Exercices corrigés : l'immunité adaptative (Première spécialité SVT)

B. L'immunité innée, apparue chez l'ancêtre commun des animaux, existe chez tous ; l'immunité adaptative n'existe que chez les vertébrés, où elle s'ajoute à l'immunité innée et coopère avec elle.

C décrit l'immunité innée, qui agit en quelques minutes ou heures. D est l'inverse de ce qui définit l'immunité adaptative : elle est SPÉCIFIQUE, chaque anticorps et chaque lymphocyte ne reconnaissant qu'un motif moléculaire.

C. Un plasmocyte est un lymphocyte B sélectionné par l'antigène, multiplié puis différencié : c'est une cellule spécialisée dans la sécrétion d'anticorps, riche en réticulum endoplasmique (exercice 2).

Piège : confondre les deux lignées. LB, plasmocytes, anticorps forment une lignée ; LT CD8 puis LT cytotoxiques en forment une autre.

B. Une cellule présentatrice (une cellule dendritique, par exemple) capture l'antigène, le découpe et en présente des fragments aux lymphocytes T, associés à des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH). Le détail moléculaire de cette présentation n'est pas au programme.

A décrit les plasmocytes, C les LT cytotoxiques. D est faux : la cellule présentatrice est une cellule de l'immunité innée.

A. Un LT CD4 sélectionné se multiplie et se différencie en LT auxiliaires. Ceux-ci sécrètent des interleukines, des messagers chimiques, qui stimulent la multiplication et la différenciation des LB et des LT CD8 sélectionnés par le même antigène (exercice 9).

C'est pourquoi le LT CD4 est la plaque tournante de la réponse adaptative, et pourquoi le VIH, qui le détruit, est si grave (exercice 10).

C. Les gènes des anticorps sont faits de segments : dans chaque LB en formation, un segment de chaque famille est pris au hasard et réuni aux autres. Puis une chaîne lourde s'assemble avec une chaîne légère. Cette combinatoire donne, à partir de quelques centaines de segments, des millions d'anticorps différents (exercice 4).

Piège : B, la « théorie de l'instruction », qui fait mouler l'anticorps sur l'antigène. C'est l'erreur la plus fréquente du chapitre, et elle est fausse : l'antigène n'intervient qu'APRÈS, pour choisir.

A. Avant toute infection, l'organisme possède déjà des millions de clones de lymphocytes, chacun avec son récepteur. L'antigène active les rares clones dont le récepteur le reconnaît : c'est la sélection clonale, suivie de l'amplification et de la différenciation clonales.

C est une vraie notion du programme, mais c'est la PREMIÈRE sélection, contre le soi, qui a lieu pendant la formation des lymphocytes, et non la sélection par l'antigène.

B. Parmi les lymphocytes d'un individu, seule une infime fraction reconnaît un antigène donné. Ces quelques cellules doivent se diviser de nombreuses fois, puis se différencier en plasmocytes et en LT cytotoxiques, avant que la réponse ait un effet mesurable : plusieurs jours chez l'être humain.

C est faux : aucun gène n'est fabriqué ; la recombinaison a eu lieu bien avant la rencontre. D est faux : l'immunité innée prépare au contraire la réponse adaptative.

A. Le VIH se fixe à la molécule CD4 de la membrane des cellules qu'il infecte : surtout les LT CD4, et aussi des macrophages. Les LB et les LT CD8 ne sont pas ses cibles, mais ils dépendent des LT auxiliaires pour être activés : leur réponse s'effondre aussi (exercice 10).

La cellule 2 est le plasmocyte : elle est deux fois plus grande que la cellule 1, son noyau est excentré, son cytoplasme est abondant et rempli de réticulum endoplasmique, et elle libère des molécules.

La cellule 1, petite, au noyau qui occupe presque toute la cellule et aux récepteurs membranaires, est un lymphocyte B, très abondant dans le sang d'une personne en bonne santé.

Cellule 1 :

Cellule 2 :

Le plasmocyte est deux fois plus long que le lymphocyte : la différenciation s'accompagne d'une forte augmentation du volume de cytoplasme.

Piège : mesurer sur l'écran. Une figure affichée sur un téléphone n'a pas sa taille d'origine ; seul le rapport à l'échelle donne la taille réelle.

Le réticulum endoplasmique, réseau de sacs aplatis empilés autour du noyau, est le lieu de synthèse des protéines destinées à être sécrétées. Sa grande surface signale une cellule qui fabrique et exporte beaucoup de protéines : les vésicules près de la membrane les transportent vers l'extérieur.

Le noyau volumineux et les récepteurs caractérisent au contraire la cellule 1.

C'est la différenciation clonale. Elle suit la sélection d'un LB par l'antigène et son amplification, une série de mitoses qui donne un clone de LB identiques. Une partie de ce clone se différencie en plasmocytes ; d'autres cellules du clone deviennent des cellules mémoire, qui seront étudiées avec la vaccination.

Une journée compte $24\times 3\,600=86\,400$ secondes.

$2\,000\times 86\,400=172\,800\,000\approx 1{,}7\times 10^{8}$ molécules par jour

$4\times 172{,}8\approx 691$ millions de molécules en quatre jours

Ce débit, multiplié par les milliers de plasmocytes d'un même clone, explique que les anticorps deviennent abondants dans le plasma en une ou deux semaines (exercice 6).

Les molécules libérées sont des anticorps, ou immunoglobulines. Les récepteurs membranaires d'un LB sont des anticorps fixés à sa membrane.

Le plasmocyte descend du LB par mitoses : il porte les mêmes gènes, réarrangés de la même façon lors de la formation du LB (exercice 4). Il fabrique donc la même partie variable, sous forme libre : l'anticorps sécrété reconnaît exactement l'antigène qui a sélectionné le LB.

Piège : écrire que l'antigène « apprend » au plasmocyte à fabriquer l'anticorps. La spécificité existait avant la rencontre ; l'antigène n'a fait que choisir le LB qui la portait.

A : chaîne lourde. Le pied du Y n'est formé que par les deux chaînes lourdes.

B : chaîne légère, la chaîne courte accolée à l'extérieur de chaque bras.

C : partie variable, au bout du bras, en ambre sur le document, portée à la fois par la chaîne légère et par la chaîne lourde.

D : ponts disulfure, des liaisons covalentes qui tiennent ensemble les deux chaînes lourdes au niveau de la charnière ; d'autres ponts relient chaque chaîne légère à sa chaîne lourde.

E : site de fixation de l'antigène, au bout du bras, entre les parties variables d'une chaîne lourde et d'une chaîne légère.

F : antigène, ici un motif d'une protéine virale, fixé dans le site du bras droit.

Piège : légender E « partie variable ». Le site est le creux formé PAR les deux parties variables ; C est un domaine, E est un emplacement.

Une molécule d'anticorps compte $4$ chaînes polypeptidiques, deux lourdes identiques et deux légères identiques, et $2$ sites de fixation identiques, un au bout de chaque bras.

Les deux sites étant identiques, un anticorps reconnaît un seul motif antigénique, mais il peut en fixer deux exemplaires à la fois.

Deux anticorps de spécificités différentes ne diffèrent que par leur partie variable : c'est elle qui forme le site de fixation, et sa forme, complémentaire de celle du motif antigénique, décide de ce que l'anticorps reconnaît.

La partie constante, identique d'un anticorps à l'autre, ne reconnaît rien ; elle est reconnue par des cellules de l'immunité innée, comme les macrophages qui phagocytent les complexes immuns. Les différentes classes d'anticorps, qui se distinguent par cette partie constante, ne sont pas au programme.

Nombre d'acides aminés :

Masse molaire déduite :

Elle est inférieure d'environ $3$ % à la valeur mesurée. Les chaînes lourdes portent des chaînes de glucides, fixées après la synthèse, qui ajoutent quelques milliers de $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$. La masse moyenne d'un acide aminé est aussi une approximation.

Conclure à une erreur de mesure serait trop rapide : l'écart a une explication biologique, et il reste faible.

Chaque anticorps porte deux sites de fixation, et chaque virus des centaines d'exemplaires du même motif. Un anticorps peut donc fixer deux virus à la fois, et chaque virus est fixé par de nombreux anticorps : il se forme un réseau, de plus en plus gros, de virus et d'anticorps liés, le complexe immun.

Ces complexes neutralisent les virus, qui ne peuvent plus se fixer aux cellules, et ils sont phagocytés par les macrophages : l'anticorps marque, l'immunité innée élimine. Le même réseau, devenu insoluble, est ce qui se voit comme un arc de précipitation dans le test d'Ouchterlony (exercice 7).

Un segment V parmi $40$, puis un D parmi $25$, puis un J parmi $6$, tous les choix étant indépendants :

$40\times 25\times 6=6\,000$ chaînes lourdes différentes

Piège : additionner les segments ($40+25+6=71$). On ne compte pas les pièces, on compte les assemblages.

Type $\kappa$ : $40\times 5=200$. Type $\lambda$ : $30\times 4=120$.

Une chaîne légère est de l'un OU de l'autre type, donc on additionne :

$200+120=320$ chaînes légères différentes

Toute chaîne lourde peut s'assembler avec toute chaîne légère :

Environ deux millions d'anticorps différents, par le seul jeu des segments et des assemblages.

Segments V, D et J :

S'il fallait un gène par anticorps, il en faudrait $1\,920\,000$, soit :

$\dfrac{1\,920\,000}{20\,000}=96$ fois plus de gènes que le génome n'en compte

Conclusion : $150$ segments, plus quelques segments C, suffisent à coder près de deux millions d'anticorps. La combinatoire, recombinaison de segments puis assemblage de deux chaînes, lève le paradoxe de la diversité.

Sur le document 1, les segments V, D et J sont réunis bout à bout. Les jonctions entre segments ne se font pas toujours au même nucléotide près : quelques nucléotides sont perdus ou ajoutés au hasard, ce qui multiplie encore les séquences de la partie variable.

Le détail de ce mécanisme n'est pas au programme de Première ; retenez seulement que tous ces mécanismes sont ALÉATOIRES et engendrent une diversité telle que tout antigène est, en principe, reconnaissable.

Le hasard produit aussi des récepteurs qui reconnaissent des molécules de l'organisme lui-même. Pendant leur formation, les lymphocytes dont le récepteur reconnaît le soi sont éliminés ou inactivés : c'est la première sélection.

Elle est indispensable : sans elle, ces lymphocytes déclencheraient une réaction immunitaire contre des tissus sains. Les cellules restantes circulent ensuite, dormantes, dans le sang et la lymphe, jusqu'à la seconde sélection, par l'antigène.

Piège : croire que l'organisme « sait » quels anticorps fabriquer. Il fabrique de tout, au hasard, puis il trie deux fois : contre le soi, puis par l'antigène.

Un plan possible, en trois parties.

Introduction : le virus de la grippe pénètre dans les cellules des voies respiratoires et s'y multiplie. L'immunité innée réagit en quelques heures, mais elle ne suffit pas toujours ; l'immunité adaptative, propre aux vertébrés, s'y ajoute. Problème : comment cette réponse spécifique se met-elle en place, et pourquoi lui faut-il plusieurs jours ?

I. Le déclenchement : l'immunité innée prépare la réponse adaptative. Les cellules dendritiques capturent le virus, migrent vers un ganglion lymphatique et présentent des fragments viraux, associés aux molécules du CMH, aux lymphocytes T. Les LB reconnaissent directement le virus par leurs anticorps membranaires.

II. Sélection, amplification et différenciation clonales. Parmi des millions de clones formés au hasard, seuls les rares lymphocytes dont le récepteur reconnaît le virus sont activés (document 2). Les LT CD4 sélectionnés se multiplient et deviennent des LT auxiliaires, dont les interleukines stimulent les LB et les LT CD8 sélectionnés. Les LB se multiplient puis se différencient en plasmocytes, qui sécrètent des anticorps ; les LT CD8 deviennent des LT cytotoxiques.

III. L'élimination, en coopération avec l'immunité innée. Les anticorps se fixent aux virus libres, les neutralisent et forment des complexes immuns phagocytés par les macrophages. Les LT cytotoxiques reconnaissent les cellules infectées et les détruisent, ce qui supprime les usines à virus.

Conclusion : la réponse adaptative est spécifique parce que l'antigène SÉLECTIONNE des lymphocytes préexistants ; elle est lente au premier contact parce que ces lymphocytes sont rares et doivent se multiplier, puis se différencier, ce qui prend plusieurs jours chez l'être humain. Des cellules mémoire persistent ensuite : c'est l'objet du chapitre sur la vaccination.

La bonne idée directrice est la première. La deuxième est la théorie de l'instruction, fausse ; la troisième oublie que les anticorps n'entrent pas dans les cellules ; la quatrième oublie que l'immunité innée se prolonge pendant toute la réaction.

Le virus est au maximum au jour 3. Les LT CD8 spécifiques sont au maximum au jour 8. Les anticorps, nuls jusqu'au jour 5, valent $3$ % au jour 6 et $10$ % au jour 7 : ils dépassent $10$ % à partir du jour 7.

Entre le maximum du virus et celui des LT CD8 :

$8-3=5$ jours

Entre la contamination et le maximum des anticorps :

$18-0=18$ jours

Ces délais sont ceux d'une première rencontre : les lymphocytes qui reconnaissent ce virus, très rares au départ, doivent être sélectionnés, se multiplier puis se différencier.

Le virus vaut $14$ % au jour 7 et $4$ % au jour 8 : il passe sous $5$ % au jour 8, le jour même où les LT CD8 spécifiques sont au maximum. Les anticorps, eux, ne sont alors qu'à $22$ % de leur maximum.

La chute du virus coïncide donc avec la montée des LT CD8, bien plus qu'avec celle des anticorps. Hypothèse : les LT CD8 jouent un rôle majeur dans l'élimination de ce virus. Le document 2 permet de la tester.

Lignes 1 et 2 : $62$ % des cellules infectées sont détruites, contre $3$ % des cellules non infectées. Je sais que les LT CD8 activés deviennent des LT cytotoxiques. J'en déduis qu'ils détruisent les cellules infectées, et non les cellules saines.

Ligne 3 : des cellules infectées par un autre virus ne sont presque pas détruites ($4$ %, comme le témoin). L'action des LT cytotoxiques de Hugo est spécifique du virus grippal qui les a sélectionnés.

Piège : conclure que les LT CD8 « tuent le virus ». Ils tuent la CELLULE qui le fabrique, ce qui arrête sa production.

Les mêmes cellules infectées par le même virus, mais d'un autre donneur, ne sont pas détruites ($5$ %). Or les LT ne reconnaissent pas un virus entier : ils reconnaissent un fragment viral présenté à la surface de la cellule, associé aux molécules du CMH. Les molécules du CMH de l'autre donneur étant différentes, le complexe formé n'est pas celui que les LT de Hugo reconnaissent.

Le détail moléculaire de cette présentation n'est pas au programme : retenez que le LT reconnaît « un fragment d'antigène présenté par le CMH de l'individu ».

Pendant l'infection, le virus libéré par une cellule infectée passe dans le liquide qui baigne les cellules avant d'en infecter d'autres : les anticorps se fixent alors à lui, l'empêchent d'entrer dans de nouvelles cellules et forment des complexes immuns phagocytés par les macrophages. Ils n'entrent pas dans les cellules.

Après l'infection, les anticorps restent plusieurs semaines dans le plasma ($90$ % au jour 28) : une nouvelle contamination par la même souche serait neutralisée dès le départ. La persistance de cellules mémoire et la réponse plus rapide qu'elles permettent sont l'objet du chapitre sur la vaccination.

Le virus est éliminé par deux effecteurs de l'immunité adaptative, tous deux spécifiques. Les LT cytotoxiques, issus des LT CD8 sélectionnés, détruisent les cellules infectées, ce qui coïncide avec la disparition du virus au jour 8 ; les anticorps, sécrétés par les plasmocytes, neutralisent les virus libres et persistent ensuite. Ces réponses mettent plusieurs jours à se mettre en place et agissent en coopération avec l'immunité innée, qui a contenu le virus les premiers jours.

Les anticorps diffusent depuis le puits central, l'antigène depuis le puits périphérique. Là où les deux se rencontrent, si les anticorps reconnaissent l'antigène, chaque anticorps, avec ses deux sites, relie deux molécules d'antigène : il se forme un réseau, un complexe immun, qui devient insoluble et précipite (exercice 3). Un arc prouve donc la présence, dans le sérum, d'anticorps dirigés contre l'antigène de CE puits.

Jour 0 : aucun arc. Jour 21 : $2$ arcs, entre le puits central et les puits 1 et 4.

Puits 1 : oui, un arc ; le sérum contient des anticorps anti-hémagglutinine du virus de Hugo.

Puits 2 : non ; aucun anticorps ne reconnaît l'hémagglutinine aviaire, une protéine voisine mais de forme différente.

Puits 3 : non ; aucun anticorps ne reconnaît l'albumine.

Les anticorps de Hugo sont donc spécifiques : ils reconnaissent l'hémagglutinine de SON virus, et pas celle d'un autre.

Entre les deux gels, une seule chose change : la date du prélèvement. Au jour 0, Hugo n'avait jamais rencontré cette souche et n'avait pas d'anticorps contre elle ; au jour 21, il en a. Ces anticorps sont apparus au cours de l'infection : ils sont le produit de la réponse adaptative, sécrétés par les plasmocytes issus des LB sélectionnés.

Le puits 4 contient le virus entier, inactivé, qui porte l'hémagglutinine à sa surface : les mêmes anticorps le reconnaissent. Le virus entier porte aussi d'autres protéines, contre lesquelles Hugo a pu produire d'autres anticorps ; ce gel ne permet pas de les distinguer.

L'albumine est abondante chez Hugo, et pourtant aucun anticorps ne la reconnaît. Lors de leur formation, les LB dont le récepteur reconnaît une molécule de l'organisme sont éliminés ou inactivés : c'est la première sélection, contre le soi. Aucun plasmocyte anti-albumine ne peut donc apparaître.

Ce puits sert aussi de témoin négatif : il montre qu'un arc n'apparaît pas devant n'importe quelle protéine.

La quantité d'anticorps est proportionnelle à la dilution limite :

Il y a $8$ fois plus d'anticorps anti-hémagglutinine au jour 21 qu'au jour 10 : la production des plasmocytes se poursuit bien après le début de l'infection, ce que montre aussi la courbe des anticorps de l'exercice 6.

Piège : écrire « $64-8=56$ fois plus ». Une dilution au $\frac{1}{64}$ contre $\frac{1}{8}$ compare des rapports, pas des différences.

Pour attribuer les arcs aux anticorps anti-grippe de Hugo, il faut un sérum qui ne diffère que par l'absence de ces anticorps : celui d'une personne n'ayant jamais rencontré ce virus, testé contre les mêmes antigènes. Le gel du jour 0 joue en partie ce rôle, mais il vient de la même personne : un second témoin, un sérum d'une autre personne non exposée, renforcerait la conclusion.

Faux. C'est la théorie de l'instruction, abandonnée : l'antigène ne modifie pas l'anticorps.

Correction : « La forme du site de fixation d'un anticorps est déterminée par les gènes réarrangés, au hasard, lors de la formation du lymphocyte B, AVANT toute rencontre. L'antigène sélectionne les rares LB dont le récepteur lui est complémentaire. »

C'est ce qui explique qu'un individu possède des anticorps capables de reconnaître des molécules qui n'existaient pas lors de sa naissance.

Vrai. Chaque LB a réarrangé ses gènes une seule fois : tous ses récepteurs, des anticorps fixés à sa membrane, ont la même partie variable. Toutes les cellules issues de lui par mitose, le clone, ont cette même spécificité, plasmocytes compris (exercice 2).

Le nombre de récepteurs est un ordre de grandeur, de l'ordre de $10^{4}$ à $10^{5}$ par cellule ; ce qui compte est qu'ils sont identiques.

Faux. Les LT cytotoxiques reconnaissent un fragment viral présenté par les molécules du CMH à la surface d'une cellule infectée, et ils détruisent cette cellule, ce qui arrête la production de virus (exercice 6).

Correction : « Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules infectées par le virus ; les virus libres, dans le sang et les liquides de l'organisme, sont neutralisés par les anticorps, puis les complexes immuns sont phagocytés. »

Vrai. Les trois étapes s'enchaînent : sélection clonale par l'antigène, amplification clonale par mitoses, différenciation en plasmocytes. Elles exigent en général l'aide des LT auxiliaires, par leurs interleukines (exercice 9).

Une partie des cellules du clone ne devient pas plasmocyte : ce sont des cellules mémoire, étudiées avec la vaccination.

Faux, deux fois. Le VIH infecte surtout les cellules qui portent la molécule CD4, les LT CD4 et aussi des macrophages ; il n'infecte pas les LB ni les LT CD8.

Correction : « Le VIH infecte et fait disparaître peu à peu les lymphocytes T CD4. Sans LT auxiliaires, les LB et les LT CD8 sélectionnés ne sont plus stimulés : les réponses adaptatives s'effondrent, et des maladies opportunistes apparaissent. »

Piège : le second défaut est le mot « tous ». Une affirmation de SVT qui contient « tous », « toujours » ou « seul » se vérifie mot à mot (exercice 10).

L'irradiation détruit les lymphocytes de la souris receveuse. Sans cette précaution, on ne saurait pas si les anticorps viennent des cellules injectées ou de celles de la souris : le lot 2, irradié sans cellules, vérifie qu'elle ne produit plus d'anticorps ($2$).

Lot 3 (LB seuls) : $6$ ; lot 4 (LT CD4 seuls) : $3$ ; lot 5 (LB et LT CD4) : $84$, en unités arbitraires.

Les lots 3 et 4 restent au niveau du lot 2, qui n'a reçu aucune cellule : à la précision de la mesure, ils ne produisent pas d'anticorps.

Le témoin du lot 5 pour l'antigène est le lot 6 : mêmes cellules, mais pas d'hémagglutinine. Sans antigène, $3$ ; avec, $84$.

La production d'anticorps anti-hémagglutinine n'a lieu qu'en présence de l'antigène : c'est lui qui sélectionne les lymphocytes qui le reconnaissent.

Piège : prendre le lot 1 comme témoin. Il diffère du lot 5 par l'irradiation ET par les cellules : il ne permet de rien conclure sur l'antigène.

Lot 4 contre lot 5 : ajouter des LB aux LT CD4 fait passer de $3$ à $84$. Les LB sont nécessaires : ce sont eux, devenus plasmocytes, qui produisent les anticorps.

Lot 3 contre lot 5 : ajouter des LT CD4 aux LB fait passer de $6$ à $84$. Les LT CD4 sont nécessaires aussi, mais le lot 4 montre qu'ils ne produisent pas d'anticorps eux-mêmes.

Je sais que les LT CD4 sélectionnés deviennent des LT auxiliaires, qui sécrètent des interleukines. J'en déduis que les LB sélectionnés par l'hémagglutinine ne se multiplient et ne se différencient en plasmocytes qu'avec l'aide des LT auxiliaires : c'est une coopération.

Le lot 5 produit $14$ fois plus d'anticorps que le lot 3 : la valeur du lot 3 est d'ailleurs du même ordre que celle du lot 2, sans cellules.

Une souris entière possède tous ses lymphocytes, donc tous les clones capables de reconnaître l'hémagglutinine. On n'a injecté au lot 5 qu'une partie des lymphocytes d'une souris : moins de clones spécifiques, donc moins de plasmocytes au jour 12.

L'irradiation diminue aussi l'immunité innée, qui aide à déclencher la réponse adaptative : une seconde explication possible. Les deux hypothèses se testeraient en faisant varier le nombre de cellules injectées.

Lot 7 : les mêmes cellules et un antigène, mais un autre antigène. Aucun anticorps anti-hémagglutinine n'est produit ($2$, comme le lot 2).

La réponse est donc spécifique : l'ovalbumine sélectionne les clones qui la reconnaissent, et non ceux qui reconnaissent l'hémagglutinine. Le lot 7 montre aussi que le lot 5 ne réagit pas à « une injection », mais à CET antigène.

Document 1 : $760$ LT CD4 par $\mathrm{mm^{3}}$ à $1$ an, $95$ à $10$ ans.

$\dfrac{760-95}{10-1}=\dfrac{665}{9}\approx 73{,}9$ cellules par $\mathrm{mm^{3}}$ et par an

La charge virale, elle, après un pic au début (primo-infection), reste élevée puis remonte, de $10^{4}$ à plus de $10^{6}$ copies par mL : le virus n'est jamais éliminé, il se multiplie sans cesse pendant que les LT CD4 disparaissent.

Piège : décrire la seule courbe des LT CD4. Les deux courbes évoluent en sens contraire, et c'est cette mise en relation qui est attendue.

$230$ LT CD4 à $8$ ans, $160$ à $9$ ans. Par interpolation linéaire :

$8+\dfrac{230-200}{230-160}=8+\dfrac{30}{70}\approx 8{,}4$ ans

C'est le seuil au-dessous duquel le document 3 montre une explosion des infections opportunistes : le stade sida.

Document 2 : en culture, le VIH infecte $45$ % des LT CD4 et $12$ % des macrophages, aucun LT CD8 ni LB. Je sais qu'un virus doit se fixer à une molécule de la membrane pour entrer dans une cellule. J'en déduis que le VIH, qui se fixe à la molécule CD4, n'infecte que les cellules qui la portent, d'abord les LT CD4.

Les infections opportunistes sont $42$ fois plus fréquentes sous $200$ LT CD4 par $\mathrm{mm^{3}}$ qu'au-dessus de $500$. La perte des LT CD4 rend donc l'organisme incapable de se défendre contre des microbes habituellement inoffensifs.

Document 4 : sans LT CD4, une souris produit $25$ fois moins d'anticorps ($\frac{100}{4}=25$) et ses LT CD8 ne détruisent que $12$ % des cellules infectées au lieu de $60$ %. Les deux réponses adaptatives, par anticorps et par LT cytotoxiques, s'effondrent.

L'exercice 9 a montré que les LB ne produisent d'anticorps qu'avec l'aide des LT CD4. Je sais que les LT CD4 sélectionnés deviennent des LT auxiliaires, dont les interleukines stimulent l'amplification et la différenciation des LB et des LT CD8 sélectionnés.

Réponse à la consigne. Le VIH n'infecte que les cellules qui portent la molécule CD4, surtout les LT CD4 (document 2). Au fil des années, sans traitement, il se multiplie et le nombre de LT CD4 baisse d'environ $74$ cellules par $\mathrm{mm^{3}}$ et par an, jusqu'à passer sous $200$ vers $8{,}4$ ans (document 1).

Or les LT CD4 sont indispensables aux deux réponses adaptatives : devenus LT auxiliaires, ils stimulent par des interleukines les LB et les LT CD8 sélectionnés. Sans eux, ni anticorps ni LT cytotoxiques ne sont produits en quantité suffisante (document 4, exercice 9).

En détruisant un seul type de cellules, mais celui qui coordonne la réponse adaptative, le VIH prive donc l'organisme de presque toutes ses défenses adaptatives : des infections opportunistes, rares au-dessus de $500$ LT CD4, deviennent $42$ fois plus fréquentes sous $200$ (document 3). C'est le stade sida.

Nuance attendue : cette évolution est celle d'une infection NON traitée. Les traitements antirétroviraux actuels bloquent la multiplication du virus et maintiennent les LT CD4 à un niveau qui protège ; leur fonctionnement n'est pas au programme.