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Exemple de réponse à la proposition n°2

Par Nathalie Noris Dernière modification 10/07/2018 22:28
Déroulement de l'activité répondant à la consigne de la proposition 2 - démarche d'investigation

Rappel de la consigne

Confrontez les trois modèles numériques fournis aux résultats réels afin d'identifier le support cellulaire de la réponse secondaire.

 

 

Schéma (incomplet) illustrant le problème posé

 

Premier temps : lancer une simulation de chacun des modèles afin d'identifier le(s)quel(s) donne(nt) des résultats conformes aux résultats réels

 

Modèle testé Modèle de l'hypothèse n°0 Modèle de l'hypothèse n°1 Modèle de l'hypothèse n°2
Résultat d'une simulation de deux injections successives de GRM  modèle0_résultat.JPG

 

résultat_simul1.JPG

 résultat_simul2.JPG

 

Comparaison avec le réel

 

 

 

- amplitude insuffisante de la réponse secondaire par rapport à la réponse primaire

- trop longue durée dans le temps de la réponse immunitaire primaire

- amplitude insuffisante de la réponse immunitaire secondaire par rapport à la réponse primaire

 

 

 

 

 

 

résultat_reel.JPG

Résultat des mesures de la quantité d'anticorps présents dans le sérum de l'animal au cours du temps avec deux injections de globules rouges de mouton

Bonne adéquation entre le résultat réel et la simulation réalisée

 

La comparaison entre les résultats de simulation et les résultats réels montre que les modèles "modèle_hypothèse0" et "modèle_hypothèse1" ne modélisent pas correctement la réalité. Il sont donc construits sur des hypothèses fausses.

Les résultats de la simulation du modèle "modèle_hypothèse2" rendent compte de la réalité : ce modèle pourra être retenu.

--> Voyons sur quelles hypothèses sont construits ces modèles.

 

Deuxième temps : en étudiant les paramètres des deux modèles, formuler les hypothèses sur lesquelles ont été construites les réponses secondaires

 

  • Fiche descriptive des 3 modèles.
  • On peut obtenir le nom et toutes les caractéristiques des entités et des comportements d'un modèle netBioDyn avec la commande EXPORT du logiciel :

 

 

Exemple de résultat obtenu grâce à la fonction d'export du logiciel netBioDyn

 

On peut également étudier chaque entité et chaque comportement en les sélectionnant et en observant leurs caractéristiques : demi-vie, mobilité, description etc.

Particularités du "modèle_hypothèse0" Particularités du "modèle_hypothèse1" Particularités du "modèle_hypothèse2"

 

L'entité "plasmocyte" a une demi-vie non infinie. Cela signifie que ces cellules ne persistent pas dans l'organisme après la disparition de l'antigène.

Les seules cellules à être présentes dans l'organisme après la réponse primaire sont les lymphocytes B. Ces cellules sont activées par liaison avec l'antigène dont elles sont spécifiques et les lymphocytes ainsi activés se multiplient et se différencient en plasmocytes lors de la première et de la seconde réponse.

L'entité "plasmocyte" dans ce modèle a une demi-vie infinie. On sait que ces cellules sécrètent les anticorps anti-GRM.

Les lymphocytes B activés se multiplient et se différencient en plasmocytes lors de la première et de la seconde réponse

On en conclut que dans ce modèle, l'évolution observée du taux d'anticorps dans le second temps de la réponse (réponse secondaire) est due à la persistance des plasmocytes créés lors de la réponse immunitaire primaire. Ces cellules ont une longue durée de vie.

L'entité "plasmocyte" a une demi-vie non infinie. Cela signifie que ces cellules ne persistent pas dans l'organisme après la disparition de l'antigène.

Il existe une entité appelée "LB mémoire". Ces cellules sont formées après l'activation des lymphocytes B par la liaison avec l'antigène. Elles ont une demi-vie infinie.

On en conclut que dans ce modèle, lors de la réponse primaire, sont créés des lymphocytes B mémoire, qui ont une longue durée de vie, et qui permettent la réponse secondaire.

 

Troisième temps : Formuler les hypothèses sur lesquelles ont été construits les modèles et conclure sur la validité des deux hypothèses

 

MISE EN GARDE : Dans cette activité, le modèle "proposé par les scientifiques" est une simplification de la réalité, ne montrant pas tous les aspects de la mise en mémoire.  Actuellement, les connaissances scientifiques soulignent la diversité des processus qui entrent en jeu dans la mémoire. Une mise au point à ce sujet est proposée en bas de cette page.

 

Hypothèse du modèle 0: Les lymphocytes B sont responsables de la réponse secondaire de la même façon que lors de la réponse primaire, en se multipliant et se différenciant en plasmocytes après activation.

 

Hypothèse du modèle 1 : Les plasmocytes de la réponse primaire persistent dans l'organisme et sont responsables de la sécrétion d'anticorps lors de la deuxième injection de globules rouges de mouton. Hypothèse du modèle 2 : Lors de la réponse primaire, des lymphocytes B mémoire sont créés et persistent dans l'organisme. Ils sont responsables de la sécrétion d'anticorps lors de la deuxième injection de globules rouges de mouton.

modèle scientifique mémoire hypothèse 0.JPG

 Schéma illustrant l'hypothèse n°0

 

Schéma illustrant l'hypothèse n°1

Schéma illustrant l'hypothèse n°2

 

Etant donné que la comparaison du résultat réel avec les résultats de simulation permet de valider l'hypothèse n°2, on peut en conclure que le support cellulaire de la mémoire immunitaire est le pool de lymphocytes B mémoire créés après le premier contact avec l'antigène.

Remarque : Afin de déterminer si les lymphocytes B mémoire produisent directement les anticorps anti-GRM ou s'ils se multiplient et se différencient en plasmocytes sécréteurs d'anticorps après avoir été activés, il faut étudier le comportement des lymphocytes B mémoire qui est paramétré dans le modèle n°2.

Le comportement des lymphocytes B mémoire mis en contact avec les globules rouges de mouton

 

Encart scientifique : au delà du programme, les différentes cellules impliquées dans le processus de mémoire

Alors que le programme d'immunologie indique seulement "Une fois formés, certains effecteurs de l'immunité adaptative sont conservés grâce à des cellules mémoires à longue durée de vie", il existe en réalité deux processus entrant en jeu pour assurer la mémoire immunitaire. Il s'agit des cellules mémoire à longue durée de vie sur lesquelles porte cette activité, mais aussi des plasmocytes à longue durée de vie qui persistent après la première rencontre avec l'antigène et qui assurent le maintien d'un titre d'anticorps élevé même en l'absence de l'antigène.

Concrètement, les plasmocytes dont il est question dans cette activité correspondent à des cellules activées et différenciées lors de la réponse primaire mais qui vont mourir au moment de la contraction clonale. En réalité, une partie d'entre eux constituera un pool de plasmocytes à longue durée de vie. Ces plasmocytes à longue durée de vie viennent se loger dans la moelle osseuse au niveau de niches dites "plasmocytaires" avec un environnement favorable à leur survie. Ce sont ces plasmocytes à longue durée de vie qui assurent la sécrétion d'anticorps sériques protecteurs pendant des années à la suite d'une primo infection ou de la vaccination.

Sur le graphique ci-dessous, extrait d'un ouvrage scientifique et non d'un manuel scolaire, on voit bien les périodes entre deux rencontres avec l'antigène, pendant lesquelles les anticorps sont maintenus à des titres assez élevés. Cela correspond à l'activité des plasmocytes à longue durée de vie qui continuent de sécréter des anticorps.

graphique des scientifiques

 

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