Réponse adaptative à médiation cellulaire - ressource
Point de départ et problématique
Expérience référente pour la modélisation in vitro
Suggestions de directives de travail pour les élèves
Point de départ
Les lymphocytes T cytotoxiques (LTc) sont des cellules effectrices de l'immunité adaptative. Leur présence en nombre important lors d’une infection virale, par exemple une grippe, est un indice de leur rôle dans la réponse immunitaire.
Le programme de Terminale S demande d'insister sur l'immunité adaptative à médiation humorale ; cependant, les acteurs cellulaires que sont les lymphocytes T CD8 différenciés en lymphocytes T cytotoxiques doivent être abordés puisqu'ils font partie des mots clefs du thème 3A-2. De plus, ils permettent d'illustrer la notion de sélection clonale et de revenir sur la présentation des antigènes par le CMH.
Problématique
On recherche de quelle manière les LTc interviennent dans l’élimination d’un agent pathogène présent dans l’organisme. On s’appuiera sur l’exemple du virus de la grippe ainsi que le suggère le programme.
Expérience de référence pour le modèle in vitro
Protocole d'évaluation de l’activité cytotoxique de LTc d’une souris infectée par le virus de la grippe (d’après « Influenza nucleoprotein-specific cytotoxic T-cell clones are protective in vivo », P. M. Taylor, B. Askonas, Immunology 1986 58 417-420)
- Chez des souris infectées par la souche H3N2 du virus Influenza A, on prélève des lymphocytes T cytotoxiques au bout de 7 à 10 jours.
- Parallèlement on prépare des cultures in vitro de cellules pulmonaires de souris. Ces cellules sont incubées ou non avec des virus pendant 1 heure à 37°C, puis lavées pour éliminer les virus qui ne sont pas entrés dans les cellules. Ensuite, ces cellules infectées sont marquées au chrome radioactif 51Cr. L’isotope radioactif reste dans les cellules tant qu’elles sont vivantes.
Trois types de virus sont utilisés pour l'infection in vitro des cellules :
- Le virus H3N2 utilisé dans le point 1 pour infecter les souris
- Deux virus recombinants non pathogènes exprimant un seul antigène du virus Influenza A : NP-Vac (exprimant la nucléoprotéine NP) et H1-Vac (exprimant l'hémagglutinine de type H1).
- Pour finir, les cellules infectées in vitro sont utilisées comme cellules cibles des LTc prélevés in vivo. Elles sont mises en présence des LTc pendant 5 heures à 37°C. Il s'agit alors d'évaluer la présence ou non de chrome radioactif dans le milieu de culture, révélant la lyse ou non des cellules par les LTc : on parle de test de cytotoxicité.
Représentation schématique du protocole
lire l'article référent utilisé pour construire la démarche
Les modèles utilisés
- modelexp.nbd
Modélisation du comportement in vitro des LTc de souris infectées par le virus Influenza A H3N2, en présence de cellules pulmonaires de souris marquées au chrome radioactif ; les cellules pulmonaires ont été préalablement infectées ou non par le virus Influenza A natif ou recombinant. Le virus recombinant est un virus modifié de telle sorte qu’il ne soit plus pathogène et qu’il n'exprime qu'une seule protéine antigénique virale : la nucléoprotéine NP ou l’hémagglutinine de type H1.
Télécharger le modèle
Après avoir ouvert le logiciel netBioDyn, ouvrir le fichier .nbd pour lancer un modèle.
voir une situation initiale
Description des entités composant ce modèle :
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Nom |
Description |
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LTc |
Lymphocyte T cytotoxique prélevé chez une souris 7 à 10 jours après infection par le virus Influenza A (souche H3N2) |
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Cellsaines |
Cellule pulmonaire saine (= non infectée) |
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Cellinfvirus |
Cellule pulmonaire infectée par le virus H3N2 |
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CellinfvacNP |
Cellule pulmonaire infectée par le virus recombinant NP-Vac |
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CellinfvacH1 |
Cellule pulmonaire infectée par le virus recombinant H1-Vac |
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Cr51 |
Chrome 51 radioactif |
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modelinvivo.nbd
Modélisation du comportement in vivo de LTc chez des souris infectées par le virus Influenza A, vis-à-vis de cellules pulmonaires infectées ou non infectées par le virus.
Télécharger le modèle
Après avoir ouvert le logiciel netBioDyn, ouvrir le fichier .nbd pour lancer un modèle.
Description des entités composant ce modèle :
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Nom |
Description |
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Entités visibles dans le panel |
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LTc |
Lymphocyte T cytotoxique spécifique du virus Influenza A |
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cellpulmsaine |
Cellule pulmonaire non infectée d'une souris infectée par le virus Influenza A |
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cellpulminfectée |
Cellule pulmonaire infectée par le virus. Ce type de cellules exprime à sa surface des fragments peptidiques issus de protéines du virus |
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Entités non visibles dans le panel (l'identification sera possible à l'aide du clic droit lors de la simulation) |
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debriscellulaires |
Débris cellulaires issus de la lyse par les LTc |
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perforine |
Molécules de perforine sécrétées par les LTc au contact des cellules pulmonaires infectées |
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Les directives de travail données aux élèves
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Modèle à utiliser |
Consigne |
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"modelexp.nbd" |
À partir de simulations mettant en présence in vitro les LTc de souris infectées par le virus Influenza A H3N2 avec différentes populations cellulaires, recherchez les conditions nécessaires à l'action des LTc et le résultat de cette action. |
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"modelinvivo.nbd" |
À partir de la modélisation de l'action des LTc in vivo, précisez les modalités de l'action des LTc sur les cellules infectées. |
Voir l'exploitation attendue de la part des élèves
Pour aller plus loin... voir également :
- Le point scientifique sur les mécanismes de l'action des LTc
- Deux modèles plus précis montrant l'action des LTc à l'échelle cellulaire :
- Modelinvivoplus.nbd : modélisation du mode d'action de LTc déficients en certaines voies de fonctionnement
- Modelcellulaire : modèle descriptif plus précis à l'échelle cellulaire
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