A. 2ème PARTIE - Partagez la connaissance · La sclérose en plaques est une maladie neuro-dégénérative qui se traduit par la disparition de cellules cérébrales. En utilisant

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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/