 2 : co-signal délivré par la cellule présentatrice d’antigène à la cellule T ou par le lymphocytes T CD4 au lymphocyte B.

  • Signal 3 : signal cytokinique délivré par la CPA au LT CD4+ ou par le LT CD4+ au lymphocyte B

Figure 1.11. Les cellules présentatrices d’antigène et les lymphocytes

Tableau 1.5. Les cellules présentatrices d’antigène et les lymphocytes: éléments du programme et liens vers le site "Immunité et vaccination"

Programme de Terminale, Thème 3A2 "L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée"


Figure 1.12. Les cellules présentatrices d'antigènes et l'activation des lymphocytes