L'immunité adaptative, Première spé SVT : fiche de révision

Le fil du chapitre

L'antigène ne fabrique pas le lymphocyte qui le reconnaît, il le choisit parmi des millions formés au hasard avant toute rencontre : spécificité, diversité, délai et besoin de LT auxiliaires découlent tous de ce choix.

Notions couvertes

Immunité adaptative
Cellule présentatrice de l'antigène
Complexe majeur d'histocompatibilité
Lymphocyte B et plasmocyte
Anticorps ou immunoglobuline
Lymphocyte T auxiliaire
Lymphocyte T cytotoxique
Sélection clonale
Amplification et différenciation clonales
Diversité combinatoire des anticorps
Sélection contre le soi
Virus de l'immunodéficience humaine

Le tableau du chapitre

Qui fait quoi dans la réponse adaptative

Avant d'écrire une phrase sur une cellule, situez-la dans sa colonne : ce qui l'active, ce qu'elle devient, ce qu'elle vise. La moitié des erreurs de copie mélangent deux colonnes.

Critère	Cellule présentatrice immunité innée, au départ	Lymphocyte B réponse par anticorps	LT CD4 coordination	LT CD8 réponse cytotoxique
Ce qu'elle reconnaît	capture tout intrus, sans spécificité	l'antigène libre, par ses anticorps membranaires	un fragment présenté avec le CMH	un fragment présenté avec le CMH
Ce qu'elle devient	migre vers un ganglion lymphatique	clone, puis plasmocytes	clone, puis LT auxiliaires	clone, puis LT cytotoxiques
Ce qu'elle produit	la présentation de l'antigène aux LT	des anticorps sécrétés	des interleukines	un contact qui détruit la cellule cible
Sa cible	les lymphocytes T	l'antigène libre, le virus hors des cellules	les LB et les LT CD8 sélectionnés	les cellules infectées
L'erreur de copie	« elle produit les anticorps »	« le LB tue le virus »	« le LT CD4 devient cytotoxique »	« le LT tue le virus »

Cellule présentatrice immunité innée, au départ

Ce qu'elle reconnaît: capture tout intrus, sans spécificité
Ce qu'elle devient: migre vers un ganglion lymphatique
Ce qu'elle produit: la présentation de l'antigène aux LT
Sa cible: les lymphocytes T
L'erreur de copie: « elle produit les anticorps »

Lymphocyte B réponse par anticorps

Ce qu'elle reconnaît: l'antigène libre, par ses anticorps membranaires
Ce qu'elle devient: clone, puis plasmocytes
Ce qu'elle produit: des anticorps sécrétés
Sa cible: l'antigène libre, le virus hors des cellules
L'erreur de copie: « le LB tue le virus »

LT CD4 coordination

Ce qu'elle reconnaît: un fragment présenté avec le CMH
Ce qu'elle devient: clone, puis LT auxiliaires
Ce qu'elle produit: des interleukines
Sa cible: les LB et les LT CD8 sélectionnés
L'erreur de copie: « le LT CD4 devient cytotoxique »

LT CD8 réponse cytotoxique

Ce qu'elle reconnaît: un fragment présenté avec le CMH
Ce qu'elle devient: clone, puis LT cytotoxiques
Ce qu'elle produit: un contact qui détruit la cellule cible
Sa cible: les cellules infectées
L'erreur de copie: « le LT tue le virus »

Légende : les mots du tableau

CMH: Complexe majeur d'histocompatibilité : molécules de surface propres à chaque individu, qui présentent des fragments d'antigène aux lymphocytes T.
Plasmocyte: Cellule issue d'un lymphocyte B sélectionné, spécialisée dans la sécrétion d'anticorps.
LT auxiliaire: Lymphocyte T CD4 activé, qui stimule les autres lymphocytes sélectionnés.
Interleukines: Molécules de communication entre cellules immunitaires.
LT cytotoxique: Lymphocyte T CD8 activé, qui détruit par contact les cellules infectées.

Une seule cellule a une spécificité qui ne vient pas d'un récepteur réarrangé : la cellule présentatrice, qui n'en a pas. Elle appartient à l'immunité innée.

L'essentiel

Le répertoire existe avant l'antigène : il est sélectionné, pas fabriqué

• Pendant leur formation, chaque LB et chaque LT réarrange au hasard ses gènes de récepteur : des millions de clones, un récepteur différent par clone.
• Première sélection : les lymphocytes qui reconnaissent le soi sont éliminés ou inactivés. Les autres circulent, dormants, dans le sang et la lymphe.
• Sélection clonale : l'antigène active les rares clones dont le récepteur lui est complémentaire.
• Amplification clonale : ces lymphocytes se multiplient par mitoses, un clone de cellules identiques.
• Différenciation clonale : LB en plasmocytes, LT CD4 en LT auxiliaires, LT CD8 en LT cytotoxiques ; quelques cellules mémoire persistent.

Seul le LB dont l'encoche épouse l'antigène est sélectionné ; son clone se multiplie, puis se différencie en plasmocytes qui sécrètent un anticorps de la même spécificité.

Sur une copie, le verbe juste est « sélectionne » ou « active ». « Fabrique », « crée » ou « modèle » coûtent la question.

Deux effecteurs, deux cibles

• Les anticorps, sécrétés par les plasmocytes, agissent HORS des cellules : ils neutralisent l'antigène libre et forment des complexes immuns, phagocytés par les macrophages.
• Les LT cytotoxiques agissent sur des CELLULES : ils reconnaissent un fragment viral présenté par le CMH d'une cellule infectée et la détruisent, ce qui supprime une usine à virus.
• Les deux réponses sont spécifiques et dépendent des LT auxiliaires, dont les interleukines stimulent l'amplification et la différenciation des LB et des LT CD8 sélectionnés.

À gauche, les anticorps se fixent aux virus libres et le macrophage phagocyte le complexe ; à droite, le LT cytotoxique détruit la cellule infectée, pas le virus.

L'anticorps et sa diversité

• Une molécule d'anticorps : quatre chaînes, deux lourdes et deux légères, et deux sites de fixation identiques, au bout des bras du Y.
• La partie variable forme le site et décide de la spécificité ; la partie constante est la même d'un anticorps à l'autre.
• Chaîne lourde : un segment V parmi $40$ , un D parmi $25$ , un J parmi $6$ , soit $6\,000$ combinaisons ; chaînes légères : $200+120=320$ .
• Assemblage : $6\,000\times 320\approx 1{,}9\times 10^{6}$ anticorps à partir de $150$ segments, quand le génome ne compte qu'environ $20\,000$ gènes.

Les deux sites sont au bout des bras, entre les parties variables d'une chaîne lourde et d'une chaîne légère : deux sites par anticorps, d'où les réseaux des complexes immuns.

Les pièges qui coûtent des points

Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.

1. Faire fabriquer l'anticorps par l'antigène

toute la question dans un QCM, 2 points dans un exposé

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Au contact du virus, le lymphocyte B fabrique un anticorps qui prend la forme du virus. »

Ce qu'il faut écrire

« Le virus sélectionne, parmi des LB formés au hasard avant toute infection, ceux dont le récepteur lui est complémentaire ; ces LB se multiplient puis se différencient en plasmocytes. »

Pourquoi : C'est la théorie de l'instruction, abandonnée. Elle n'explique ni le délai, ni la diversité, ni l'absence de réaction contre le soi. Exercices 1 et 8.

2. Donner au LT cytotoxique la mauvaise cible

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les virus présents dans le sang. »

Ce qu'il faut écrire

« Les LT cytotoxiques détruisent les cellules infectées ; les virus libres sont neutralisés par les anticorps. »

Pourquoi : Un LT ne reconnaît pas un virus libre : il reconnaît un fragment présenté par le CMH d'une cellule. Exercices 6 et 8.

3. Expliquer le délai par une lenteur des anticorps

1 point dans l'exposé, souvent la conclusion entière

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Il faut plusieurs jours parce que les anticorps mettent du temps à agir. »

Ce qu'il faut écrire

« Il faut plusieurs jours parce que les lymphocytes sélectionnés sont très rares et doivent se multiplier, puis se différencier, avant que la réponse soit mesurable. »

Modèle simplifié, un doublement toutes les 12 heures : le clone ne franchit le seuil de détection qu'au dixième doublement, vers le sixième jour.

Pourquoi : Le délai est celui de l'amplification d'un clone rare : une dizaine de doublements pour passer d'une cellule au millier. Exercices 1 et 5.

4. Additionner les segments de gènes

toute la question de calcul

Ce qu'il ne faut pas écrire

« La chaîne lourde peut être codée de $40+25+6=71$ façons. »

Ce qu'il faut écrire

« Un V, un D et un J étant choisis indépendamment : $40\times 25\times 6=6\,000$ chaînes lourdes. »

Pourquoi : On compte des assemblages, pas des pièces. Seul le choix entre chaînes légères $\kappa$ OU $\lambda$ s'additionne. Exercice 4.

5. Mélanger les deux lignées de lymphocytes

0,5 point par confusion

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Les LT CD4 se différencient en plasmocytes, qui détruisent les cellules infectées. »

Ce qu'il faut écrire

« Les LB deviennent des plasmocytes, qui sécrètent des anticorps ; les LT CD8 deviennent des LT cytotoxiques ; les LT CD4 deviennent des LT auxiliaires. »

Pourquoi : Trois lignées, trois devenirs, trois cibles : le tableau de synthèse se relit avant chaque exposé. Exercice 1.

6. Choisir un témoin qui diffère de plus d'un facteur

1 à 2 points

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le lot 1, non irradié, sert de témoin au lot 5 : l'antigène est donc nécessaire. »

Ce qu'il faut écrire

« Le témoin du lot 5 pour l'antigène est le lot 6 : mêmes cellules, sans hémagglutinine ; sans antigène, pas d'anticorps. »

Pourquoi : Deux lots qui diffèrent par deux facteurs ne permettent de conclure sur aucun des deux. Exercice 9.

7. Comparer des dilutions limites par une différence

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« L'arc disparaît au 1/64 au lieu du 1/8 : il y a $64-8=56$ fois plus d'anticorps. »

Ce qu'il faut écrire

« Le rapport des dilutions limites est $\frac{64}{8}=8$ : il y a $8$ fois plus d'anticorps. »

Pourquoi : Une dilution est un rapport : on compare des rapports par une division. Exercice 7.

8. Écrire que le VIH détruit tous les lymphocytes

1 à 2 points, et la logique du problème

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le VIH détruit tous les lymphocytes, c'est pourquoi le malade n'a plus de défenses. »

Ce qu'il faut écrire

« Le VIH infecte surtout les LT CD4 ; sans LT auxiliaires, les LB et les LT CD8 ne sont plus stimulés, et les deux réponses adaptatives s'effondrent. »

Pourquoi : Toute la force du raisonnement est là : un seul type de cellules détruit, mais celui qui coordonne les autres. Exercices 8 et 10.

Quelle méthode choisir

Lire une expérience d'immunologie : ce qu'elle démontre selon ce qui varie

Repérez la seule différence entre l'essai et son témoin ; elle décide de la branche, donc de la conclusion.

Si un lot reçoit l'antigène, son témoin les mêmes cellules sans antigène → la réponse est déclenchée par l'antigène

Exemple : lots 5 et 6 de l'exercice 9 : $84$ contre $3$
Si on retire un type de cellule, tout le reste identique → ce type est nécessaire ; s'il ne produit rien seul, il aide

Exemple : LB seuls $6$ , LT CD4 seuls $3$ , les deux $84$ : les LT CD4 aident les LB
Si un antigène différent remplace l'antigène étudié → la réponse est spécifique

Exemple : ovalbumine au lieu d'hémagglutinine : anticorps anti-hémagglutinine à $2$
Si un arc apparaît entre un sérum et un antigène (Ouchterlony) → le sérum contient des anticorps contre CET antigène

Exemple : sérum du jour 21 : arcs avec l'hémagglutinine de la souche, pas avec celle d'un autre virus
Si les cellules cibles viennent d'un autre individu, infectées par le même virus → les LT reconnaissent l'antigène présenté par le CMH de leur propre individu

Exemple : LT CD8 de Hugo : $62$ % de cellules détruites chez lui, $5$ % chez un autre donneur
Si deux courbes évoluent en même temps → hypothèse seulement : une coïncidence de dates ne prouve pas une cause

la preuve vient d'une expérience où l'on retire ou ajoute le facteur

Si deux facteurs changent à la fois, aucune branche ne s'applique : l'expérience ne démontre rien, il faut le dire.

La rédaction attendue

Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.

L'exposé « comment l'immunité adaptative élimine un virus »

Quand l'utiliser : « Expliquez comment... », avec une infection virale, souvent la grippe, et des documents d'aide.

1 Introduction : le virus entre dans des cellules, l'immunité innée réagit d'abord ; poser le problème (spécificité, délai).
2 Déclenchement : la cellule présentatrice capture le virus, migre vers un ganglion et présente des fragments, associés au CMH, aux LT ; les LB reconnaissent le virus libre.
3 Sélection clonale parmi un répertoire préexistant, puis amplification et différenciation ; rôle des LT auxiliaires et des interleukines.
4 Élimination : anticorps contre le virus libre, complexes immuns phagocytés ; LT cytotoxiques contre les cellules infectées.
5 Conclusion : spécificité par sélection, délai par amplification d'un clone rare ; cellules mémoire évoquées ; schéma bilan.

Phrase de conclusion

« L'antigène sélectionne de rares lymphocytes préexistants dont le récepteur lui est complémentaire ; leur amplification puis leur différenciation clonales expliquent le délai de plusieurs jours de la réponse adaptative. »

Le piège : Raconter les anticorps sans dire d'où ils viennent : sans la sélection clonale, ni la spécificité ni le délai ne sont expliqués.

Barème : Organisation et schéma : environ un tiers des points ; exactitude et complétude des étapes : un tiers ; vocabulaire et exemples : un tiers.

Vérifier avant de rendre

Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.

Chaque cellule a sa colonne

Pour chaque cellule nommée, vérifiez ce qu'elle devient et ce qu'elle vise avec le tableau de synthèse.

« Le LT CD8 sécrète des anticorps » : la phrase mélange deux colonnes, elle est fausse.
Un verbe de sélection, jamais de fabrication

Relisez chaque phrase où l'antigène est sujet : il « sélectionne » ou « active ».

« L'antigène induit la fabrication d'un anticorps adapté » perd la question ; « l'antigène sélectionne les LB qui le reconnaissent » la gagne.
Un dénombrement est un produit

Un nombre de combinaisons doit dépasser la somme des pièces.

$150$ segments et seulement $71$ anticorps possibles : le calcul est une somme, il est faux. Il en sort $1\,920\,000$ .
Une conclusion par témoin

Pour chaque phrase « ceci est nécessaire », nommez le lot qui ne diffère que par ceci.

Pas de lot nommé : la conclusion ne vaut que la moitié des points.

L'exercice type décortiqué

Lire un test d'Ouchterlony et en tirer trois conclusions

Une souris a reçu deux injections d'ovalbumine, une protéine du blanc d'œuf. Trois semaines plus tard, son sérum est déposé au centre d'un gel. Puits 1 : ovalbumine ; puits 2 : lysozyme, autre protéine du blanc d'œuf ; puits 3 : albumine de souris ; puits 4 : blanc d'œuf entier ; puits 5 : albumine de bœuf.

Des arcs apparaissent avec les puits 1 et 4 seulement. Le sérum d'une souris non injectée, testé contre les mêmes puits, ne donne aucun arc. Interprétez.

Deux arcs seulement, entre le sérum et les puits 1 et 4 ; aucun avec les puits 2, 3 et 5.

Étape 1

Je vois : un arc entre le puits central et les puits 1 (ovalbumine) et 4 (blanc d'œuf) ; aucun avec 2, 3 et 5.

Pourquoi

On relève d'abord, sans interpréter : c'est la partie « je vois », qui rapporte ses points seule.

Étape 2

Je sais : un arc est un réseau insoluble d'anticorps et d'antigène, un complexe immun, qui se forme quand les anticorps reconnaissent l'antigène du puits.

Pourquoi

La connaissance qui transforme un trait blanc en information : sans elle, le relevé ne mène à rien.

Étape 3

J'en déduis : le sérum contient des anticorps anti-ovalbumine ; le blanc d'œuf entier forme un arc parce qu'il contient de l'ovalbumine.

Pourquoi

Le puits 4 n'est pas un nouvel antigène : c'est un mélange qui contient le premier.

Étape 4

Aucun arc avec le lysozyme, pourtant présent dans le blanc d'œuf, ni avec l'albumine de bœuf : les anticorps sont spécifiques de l'ovalbumine.

Pourquoi

La spécificité se démontre par des antigènes voisins qui ne réagissent PAS.

Étape 5

Aucun arc avec l'albumine de souris, protéine du soi : pas d'anticorps contre le soi, conséquence de la première sélection.

Pourquoi

Le puits 3 relie le document au cours : une phrase de plus, un point de plus.

Étape 6

Vérification : la souris non injectée ne donne aucun arc ; les anticorps sont donc apparus après les injections.

Pourquoi

Le témoin, qui ne diffère que par l'injection, attribue les arcs à la réponse adaptative.

Conclusion rédigée

L'injection d'ovalbumine a déclenché la production d'anticorps spécifiques de l'ovalbumine, sans réaction contre les autres protéines du blanc d'œuf ni contre le soi : la réponse adaptative est spécifique, et elle ne produit pas d'anticorps contre l'organisme lui-même.

L'erreur classique sur cet exercice : Conclure « la souris fabrique des anticorps contre le blanc d'œuf » : le lysozyme, présent dans le blanc d'œuf, ne donne aucun arc.

À savoir par cœur

• Immunité adaptative : vertébrés seulement, SPÉCIFIQUE, en coopération avec l'immunité innée qui la déclenche.
• Répertoire formé AU HASARD avant toute rencontre ; première sélection contre le soi ; seconde sélection par l'antigène.
• Sélection, amplification, différenciation clonales : plusieurs jours au premier contact.
• LB, puis plasmocytes, puis anticorps contre l'antigène libre ; LT CD8, puis LT cytotoxiques contre les cellules infectées.
• LT CD4, puis LT auxiliaires : interleukines qui stimulent les LB et les LT CD8 sélectionnés.
• Anticorps : deux chaînes lourdes, deux légères, deux sites ; la partie variable fait la spécificité.
• VIH : il infecte surtout les LT CD4, et les deux réponses adaptatives s'effondrent.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre un lymphocyte B et un plasmocyte ?

Le lymphocyte B est une petite cellule qui porte sur sa membrane des milliers d'anticorps identiques, ses récepteurs. Quand un antigène le sélectionne, il se multiplie, puis certaines cellules de son clone se différencient en plasmocytes : des cellules plus grandes, riches en réticulum endoplasmique, qui sécrètent en grande quantité des anticorps de la même spécificité.

Pourquoi la réponse immunitaire adaptative met-elle plusieurs jours ?

Parce que les lymphocytes capables de reconnaître un antigène donné sont très rares au départ. Après leur sélection par l'antigène, ils doivent se multiplier pendant plusieurs jours, une dizaine de divisions au moins, puis se différencier en plasmocytes ou en lymphocytes T cytotoxiques. C'est ce temps d'amplification et de différenciation clonales qui fait le délai.

Comment notre corps peut-il fabriquer des millions d'anticorps avec si peu de gènes ?

Les gènes des anticorps sont découpés en segments. Dans chaque lymphocyte B en formation, un segment de chaque famille est choisi au hasard et réuni aux autres, puis une chaîne lourde s'assemble avec une chaîne légère. Le nombre de combinaisons est un produit : quelques centaines de segments donnent environ deux millions d'anticorps, et davantage encore avec les jonctions imprécises.

Quel est le rôle des lymphocytes T CD4 dans l'immunité ?

Après avoir été sélectionnés par un fragment d'antigène que leur présente une cellule présentatrice, les lymphocytes T CD4 se multiplient et deviennent des lymphocytes T auxiliaires. Ils sécrètent des interleukines, qui stimulent la multiplication et la différenciation des lymphocytes B et des lymphocytes T CD8 sélectionnés par le même antigène. Sans eux, les deux réponses adaptatives s'effondrent.

Pourquoi le VIH affaiblit-il tout le système immunitaire ?

Le VIH infecte surtout les lymphocytes T CD4, qui portent la molécule à laquelle il se fixe. Sans traitement, leur nombre baisse pendant des années. Or ces cellules, devenues auxiliaires, sont nécessaires pour activer les lymphocytes B et les lymphocytes T CD8. Leur disparition prive donc l'organisme des réponses par anticorps et par cellules cytotoxiques, d'où les maladies opportunistes du sida.

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© Ahmed Squalli Houssaini. Fiche publiée sur www.letuteurscientifique.ca/fiches/1svt-immunite-adaptative. Libre pour l'usage personnel et en classe ; sa republication ailleurs demande une autorisation écrite (mentions légales).

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5. Mélanger les deux lignées de lymphocytes

6. Choisir un témoin qui diffère de plus d'un facteur

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8. Écrire que le VIH détruit tous les lymphocytes

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Questions fréquentes

Quelle est la différence entre un lymphocyte B et un plasmocyte ?

Pourquoi la réponse immunitaire adaptative met-elle plusieurs jours ?

Comment notre corps peut-il fabriquer des millions d'anticorps avec si peu de gènes ?

Quel est le rôle des lymphocytes T CD4 dans l'immunité ?

Pourquoi le VIH affaiblit-il tout le système immunitaire ?

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