Les anticorps solubles, des effecteurs spécifiques de leur antigène - ressource
Focus sur le programme
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Thème 3-A-2 - L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée | |
Connaissances | Capacités, attitudes |
Alors que l'immunité innée est largement répandue chez les êtres vivants, l'immunité adaptative est propre aux vertébrés. Elle s'ajoute à l'immunité innée et assure une action plus spécifique contre des molécules, ou partie de molécules. Objectif et mots-clés. Cellule présentatrice de l'antigène, lymphocytes B, plasmocytes, immunoglobulines (anticorps), séropositivité, lymphocytes T CD4, lymphocytes T auxiliaire, interleukine 2, lymphocytes T CD8, lymphocytes T cytotoxiques ; sélection, amplification, différenciation clonales. L'exemple d'une infection virale (grippe) fait comprendre la mise en place des défenses adaptatives et comment, en collaboration avec les défenses innées, elles parviennent à l'élimination du virus. On insistera sur la réponse adaptative à médiation humorale. On profitera de cette étude pour signaler le mode d'action du VIH et la survenue de maladies opportunistes dans le cas du Sida. L'existence d'une maturation du système immunitaire n'est présentée que de façon globale. |
Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les cellules et les molécules intervenant dans l'immunité adaptative. Concevoir et réaliser des expériences permettant de mettre en évidence les immunoglobulines lors de la réaction immunitaire. |
(Bulletin officiel spécial n° 8 du 13 octobre 2011 - Nouveau programme de Terminale S en SVT)
En ce qui concerne l'immunité adaptative, les suggestions d'activités préconisées dans le programme laissent encore une large part à la biologie moléculaire. Le programme insiste sur la notion de spécificité, point que les élèves auront préalablement abordé par le biais de l'investigation de l'organisation fonctionnelle des récepteurs T (voir la démarche sur la sélection clonale) et que l'on va ici retrouver avec l'étude des anticorps solubles.
Dès lors que le nouveau programme d'immunologie de Terminale S recommande de s'appuyer sur l'infection par le virus de la grippe (Influenza), la quête des ressources informatiques correspondantes (modèles 3D et séquences d'anticorps dirigés contre les virus Influenza) s'impose. Les banques de données en ligne proposées par la communauté scientifique permettent heureusement de se procurer ces nouvelles ressources. Par exemple, les différents modèles moléculaires d'anticorps proposés dans la démarche ci-après ont été téléchargés sur le site de la RCSB Protein Data bank vers lequel on est dirigé au moyen d'un moteur de recherche grâce à la requête "Fab influenza pdb".
Situation déclenchante et problématique
Une découverte d'une équipe américaine dirigée par James Crowe (Vanderbilt University Medical Center, Nashville) a été rapportée sur le site de la revue britannique Nature le 17 août 2008 puis aussitôt relayée par les médias :
Des survivants de la grippe de 1918 produisent des anticorps efficaces
(...) James Crowe et ses collègues ont réuni un groupe de 32 personnes âgées de 2 à 12 ans en 1918, dont la plupart avaient vécu au même domicile qu'une personne touchée par la grippe1. Quatre-vingt-dix ans plus tard, chez tous ces 32 sujets, le sérum sanguin présentait une activité inhibitrice2 d'une protéine présente à la surface du virus, l'hémagglutinine (le "H" de H1N13). Une caractéristique que ne présentait pas le groupe de sujets témoins, nés après la pandémie de 1918 (...). Les chercheurs ont ensuite isolé dans le sang de 8 des 32 sujets ayant connu la grippe espagnole des globules blancs, à partir quels ils ont obtenu des lignées de lymphocytes B. Pour 7 des 8 sujets, les lymphocytes B produisaient des anticorps dirigés spécifiquement contre le virus de la pandémie de 1918, en l'occurrence contre l'hémagglutinine du H1N1, mais pas contre les souches de virus grippaux apparues plus récemment. Explicitations : 1 Il s'agit ici de la grippe dite espagnole, qui fit plusieurs dizaines de millions de morts. La souche virale à l'origine de cette pandémie appartient au genre Influenza A et est de type H1N1 (notée A/H1N1). Il existe d'autres souches de virus grippaux, appartenant au genre Influenza A également (par exemple A/H3N2, A/H5N1) ou à d'autres genres (B ou C). 2 Allusion aux anticorps dirigés contre l'hémagglutinine. Ces anticorps inhibent la fonction normale de l'hémagglutinine, à savoir la fixation du virus à la cellule cible, préalable à l'entrée du virus dans la cellule. On parle d'anticorps neutralisants, c'est-à-dire d'anticorps dont la fonction immunitaire repose sur la neutralisation de l'agent infectieux. 3 L'hémagglutinine de l'enveloppe du virus Influenza est précisément notée HA. |
Cet article évoque sans ambigüité une propriété fondamentale des anticorps solubles : leur spécificité vis-à-vis de l'antigène contre lequel ils sont dirigés. La problématique sera donc de rechercher une explication à la spécificité des anticorps.
À cette occasion, on mettra en valeur la relation entre la structure d'un anticorps et sa fonction.
Matériel et ressources
Modèles moléculaires (à exploiter avec Rastop) |
1 Fc = Fragment Cristallisable. Il s'agit d'une région fonctionnelle de l'anticorps, impliquée dans l'élimination de l'agent infectieux (par exemple, en facilitant la phagocytose de celui-ci). 2 Fab = Fragment Antigen Binding. Il s'agit d'une autre région fonctionnelle de l'anticorps, impliquée dans la liaison à l'antigène.
Chaque monomère d’hémagglutinine (HA) est composée de deux sous-unités : HA1 et HA2. Les monomères s'associent en trimères à la surface du virus. |
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Séquences (à exploiter avec GénieGen ou Anagène) |
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Activité
Enoncé de l'activité : À partir de l'exploitation des ressources fournies, menez une investigation permettant d'expliquer la spécificité anticorps-antigène. Productions attendues : Des images obtenues à partir du traitement des modèles moléculaires et des séquences, annotées de manière à montrer l'explication moléculaire de la spécificité anticorps-antigène. |
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