A. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l ... · 3. D’après le document 3, les anticorps conjugués aux antibiotiques : empêchent les staphylocoques dorés de pénétrer

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Exercices 3A2

A. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme

Une nouvelle arme pour lutter contre le staphylocoque doré

Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est une bactérie présente sur la peau et dans les voies nasales des êtres humains.

Parfois, des souches virulentes de staphylocoques dorés peuvent causer une infection, le plus souvent locale mais qui peut aussi être généralisée et s’avérer potentiellement mortelle quand les bactéries pénètrent dans la circulation sanguine et se propagent à d’autres organes.

Pour lutter contre cette bactérie, on dispose d’antibiotiques, substances chimiques permettant de détruire des bactéries ou d’empêcher leur développement ; mais ils sont parfois inefficaces et les rechutes (reprises de l’infection) sont fréquentes.

Des chercheurs ont tenté d’améliorer le traitement par antibiotiques en les combinant à des anticorps. On cherche à expliquer comment la combinaison antibiotique-anticorps pourrait rendre plus efficace

les traitements contre le staphylocoque doré et ainsi éviter les rechutes.

À l’aide de l’exploitation des documents proposés, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM.

Document 1 : l’infection par le staphylocoque doré

Suite à une blessure par exemple, le staphylocoque doré peut pénétrer dans l’organisme. Face à sa multiplication dans le milieu extracellulaire, des défenses immunitaires innées se mettent en place ; ce qui se traduit par la phagocytose des bactéries par les macrophages.

Cependant, les macrophages ne parviennent pas à détruire la totalité des staphylocoques phagocytés. En effet, certains staphylocoques peuvent échapper à la destruction et se multiplier à l’intérieur même des macrophages.

Staphylocoques dorés à l’intérieur du cytoplasme d’un macrophage 1h après phagocytose

Staphylocoques dorés à l’intérieur du cytoplasme d’un macrophage 24h après phagocytose

Photographie prises au microscope électronique d’un macrophage ayant phagocyté un staphylocoque doré 1 heure et 24 heures après la phagocytose

D’après S.Lemaire, Étude de l’activité de l’ertapénème vis-à-vis des infections bactériennes, 2003

Document 2 : action des antibiotiques sur le staphylocoque doré

Le graphique ci-contre montre

l’action d’un antibiotique, injecté à t=0, sur le staphylocoque doré présent à l’extérieur des cellules (forme extracellulaire) ou à l’intérieur (forme intracellulaire) dans des cultures cellulaires de macrophages.

D’après Sophie M .Lehar et al, Nature, 2015


Document 3 : rôle des anticorps dans le traitement antibiotique contre le staphylocoque doré

Pour améliorer le traitement antibiotique contre les formes intracellulaires du staphylocoque doré, on associe un antibiotique inactif à un anticorps spécifique de la bactérie.

Ces conjugués anticorps-antibiotiques inactifs reconnaissent les staphylocoques dorés et s’y accrochent. Ils pénètrent ainsi avec les bactéries à l’intérieur des macrophages où ils subissent l’action de substances

chimiques nommées protéases qui libèrent et activent les antibiotiques.

D’après Sophie M .Lehar et al, Nature, 2015

Document 4 : efficacité de l’action des antibiotiques contre le staphylocoque doré intracellulaire

On mesure la persistance de staphylocoques dorés intracellulaires dans les reins de souris 4 jours après le début de l’infection lors de différents traitements.

D’après Aline Aurias, La Recherche, 2016

QCM. Cocher la réponse exacte pour chaque proposition 1. D’après le document 1, les macrophages :

□ sont totalement inefficaces contre les staphylocoques dorés. □ se multiplient à l’intérieur des staphylocoques dorés. □ sont des refuges intracellulaires pour les staphylocoques dorés. □ détruisent tous les staphylocoques dorés.

2. D’après le document 2, les rechutes après un traitement antibiotique sont dues au fait que les antibiotiques utilisés contre le staphylocoque doré :

□ ont la même efficacité contre les formes intracellulaires et extracellulaires de la bactérie. □ sont plus efficaces contre la forme extracellulaire que contre la forme intracellulaire de la bactérie. □ sont plus efficaces contre la forme intracellulaire que contre la forme extracellulaire de la bactérie. □ sont totalement inefficaces contre les formes intracellulaires et extracellulaires de la bactérie.

3. D’après le document 3, les anticorps conjugués aux antibiotiques : □ empêchent les staphylocoques dorés de pénétrer dans les macrophages. □ détruisent les macrophages. □ détruisent les staphylocoques dorés à l’extérieur des macrophages. □ favorisent la pénétration des antibiotiques dans les macrophages.


4. D’après le document 3, les protéases produites par les macrophages permettent : □ la prolifération des bactéries intracellulaires. □ l’activation des antibiotiques. □ l’activation des anticorps. □ la destruction des macrophages.

5. D’après le document 4, les antibiotiques conjugués aux anticorps sont : □ totalement inefficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré. □ moins efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls. □ plus efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls. □ aussi efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls.

6. D’après la mise en relation des documents proposés, pour qu’un traitement contre le staphylocoque doré puisse éliminer les formes extracellulaires et intracellulaires, il doit être composé :

□ d’un antibiotique et d’un antibiotique conjugué à un anticorps. □ d’un antibiotique conjugué à un anticorps. □ d’un antibiotique seul. □ d’anticorps seuls.

B. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme.

Quelques aspects de la réaction immunitaire

Le système ABO de groupage sanguin est fondé sur la présence de marqueurs antigéniques à la surface des hématies. On cherche à savoir si un individu receveur (R) est compatible pour une transfusion sanguine provenant de deux individus donneurs (D1) et (D2).

À partir de l’étude des documents, caractériser le groupe sanguin des individus D1, D2 et R puis dire si une transfusion est envisageable.

Document 1 : le système ABO de groupage sanguin

D’après banque de schémas – académie de Dijon – modifié


Documents 2 : tests d’agglutination 2a : Principe du test

Pour déterminer le groupe sanguin d’un individu, ses hématies sont mises en contact avec des sérums tests dans des puits différents. La réaction antigène-anticorps entraînant la formation d’un complexe immun est rendue visible par l’agglutination (ou réunion en amas) des hématies.

2b : Résultats des tests effectués sur les individus D1, D2 et R

C. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme.

Un test rapide de diagnostic de la grippe

La grippe est une maladie qui cause en France une mortalité importante chez les personnes âgées et les sujets fragiles. Diagnostiquer rapidement la grippe, pour le médecin, revêt alors une importance particulière dans son choix de prescrire le traitement adapté. Le test TROD est un test de diagnostic rapide de la grippe.

On cherche à comprendre le fonctionnement de ce test.

À partir de l’étude du document, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM.

Document : principe du test TROD Ce test permet de détecter l’antigène viral de la grippe dans des prélèvements effectués au niveau de la gorge ou du nez. L’échantillon prélevé est déposé à l’une des extrémités d’une bandelette. Celle-ci présente : – au niveau de la zone de dépôt, des anticorps anti-grippe mobiles, liés à de l’or colloïdal – au niveau de la zone test, des anticorps anti-grippe fixés sur la bandelette – et au niveau de la zone de contrôle, des anticorps anti-anticorps fixés.

L’échantillon prélevé est déposé au niveau de la zone de dépôt. L’ajout d’une solution tampon permet ensuite la migration, le long de la bandelette, des anticorps anti-grippe mobiles liés à l’or colloïdal, éventuellement associés à l’antigène viral.

Quel que soit le résultat du test, de nombreux anticorps anti-grippe mobiles atteignent la zone de contrôle.


La fixation des anticorps liés à l’or colloïdal est rendue visible par l’apparition d’une ligne colorée sur la bandelette.

D’après G.Prod’hom et al., Rev Med Suisse, 2008

Cocher la réponse exacte pour chaque proposition

1. L’apparition de la ligne colorée dans la zone de contrôle est due à l’association des anticorps anti-grippe mobiles liés à l’or colloïdal avec :

☐ des anticorps anti-grippe. ☐ des anticorps anti-anticorps. ☐ des molécules d’antigène viral. ☐ d’autres anticorps anti-grippe mobiles.

2. L’apparition de la ligne colorée dans la zone test, en cas de résultat positif, s’explique par la fixation des anticorps anti-grippe fixés sur la :

☐ chaîne a des molécules d’AG d’abord fixées par les AC anti-grippe mobiles liés à l’or colloïdal. ☐ chaîne b des molécules d’antigènes déjà associées aux anticorps antianticorps. ☐ chaîne a des molécules d’antigènes libres dans la solution tampon de migration. ☐ chaîne b des molécules d’AG fixées au préalable par les AC anti-grippe mobiles liés à l’or colloïdal.

3. Le fonctionnement de ce test est basé sur :

☐ la fixation des antigènes viraux par des anticorps spécifiques. ☐ la migration d’anticorps anti-anticorps dans une solution tampon. ☐ la mise en évidence de la destruction du virus de la grippe. ☐ la recherche d’anticorps anti-grippe fabriqués par l’individu testé.


D. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 points Maintien de l’intégrité de l’organisme

À partir de l’étude des documents et des connaissances, montrer que les mécanismes d’élimination de la Listeria résultent d’une coopération cellulaire.

Document 1 : Listeria monocytogenes.

La bactérie Listeria monocytogenes est une bactérie pathogène, transmise essentiellement par l’ingestion d’aliments contaminés. Au cours d’une infection, Listeria monocytogenes produit des facteurs de virulence qui lui permettent de se multiplier à l’intérieur de nombreuses cellules de l’organisme.

Ces bactéries à l’intérieur des macrophages peuvent alors : • soit être détruites dans un processus de phagocytose classique, • soit échapper à cette destruction et se multiplier.

D’après un communiqué de presse INSERM-CNRS de février 2011

Document 2 : Expériences in vivo d’évaluation de la survie de Listeria monocytogenes chez la souris.

Dans cette expérience, des lymphocytes T (CD4 et CD8) ou du sérum* ont été prélevés chez une souris ayant précédemment été exposée à une dose non mortelle de Listeria monocytogenes puis transférés à une souris dont le système immunitaire est fonctionnel et qui n’a jamais été en contact avec l’antigène (souris naïve).

On a ensuite inoculé la bactérie Listéria moncytogenes à la souris receveuse du transfert et on a mesuré le nombre de Listeria monocytogenes vivantes dans sa rate.

• Le graphe A indique les résultats obtenus après transfert de lymphocytes T à la souris naïve.

• Le graphe B indique les résultats obtenus après transfert de sérum* à la souris naïve.

*Sérum = liquide issu du sang contenant les immunoglobulines et dépourvu de cellules.

D’après, Les bases de l’immunité fondamentale et clinique 2005, de K. Benihoud et P. Bobé.


Document 3 : Expérience in vitro d’évaluation de la destruction de Listeria monocytogenes chez la souris

Au cours d’expériences réalisées in vitro, des cellules de rate d’une souris préalablement infectée par Listeria monocytogenes ont été mises au contact de différents types de cellules immunitaires. Le pourcentage de destruction de la bactérie Listeria monocytogenes a alors été évalué dans chaque cas.

Les graphes A et B indiquent les résultats obtenus selon l’ajout des différents types de cellules immunitaires aux cellules infectées.

D’après, Les bases de l’immunité fondamentale et clinique 2005, de K. Benihoud et P. Bobé.


E. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 points. Maintien de l’intégrité de l’organisme.

La sclérose en plaques est une maladie neuro-dégénérative qui se traduit par la disparition de cellules cérébrales.

En utilisant les informations issues des documents et les connaissances, montrer que la sclérose en plaques étudiée ici implique le système immunitaire.

DOCUMENT DE RÉFÉRENCE : les cellules gliales et leur rôle.

Les cellules gliales du cerveau, ou astrocytes, possèdent des fonctions diversifiées et fondamentales. Un même neurone est en contact avec plusieurs cellules gliales qui lui apportent des nutriments et du dioxygène sur l’ensemble de sa surface : dendrites, corps cellulaire, axone. Sans l’intervention des cellules gliales, les neurones se trouvent en état de dégénérescence. Les cellules gliales cérébrales expriment à leur surface certaines protéines spécifiques, telles que la protéine KIR4.1 qui participe au contrôle de l’équilibre ionique de l’environnement neuronal.

Document 1 : Interaction immunoglobuline / tissu cérébral

Des anticorps sont purifiés à partir de sérum de différentes personnes. Ces immunoglobulines sont placées en contact avec des coupes de cerveau et un marquage spécifique permet de voir si elles se sont fixées sur la coupe ou pas.

Origine du sérum Personnes atteintes de sclérose en plaques

Personnes atteintes d’autres maladies neurologiques*

Personnes ne présentant pas de maladie neuronale

Nombre d’échantillons interagissant avec des

cellules gliales (en pourcentage)

58 0 0

*Les échantillons issus de personnes atteintes d’autres maladies neurologiques servent ici de témoin. D’après Rajneesh Srivastava et al., The New England Journal of Medicine, 2012

Document 2 : Électrophorèse de sérums des différentes populations

D’après Rajneesh Srivastava et al., The New England Journal of Medicine, 2012


Document 3 : Test ELISA réalisés sur les sérums étudiés

Un test ELISA permet de faire une évaluation quantitative de la présence d’un anticorps par évaluation de la densité optique de la coloration obtenue. Un test ELISA pour la protéine KIR4.1 est réalisé sur les sérums de personnes sans maladie neurologique, de personnes atteintes d’autres maladies neurologiques et de personnes atteintes de sclérose en plaques, les résultats sont évalués par établissement de la densité optique.

Chaque figuré représente le résultat obtenu pour le sérum d’une personne.

D’après Rajneesh Srivastava et al., The New England Journal of Medicine 2012 F. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 points. Maintien de l’intégrité de l’organisme

Mme T présente une grosseur au niveau du cou et souffre de nombreux maux d’origine métabolique : fatigue, cheveux et ongles cassants, peau sèche, frilosité, rythme cardiaque ralenti. Son médecin lui prescrit des examens approfondis.

À partir de l’exploitation des données et de l’utilisation des connaissances, expliquer les causes de l’affection de Mme T.

Document 1 : Analyse sanguine de Mme T

Mme T manifeste un œdème (gonflement) de la glande thyroïde. La thyroïde est une glande hormonale située à la base du cou. Elle sécrète des hormones thyroïdiennes dont les actions sont multiples (croissance, métabolisme, température interne…).

Résultats de dosages hormonaux.

Hormones thyroïdiennes Individu sain Mme T

Triiodothyronine 0,8 à 2,7.10-9 mol.L-1 0,6.10-9 mol.L-1 Thyroxine 11 à 27.10–

12 mol.L-1 8.10-12 mol.L-1 D’après http://www.medecine.unige.ch/TestsThyroidiens


Document 2 : Structure histologique d’une glande thyroïde normale (en A) et de la glande thyroïde de Mme T (en B)

L’observation au microscope de la glande thyroïde montre des cellules sécrétrices ou thyrocytes, organisées en vésicules, qui en coupe, apparaissent circulaires.

D’après biologie TD – Collection Tavernier – 1989

Document 3 : Résultats de cultures cellulaires

On prélève dans la thyroïde de Mme T, diverses cellules avec lesquelles sont réalisées des cultures. On recherche la présence de plasmocytes, cellules sécrétrices d’immunoglobulines.

Cellules cultivées en

présence de thyrocytes

Plasmocytes présents

Immunoglobulines ou gamma-globulines

Culture 1 Lymphocytes B aucun Pas de

gamma-globulines « anti-thyroglobuline »

Culture 2 Lymphocytes B

+ Macrophages

aucun Pas de

gamma-globulines « anti-thyroglobuline »

Culture 3

Lymphocytes B +

Macrophages +

Lymphocytes T CD4

nombreux Gamma-globulines

« anti-thyroglobuline » nombreuses

D’après http://www.lvs.fr/Pages_html/Encyclopedies/Cours%20Immuno


Document 4 : Biosynthèse des hormones thyroïdiennes

Étape 1 : Le thyrocyte fabrique une protéine, la thyroglobuline (molécule précurseur), qui est expulsée par exocytose vers la lumière de la vésicule où elle s’accumule. Le thyrocyte prélève l’iode (I) apporté par l’alimentation dans le sang et le transfère dans la lumière de la vésicule. Étape 2 : Il y a ioduration de la thyroglobuline. Le couplage de la thyroglobuline et de l’iode (I) conduit à la thyroxine et la triiodothyronine. Étape 3 : Il y a endocytose de la thyroxine et triiodothyronine de la part des thyrocytes. Étape 4 : Les hormones thyroïdiennes sont libérées dans le sang.

D’après Alain Hamon – université d’Angers – http://slideplayer.fr/slide/1324104/


Correction

A. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme Une nouvelle arme pour lutter contre le staphylocoque doré

1. D’après le document 1, les macrophages : □ sont des refuges intracellulaires pour les staphylocoques dorés.

2. Les rechutes après un traitement antibiotique sont dues au fait que les antibiotiques utilisés : □ sont plus efficaces contre la forme extracellulaire que contre la forme intracellulaire de la bactérie.

3. Les AC conjugués aux antibiotiques : □ favorisent la pénétration des antibiotiques dans les macrophages.

4. Les protéases produites par les macrophages permettent : □ l’activation des antibiotiques.

5. Les antibiotiques conjugués aux anticorps sont : □ plus efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls.

6. Pour qu’un traitement contre le staphylocoque doré puisse éliminer les formes extracellulaires et intracellulaires, il doit être composé : □ d’un antibiotique et d’un antibiotique conjugué à un anticorps. B. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme.

Quelques aspects de la réaction immunitaire

Problématique à indiquer : détermination des groupes sanguins des individus D1, D2 et R, puis voir si une transfusion est envisageable de D1 ou D2 vers R.

Document 1. Groupe sanguin A : présente des « marqueurs » A (molécules A). IG présentes : anti-B Groupe sanguin B : présente des « marqueurs » B (molécules B). IG présentes : anti-A Groupe sanguin AB : présente des « marqueurs » A et des « marqueurs » B (molécules A et B). Aucune IG présente dans le sérum. Groupe sanguin O : ne présente aucun « marqueur ». IG présentes : anti-A et anti-B

Document 2. Individu D1 : amas d’hématies (agglutination) avec les AC anti-A et anti-B = complexes immuns avec les deux catégories d’AC. Individu qui présente donc les marqueurs A et B. Groupe sanguin AB. Individu D2 : aucun amas d’hématies avec AC anti-A et anti-B = aucun complexe immun avec les deux catégories d’AC. Individu qui ne présente donc aucun marqueur A et B. Groupe sanguin O.

Individu R : amas d’hématies (agglutination) avec les AC anti-A uniquement = complexes immuns avec les d’AC anti-A. Individu qui présente donc les marqueurs A. Groupe sanguin A.

R étant de groupe A, il possède des IG anti B : il ne peut donc recevoir du sang de D1 qui est AB. Il peut par contre recevoir du sang de D2 qui est O. C. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme.

Un test rapide de diagnostic de la grippe

1. L’apparition de la ligne colorée dans la zone de contrôle est due à l’association des anticorps anti-grippe mobiles liés à l’or colloïdal avec : ☐ des anticorps anti-anticorps.

2. L’apparition de la ligne colorée dans la zone test (résultat positif), s’explique par la fixation des AC anti-grippe fixés sur la : ☐ chaîne a des moléc d’AG d’abord fixées par les AC anti-grippe mobiles liés à l’or...

3. Le fonctionnement de ce test est basé sur : ☐ la fixation des antigènes viraux par des anticorps spécifiques.

D. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 points Maintien de l’intégrité de l’organisme

On cherche à montrer que les mécanismes d’élimination de la Listeria résultent d’une coopération cellulaire.

Le document 1 apporte des informations sur Listeria monocytogenes qui est une bactérie pathogène, transmise essentiellement par l’ingestion d’aliments contaminés. Au cours d’une infection, Listeria monocytogenes produit des facteurs de virulence qui lui permettent de se multiplier à l’intérieur de nombreuses cellules de l’organisme. Dans l’exemple des macrophages, cellules phagocytaires, elles peuvent : - soit être détruites par phagocytose, - soit échapper à cette destruction et se multiplier.

Le document 2 présente des expériences in vivo d’évaluation de la survie de cette bactérie chez la souris. - Dans cette expérience, des lymphocytes T4 et T8 ou du sérum (qui contient des IG seules et donc aucune cellule immunitaire) ont été prélevés chez une souris ayant précédemment été exposée à une dose non mortelle de


Listeria monocytogenes puis transférés à une souris dite naïve dont le système immunitaire est fonctionnel et qui n’a jamais été en contact avec l’antigène. - On peut en déduire qu’il se produit une réponse adaptative (primaire) chez la souris 1 (reconnaissance des AG de la bactérie Listeria). On retrouve alors dans le prélèvement soit des lymphocytes T ou des AC (sérum) spécifiques. - On inocule ensuite la bactérie à la souris (naïve) receveuse du transfert et on mesure le nombre de Listeria monocytogenes vivantes dans sa rate (qui est un organe lymphoïde secondaire).

- Le graphe A indique les résultats obtenus après transfert de lymphocytes T à la souris naïve. - chez cette souris naïve, on observe une hausse du nombre de bactéries vivantes après le transfert dans le cas de LT non immuns (CAD non spécifiques de la bactérie). = pas de réaction immunitaire. - chez la souris naïve, on n’observe pas de hausse du nombre de bactéries vivantes après le transfert dans le cas de LT immuns (CAD spécifiques de la bactérie) = réaction immunitaire qui a lieu. - Le graphe B indique les résultats obtenus après transfert de sérum (IG = AC) à la souris naïve. - Dans les deux cas (présence d’AC spécifiques de la bactérie ou absence d’AC spécifiques de la bactérie), le nombre de bactérie augmente au cours du temps. L’immunité contre la listeria ne passe donc pas par les AC, mais par les LT spécifiques. Le document 3 présente une expérience in vitro d’évaluation de la destruction de Listeria moncytogenes chez la souris. - Au cours d’expériences réalisées in vitro, des cellules de rate d’une souris préalablement infectée par Listeria monocytogenes ont été mises au contact de différents types de cellules immunitaires. Le pourcentage de destruction de la bactérie Listeria monocytogenes a alors été évalué. - Les graphes A et B indiquent les résultats obtenus selon l’ajout des différents types de cellules immunitaires aux cellules infectées. - Graphe A. Lorsque les macrophages sont inactivés, le pourcentage de destruction de la bactérie est très faible même lorsque le nombre de macrophages inactivés augmente. - Lorsque les macrophages sont activés par les IL synthétisées par les LT4 spécifiques de la bactérie, le pourcentage de destruction est très fort (il atteint 90%). - Il y a donc une communication entre les LT4 activés spécifiques de la Listeria et les macrophages qui phagocytent les bactéries. Cette communication s’effectue par les interleukines : c’est une coopération entre les cellules de l’immunité adaptative et innée.

- Graphe B. lorsque l’on met ensemble des LT4 et 8 spécifiques, les bactéries ne sont pas détruites. Les LT8 (LTc) n’interviennent donc pas dans la lyse des bactéries.

Bilan. Contre la listeria, les AC synthétisés par les plasmocytes n’interviennent pas, de même que les LTC issus de la différenciation des LT8. Les LT4 activés par les AG des Listeria synthétisent des IL qui permettent aux cellules phagocytaires d’êtres activées et d’effectuer la phagocytose afin de détruire les bactéries. C’est un exemple de coopération cellulaire entre les lymphocytes T4 (cellules de l’immunité adaptative) et les macrophages (cellules de l’immunité innée) qui optimise l’efficacité de la phagocytose. E. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 points. Maintien de l’intégrité de l’organisme.

On cherche à, montrer que la sclérose en plaques, maladie neuro-dégénérative, implique le système immunitaire.

Le document de référence montre que les cellules gliales cérébrales (astrocytes) ont des fonctions diversifiées et fondamentales : elles apportent des nutriments et du O2 aux neurones. Sans ces cellules, les neurones dégénèrent. Les cellules gliales expriment à leur surface certaines protéines spécifiques, comme KIR4.1 qui participe au contrôle de l’équilibre ionique de l’environnement neuronal.

Le document 1 présente l’interaction entre immunoglobuline et tissu cérébral. Des IG sont purifiées à partir de sérum de différentes personnes, et placées en contact avec des coupes de cerveau et un marquage spécifique permet de voir si elles se sont fixées sur la coupe ou non. Les personnes atteintes d’autres maladies neurologiques et ne présentant aucune maladie neuronale (témoins) ne montrent aucune fixation des IG. Au contraire, des personnes atteintes de sclérose en plaques montrent que 58 % des échantillons interagissent avec les cellules gliales. Il semble donc y avoir fixation d’IG uniquement chez les personnes atteintes de sclérose en plaques.

L’électrophorèse de sérums de différentes populations présentée dans le document 2, et qui permet de séparer des protéines, montre qu’une personne atteinte de sclérose en plaques ou d’une autre maladie neurologique présentent une protéine commune, mais aussi des différentes (3 bandes nettement visibles chez le malade,


absentes chez les autres) : on retrouve visiblement chez les personnes atteintes de sclérose en plaque des protéines spécifiques. Quelles sont-elles ?

Pour le savoir, on effectue un test ELISA sur les sérums étudiés (document 3). Un test ELISA permet de faire une évaluation quantitative de la présence d’un anticorps par évaluation de la densité optique de la coloration obtenue. Un test ELISA pour la protéine KIR4.1 est réalisé sur les sérums de personnes sans maladie neurologique, de personnes atteintes d’autres maladies neurologiques et de personnes atteintes de sclérose en plaques, les résultats sont évalués par établissement de la densité optique. Les personnes sans maladie neurologique ou atteintes d’autres maladies neurologiques ne présentent pas ou peu d’AC anti KIR4.1 (= sous le seuil de positivité), ce qui n’est pas le cas des personnes atteintes de sclérose en plaques (plus de trois fois le seuil de positivité).

Ainsi hypothétiquement, une des protéines détectées dans le document 2 et spécifique d’une personne atteinte de sclérose en plaques est sûrement l’AC anti-KIR4.1. Conclusion. Les personnes atteintes de sclérose en plaques possèdent des AC anti-KIR4.1 qui reconnaissent ces protéines à la surface des cellules gliales. Ils se fixent à ces dernières, ce qui entraîne leur dysfonctionnement probable, et donc la rupture de l’équilibre ionique de l’environnement neuronal et donc les symptômes de la sclérose en plaques. F. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 points. Maintien de l’intégrité de l’organisme

Mme T présente une grosseur au niveau du cou et souffre de nombreux maux d’origine métabolique. Son médecin lui prescrit des examens approfondis. On cherche à expliquer les causes de l’affection de Mme T.

Le document 1 indique que Mme T présente un œdème de la glande thyroïde = inflammation). Cette glande, située à la base du cou, sécrète des hormones thyroïdiennes (triiodothyronine et thyroxine) aux actions multiples (croissance, métabolisme…). On dose ces deux hormones. Chez un individu sain, la triiodothyronine à une concentration de 0,8 à 2,7.10-9 mol.L-1, et la thyroxine de 11 à 27.10-12 mol.L-1. Chez Mme T, ces concentration sont plus faibles que chez l’individu sain (expliquant les troubles métaboliques). Il y a donc un problème de sécrétion. Comment l’expliquer ?

Le document 2 nous donne des éléments de réponse en examinant la structure histologique de la glande thyroïde. Les cellules sécrétrices ou thyrocytes sont organisées en vésicules circulaires en coupe. Chez l’individu sain, les thyrocytes bordent des vésicules normales dont la lumière est remplie de thyroglobuline. Chez Mme T, le tissu thyroïdien est envahi par de nombreux leucocytes (lymphocytes, plasmocytes et macrophages) et on devine beaucoup moins bien la lumière des vésicules : les vésicules sécrètent donc moins d’hormone.

Le document 3 présente des résultats de cultures cellulaires de Mme T dans lesquelles on recherche la présence de plasmocytes, cellules sécrétrices d’Ig. Dans la culture 1, les LB sont cultivés en présence de thyrocytes : on n’observe aucun plasmocyte et a fortiori aucune gamma-globuline anti-thyroglobuline, les plasmocytes étant les cellules sécrétrices de ces protéines. Les résultats sont identiques dans la culture 2, avec LB et macrophages. En revanche, dans la culture 3, en présence de LB, macrophages et LT4 (comme ce que l’on constate dans la coupe du document 3), les plasmocytes sont nombreux et la production de gamma-globulines anti-thyroglobuline l’est tout autant. Les LB se sont donc différenciés en plasmocytes sécréteurs d’Ig, mais uniquement en présence de LT4. Les LT4 pivots des réactions adaptatives ont dû sécréter de l’IL2 permettant la multiplication et la différenciation des LB en plasmocytes (= coopération cellulaire).

Le document 4 expose la biosynthèse des hormones thyroïdiennes par les thyrocytes. Le thyrocyte synthétise une protéine, la thyroglobuline (molécule précurseur), qui est expulsée par exocytose vers la lumière de la vésicule où elle s’accumule. Le thyrocyte prélève l’iode (I) apporté par l’alimentation dans le sang et le transfère dans la lumière de la vésicule. Ensuite, il y a ioduration de la thyroglobuline. Le couplage de la thyroglobuline et de l’iode (I) conduit à la thyroxine et à la triiodothyronine. Après, il y a endocytose de la thyroxine et triiodothyronine par les thyrocytes puis les hormones thyroïdiennes sont libérées dans le sang. Chez Mme T, les AC anti-thyroglobuline détruisent en grande partie cette dernière, empêchant alors la synthèse « normale » d’hormones thyroïdiennes, d’où des concentrations très basses.

Conclusion. Ainsi, chez Mme T, la thyroïde est envahie par de nombreux leucocytes (macrophages, LB et LT4). Les LT4 activent des LB anti-thyroglobuline, qui se multiplient et se différencient en plasmocytes sécréteurs d’AC anti-thyroglobuline. Cette dernière ne peut plus être iodurée, préalable indispensable à la synthèse des hormones thyroïdiennes dans la lumière des vésicules. De ce fait, le taux d’hormones thyroïdiennes est très bas, d’où les troubles métaboliques. C’est une maladie auto-immune.