Aller au contenu. | Aller à la navigation

Outils personnels

Plateforme - ACCES
Navigation

Enseigner les Sciences de la nature

logo ensl   Logo du ministère de l'éducation
logo CIRI logo Immuniser Lyon
logo LBMC logo Musée Mérieux
Logo Inserm igfl igfl logo CREATIS
Logo du Museum national des histoires naturelles
Logo du musée de Confluences
logo geo 3d
Logo de Lyon 1 logo lgltpe 
Logo du Museum national des histoires naturelles
Logo du musée de Confluences
logo LBMC
logo LBMC
logos composé logo COP In My City logo Investissement d'avenirLogo du musée de Confluences
logo Météo France Logo du musée de Confluences
logo EVSlogo Grand Lyon
logo UDL
Logo Auvergne-Rhone-Alpes
logo UNISCIEL

La fonction immunitaire du microbiote

Par Anne Florimond, publié le 03/09/2019, mise à jour le 03/09/2019
En plus de sa fonction digestive, le microbiote intestinal joue un rôle dans l'immunité. La fonction immunitaire du microbiote est bien documentée et peut se prêter à une modélisation multi-agents. On s'intéresse ici à une population de cellules immunitaires, les lymphocytes Th17, impliquée dans les réponses intestinales à certaines bactéries pathogènes et dont les effectifs sont modulés par notre microbiote. La piste pédagogique retenue consiste à reproduire, sous la forme de simulations numériques, les expériences adéquates pour éprouver des hypothèses de chercheurs.
  • Autour du B.O (nouveau programme seconde, rentrée 2019) :

À propos de la fonction imunitaire du microbiote, le nouveau programme de seconde suggère de traiter les notions suivantes : "Le microbiote intestinal a un rôle indispensable dans l’immunité. Certaines bactéries ont des propriétés anti-inflammatoires."

On se propose ici d'illustrer le rôle bénéfique du microbiote sur les réactions immunitaires déclenchées face à des infections intestinales.

  • Focus scientifique :
 

LES TRAVAUX D'IVANOV

Certains lymphocytes, les lymphocytes auxiliaires Th171, produits dans la lamina propria2 de l'intestin grêle, sont impliqués dans les réponses intestinales à certaines bactéries pathogènes.

À la fin des années 2000, l'immunologiste Ivaylo Ivanov mène  un certain nombre d'expérimentations au sein de l'équipe de Dan Littman aux Etas-Unis3 afin de tester les hypothèses suivantes :

- la composition du microbiote intestinal, et en particulier la présence de certaines espèces de bactéries, régulerait le taux de lymphocytes Th17  ;

- par ce mécanisme, la composition du microbiote intestinal pourrait influer sur l'immunité intestinale.

1Lymphocytes Th17 : il s'agit d'une sous-catégorie de LT CD4.

2Lamina propria : tissu conjonctif situé sous l'épithélium qui tapisse la muqueuse digestive, et contenant entre autres des cellules immunitaires.

3Articles de référence :

Specific Microbiota Direct the Differentiation of IL-17-Producing T-Helper Cells in the Mucosa of the Small Intestine (Ivaylo I. Ivanov et al, Cell Host & Microbe, 2008)

Induction of Intestinal Th17 Cells by Segmented Filamentous Bacteria (Ivaylo I. Ivanov et al, Cell, 2009)

 

  • Ressources :

Un modèle numérique "polyvalent" (à télécharger ici), à exploiter avec le logiciel NetBioDyn, permettant de reproduire les conditions expérimentales suivantes :

- Mesure du taux de lymphocytes Th17 chez des souris conventionnelles et/ou des souris "germ-free" 4 et/ou des souris traitées aux antibiotiques.

- Observation de la restauration ou non de la population de lymphocytes Th17 chez des souris "germ-free" associées à certaines espèces du microbiote5.

- Evaluation de la résistance à l'infection par la bactérie pathogène Citrobacter rodentium via la mesure de la concentration de cette bactérie pathogène, chez des souris conventionnelles et/ou des souris "germ-free" et/ou des souris "germ-free" associées à certaines espèces du microbiote5.

NOTES :

4 Les souris "germ-free" (=GF) sont des souris sans microbiote, également appelées souris axéniques dans la littérature scientifique. De telles souris sont extrêmement utilisées dans la recherche sur le microbiote. On obtient ces souris de laboratoire, qui n'existent pas dans la nature, selon le protocole suivant : naissance stérile par césarienne, cages désinfectées au chlore et alimentation à la vapeur, souffle d'air filtré. Par opposition aux souris GF, les autres souris sont dites "conventionnelles". Dans le  travail proposé aux élèves, pour modéliser une souris GF, on retirera toutes les bactérie du microbiote d'une souris conventionnelle.

5 On s'intéresse ici à une espèce bactérienne commensale en particulier, les bactéries filamenteuses segmentées (SFB), qui fait naturellement partie du microbiote intestinal (famille des clostridiales) et dont les chercheurs souhaitent identifier les propriétés immunomodulatrices.

 

  • Mission :
À partir de l'utilisation du modèle numérique proposé, éprouver les hypothèses de l'équipe d'Ivanov et formuler les conclusions appropriées. 

Travail préparatoire :

Avant d'utiliser le modèle, associer chaque hypothèse à l'expérimentation qui convient pour la tester.

Le modèle numérique proposé  :

À son ouverture, le modèle a cet aspect :

Les entités du modèle sont les suivantes :

Nom de l'entité dans le panel Nom précis Statut (information qui apparait lors d'un clic droit sur l'entité dès lors que cette dernière a été placée dans l'environnement )
cellule_immunitaire cellule immunitaire cellule immunitaire présente dans la lamina propria de l'intestin
LTh17 lymphocyte Th17 lymphocyte Th17 produit dans la lamina propria de l'intestin
SFB bactérie filamenteuse segmentée SFB est une bactérie filamenteuse segmentée, appartennant au groupe des clostridiales. C'est donc une catégorie de bactérie du microbiote intestinal.
Citrobacter rodentium Citrobacter rodentium bactérie intestinale pathogène
bact_microbiote bactérie du microbiote (tous phyla confondus, sauf bactérie filamenteuse segmentée) une bactérie quelconque du microbiote
antibio antibiotique antibiotique

Parmi ces entités, certaines sont présentes par défaut dans l'intestin modélisé (cellules immunitaires résidant dans la lamina propria de l'intestin, bactéries du microbiote dont la bactérie SFB), certaines  pourront être introduites dans l'intestin par l'utilisateur (bactéries pathogènes, antibiotique), tandis que d'autres apparaitront au fil des simulations (lymphocytes Th17).

Voici un zoom sur les entités présentes par défaut :

Voir des exemples de simulations et leur exploitation en rapport avec la recherche à mener