Réponse adaptative à médiation humorale - ressource

mitchell_miller.nbd
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Protocole utilisé dans le dispositif de Marbrook : il s'agit d'étudier la réponse de LT CD4 et LB préalablement activés par la rencontre avec un antigène. Il est possible de choisir le nombre et l’emplacement des lymphocytes placés dans les chambres de l’appareil de Marbrook, séparés par une membrane semi-perméable. 

Marbrook.nbd

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- L'expérience historique  de Mitchell et Miller (= ressource pour l'option 1) 

Dans la publication "CELL TO CELL INTERACTION IN THE IMMUNE REPONSE" (The Journal of Experimental Medecine, 1 octobre 1969), Mitchell et Miller relatent un protocole utilisé afin d'identifier les cellules à l'origine de la production d'anticorps, qu'ils nomment AFCP (pour antibody-forming cell precursors). 

•  Des cellules de souris hybrides, prélevées dans une veine lymphatique de ces souris, sont utilisées. Ces cellules ("F1 thoracic duct cells") proviennent de souris hybrides F1 issues de croisements entre deux souches de souris : CBA et C57BL. Concrètement, ces cellules sont des lymphocytes T et B matures qui re-circulent entre les différents organes lymphoïdes.
•  Des souris de souche CBA sont irradiées et thymectomisées. L'irradiation détruit toutes les cellules se divisant dans la moelle et donc les précurseurs et progéniteurs lymphoïdes et myéloïdes. La thymectomie empêche, elle, la maturation et la production des LT :  les souris thymectomisées ne pourront plus produire de LT.
• Ces souris reçoivent ensuite une injection de moelle osseuse de souris de lignée CBA.
• Deux semaines après cette injection, les auteurs leur inoculent les cellules prélevées dans une veine lymphatique de souris hybride. Comme les souris F1 sont hétérozygotes pour le CMH, il sera possible, dans le suite du protocole, de distinguer grâce à l'utilisation de sérums leurs propres lymphocytes des cellules issues de la moelle osseuse de souris de lignée CBA.
•  Des globules rouges de mouton (SRBC = sheep red blood cells), ayant valeurs d'antigènes, sont injectés aux souris. Après prélèvement de la rate, la production d'anticorps anti-globules rouges de mouton est estimée par le nombre de PFC (hémolysin plaque-forming cell), c'est-à-dire par le nombre de plages de lyse. On précise qu'une plage de lyse correspond à une zone où les globules rouges ont été détruits par la production d'anticorps en provenance d'une cellule productrice d'anticorps. 
• Du sérum contenant des anticorps dirigés contre les cellules CBA ("Anti-CBA serum") ou contre les cellules C57BL ("Anti-C57BL serum") peut être introduit. Ce traitement se faisant in vitro sur les cellules de la rate contenant toutes les cellules productrices d'anticorps, il va permettre d'éliminer :

- soit à la fois les cellules de la moelle et les  "F1 thoracic duct cells" (cas de l'ajout de sérum anti-CBA)
- soit uniquement les "F1 thoracic duct cells" (cas de l'ajout de sérum anti-C57BL)

Ci-dessous, le tableau (TABLE VI) dans lequel les deux auteurs présentent le protocole. Bien entendu, les résultats qu'ils ont obtenus ont été intentionnellement effacés.

Aide à la compréhension du protocole : concrètement, les tests effectués permettent de déterminer  si les cellules productrices d'anticorps ont des antigènes C57BL ou CBA à leur surface. Ainsi, si par rapport au témoin la production d'anticorps anti-GRM est considérablement réduite en présence de sérum anti-CBA et n'est pas affectée par le sérum anti-C57BL, la conclusion sera que les cellules productrices d'anticorps sont des cellules porteuses de l'antigène CBA exclusivement, c'est-à-dire dérivées de moelle osseuse et non du thymus.

[Se procurer l'article complet relatant l' expérience menée par Mitchell et Miller]

L'ensemble du protocole de l'expérience de Mitchell et Miller peut être représenté de la manière suivante :

- Une version simplifiée de l'expérience de Mitchell et Miller (= ressource pour l'option 2)

_{Source : bac S Amérique du Nord, publié sur le site SVT de l'académie de Besançon.} 

^{L'expérimentation décrite dans le sujet de baccalauréat est, dans ses modalités, plus simpliste que l'expérimentation réellement menée par Mitchell et Miller. Pour des raisons pédagogiques, nous proposons dans l'option 2 un modèle basé sur l'expérience simplifiée.}

Mitchell et Miller utilisent des souris de souche CBA. Ces dernières subissent un traitement à la naissance qui permet de détruire tous les lymphocytes T. Les expérimentateurs injectent alors à ces souris des lymphocytes T (LT) provenant de souris de la souche H2B¹. Ces souris possèdent donc un système immunitaire « hybride » : lymphocytes B (LB) de souche CBA et LT de souche H2B¹.

Ils injectent à ces souris des globules rouges de mouton (GRM). Après une semaine, ils prélèvent la rate des souris (cet organe contient en particulier un grand nombre de LB et de LT). Ils séparent alors les cellules de rate en trois lots auxquels ils font subir des traitements différents :

Lot 1 : ajout d'anticorps anti-cellules-CBA ainsi que d'une substance qui détruit les complexes immuns ;
Lot 2 : ajoute d'anticorps anti-cellules-H2B¹ ainsi qu’une substance qui détruit les complexes immuns ;
Lot 3 : pas de traitement.

Mitchell et Miller évaluent alors la capacité à produire des anticorps anti-GRM dans les trois lots.

Bien entendu, les résultats sont dissimulés dans la mesure où le modèle numérique remplira ce rôle.

_{¹Les cellules H2B sont équivalentes aux cellules C57BL de l'expérience historique (H2b correspond à l'haplotype du CMH des souris C57BL/6)}

Les résultats obtenus par les deux auteurs leur permirent d'affirmer : "les cellules à l'origine de la production d'anticorps sont les lymphocytes B".

On prélève des lymphocytes B et T dans la rate (lieu d’accumulation des cellules immunitaires et de rencontre avec l’antigène) d’une Souris sensibilisée contre un antigène Z soluble. Ces lymphocytes sont placés dans une chambre de culture de Marbrook selon les conditions rapportées dans la figure et le tableau ci-après. Il s'agit alors de quantifier, au bout de quelques jours, le nombre de plasmocytes sécréteurs d'anticorps anti-Z.

Schéma du dispositif de Marbrook :

  Le dispositif permet de faire varier l'emplacement et la nature des lymphocytes - préalablement activés par l'antigène Z  - dans les chambres de l'appareil :