(Thme 3A) (Activit 19: La raction immunitaire adaptative mdiation humorale)

(Comptences travailles)

(Notions construireAlors que l'immunit inne est largement rpandue chez les tres vivants, l'immunit adaptative est propre aux vertbrs. Elle s'ajoute l'immunit inne et assure une action plus spcifique contre des molcules, ou partie de molcules. Les cellules de l'immunit adaptative ne deviennent effectrices qu'aprs une premire rencontre avec un antigne grce aux phnomnes de slection, d'amplification et de diffrenciation clonales. Les dfenses adaptatives associes avec les dfenses innes permettent normalement d'liminer la cause du dclenchement de la raction immunitaire. ) (AttitudesFaire preuve dautonomie et de curiositMontrer de l'intrt pour les progrs scientifiques et techniques)

(CapacitsRecenser, extraire et exploiter des informations, y compris exprimentales, sur les cellules et les molcules intervenant dans l'immunit adaptative. Concevoir et raliser une exprience permettant de caractriser la spcificit des molcules intervenant dans l'immunit adaptative Concevoir et raliser des expriences permettant de mettre en vidence les immunoglobulines lors de la raction immunitaire.)

Une semaine aprs son passage aux urgences, lenfant bless la cuisse revient avec ses parents affols car les ganglions de laine de leur enfant a augment de volume. Vous souponner que le gonflement de ce ganglion lymphatique est une raction lintroduction dans lorganisme de cet enfant de bactries par lorifice de la piqure.

A partir des documents proposs et vos connaissances, vous allez expliquer aux parents les mcanismes immunitaires adaptatifs mis en jeu.

Document 1: Electrophorse des protines sriques de lenfant ( gauche) compare celle dun tmoin ( droite)

Les anticorps sont des glycoprotines synthtises par les plasmocytes, que lon retrouve dans le plasma et dans dautres liquides biologiques. Du point de vue fonctionnel, les anticorps ont t dcrits lorigine comme une classe de protines sriques induites suite l'introduction dans lorganisme d'un lment

tranger (gnralement un pathogne) et qui se lient spcifiquement au corps tranger qui a provoqu leur synthse. Par la suite, on a mis en vidence que les lymphocytes B possdent une forme membranaire de cet anticorps comme rcepteur pour lantigne (on parle de BCR pour "B cell receptor").

Les anticorps scrts sont structurellement identiques leur quivalent membranaire ( lexception dun segment transmembranaire et dune petite partie intracytoplasmique que lon ne retrouve que dans la version membranaire). Les anticorps sont aussi appels immunoglobulines car on les retrouve, aprs

lectrophorse des protines du srum, dans les diffrentes fractions (, et ) des globulines. On distingue cinq classes dimmunoglobulines : IgG, IgM, IgA, IgE et IgD, dont la structure repose chez lHomme sur un modle quatre chanes (deux lourdes identiques et deux lgres identiques). Le terme de gammaglobulines (que lon rencontre souvent dans les rsultats danalyses sanguines) nest pas strictement quivalent celui dimmunoglobulines.

Document 2: Observations microscopiques de ganglions lymphatiques (p 311)

Document 3: Observations microscopiques lectroniques danticorps et de complexes immuns (Livre p 312 et 317)

On met des anticorps (solubles) en prsence d'antignes (solubles). On obtient un prcipit (insoluble) appel complexe immun.

(Photo a (x 500 000):Complexe immunPhoto b (x1000 000):Une molcule d'anticorps (en forme de "Y"))

Document 4: Le Test d'Ouchterlony (Livre p 316)

Principe :

Cest limmunodiffusion sur gel: les solutions dposes dans les puits creuss dans le gel diffusent de faon homogne dans toutes les directions autour du puits. Deux auroles de diffusion peuvent donc entrer en contact lorsquelles ont suffisamment progress. Cette zone de contact se traduit par un arc de prcipitation visible lil nu lorsque les deux solutions ragissent (complexe immun insoluble).

But de l'exprience :

On veut montrer que les molcules intervenant lors de la rponse adaptative sont spcifiques de lantigne. Pour cela, on a inject un antigne un lapin: de lalbumine de buf. Trois semaines plus tard, on prlve du srum ce lapin (tube S) afin de rechercher la prsence d'anticorps. Vous allez donc tester la spcificit de ce srum l'aide de diffrents antignes :

tube S : srum de lapin ( qui on a inject un antigne)

tube A : eau distille (tmoin)

tube B : Casine

tube C : Hmoglobine

tube D : Albumine de buf

tube E : Ovalbumine

Attention, tous les produits utiliss sont des produits de substitution et non de vritables anticorps et antignes.

Prparation dun gel dAgar couler dans une bote de Ptri

Peser dans la coupelle 0,2g dAgar prlevs laide dune spatule.

Verser 14 mL d'eau puis lAgar dans un Bcher et dissoudre soigneusement lAgar avec la spatule.

Chauffer le mlange en remuant la spatule jusqu' ce que le mlange devienne limpide et arrter au tout dbut de lbullition.

Retirer laide de la pince en bois et dposer environ 5 mL de gel dAgar chaud et fluide dans une bote de Ptri.

Egaliser le niveau et supprimer rapidement les bulles.

Ne pas remuer la bote avant prise du gel dAgar : environ 5 min.

Ralisation des tests

Creuser les puits ncessaires avec lemporte-pice dans la glose de la bote de Ptri (un trou central et 5 trous autour) avec un gabarit. Utiliser le cure-dent pour liminer les disques de glose si ncessaire. Attention ne pas fendre la glose.

Marquer, sous la boite de Ptri, la disposition des produits dposer dans les puits permettant de rvler la raction de lanticorps tudi avec les diffrents antignes proposs. Complter le schma de la bote de ptri ci-dessous en indiquant la disposition des diffrents produits.

Remplir les puits. Le produit prlev dans un tube avec un compte goutte propre doit tre dpos dans le puits appropri sans dbordement ni bulles et sans endommager le gel dagar. La surface de dpt doit tre plane (ni concave, ni convexe).

Prvoir les rsultats , si notre hypothse de spcificit des anticorps par rapport un antigne est juste.

Observer les rsultats une demi-heure plus tard, en plaant la bote sur un fond noir en utilisant un clairage rasant. Noter ces rsultats sur le schma de la bote ci-dessous.

Conclure.

Raliser un schma, l'chelle molculaire, permettant d'expliquer les rsultats obtenus.

Schma de la boite de Ptri

Document 5: Mise en vidence de la structure des anticorps par le modlisation virtuel avec le logiviel Rastop (Livre p 312)

Ouvrir le fichier iggtotal.pdb avec le logiciel Rastop. . Ce fichier reprsente une immunoglobuline humaine (= Anticorps) entire anti-VIH. Afficher cette molcule en rubans. Colorer chaque chane diffremment. Afficher les ponts disulfures prsents entre les chanes.

Sans fermer Rastop, ouvrir le dossier igg-si.edi avec Anagne. Il contient les 4 squences correspondant aux quatre chanes de limmunoglobuline observe avec Rastop. Attribuer les squences h, i, l, m, aux 2 types de chanes mises en vidence la question prcdente.

Comparer ces squences 2 2 (deux chanes lourdes h et i, deux chaines lgres l et m).

Ouvrir, avec Anagne, le dossier igg-vi.edi. Il contient 8 squences correspondant aux chanes lourdes et lgres de 4 Anticorps diffrents.

Effectuer une comparaison des chanes lgres dune part, et des chanes lourdes dautre part.

Noter vos observations. Formuler une hypothse sur la fonction de cette partie variable.

Complter et lgender le schma ci-contre dune molcule danticorps.

Fichiers Rastop: iggtotal.pdb

Fichiers Anagne: igg-si.edi, igg-vi.edi.

Document 6: Mise en vidence de aa fonction des anticorps (Livre p 312)

Dans Rastop ouvrir 1ACY et 1E 6J qui reprsentent les extrmits dun des deux bras courts de deux anticorps anti VIH diffrents lis avec un antigne (gp120 et p24). Afficher simultanment ces deux reprsentations molculaires lcran. Pour chacune, reprsenter lantigne sous la forme de sphres rouges et la partie variable de lanticorps identifie sous forme de rubans colors comme prcdemment pour chacune des deux chanes. Colorer le fond dcran en blanc.

Copier vos images sous Word et utiliser les fonctionnalits de Word pour les lgender.

Prciser la localisation de la zone de fixation de lAntigne.

Localisation dun dterminant antignique

La reconnaissance est la liaison spcifique dune partie de lanticorps avec une zone particulire de lantigne, appele dterminant antignique

1- Ouvrir dans ANAGENE le fichier sida03.edi .

2- Localiser, laide des fonctionnalits du logiciel, la partie de la squence de la protine p24 qui correspond au dterminant antignique 5.3.

3- Noter les numros des acides amins correspondants.

4- Ouvrir le fichier p24.pdb avec le logiciel RASTOP.

5- Mettre en vidence le dterminant antignique 5.3 laide des fonctionnalits du logiciel RASTOP.

Visualisation de la liaison entre le dterminant antignique et lanticorps spcifique.

1- Ouvrir le fichier p24+Ac1.pdb, qui reprsente lassociation de la protine p24 avec un fragment de lanticorps Ac1.

2- Identifier : lanticorps (chanes H et L), la protine p24 (chane p) et le dterminant antignique 5.3 laide des fonctionnalits du logiciel RASTOP.

3- Colorer en blanc le fond de la fentre.

4- Choisir l'angle de vue des molcules et copier le schma.

5- Coller le schma dans un document Word.

6- Lgender le schma et lui donner un titre.

7- Ouvrir le fichier p24+Ac2.pdb, qui reprsente lassociation de la protine p24 avec un fragment de lanticorps Ac2.

8- Refaire de nouveau les tapes B2 B6.

9- Comparer les liaisons entre lantigne p24 et les anticorps Ac1 et Ac2

Document 7: Slection clonale, prolifration et diffrenciation des lymphocytes B

Document 8 : Mise en vidence de la monospcificit des Rcepteurs des Lymphocytes B (BCR B Cell Receptor)

(Corticodes : Ils ont de multiples effets sur lorganisme : augmentation du taux de glucose sanguin, accroissement de la rtention deau et dions sodium, limination accrue dions potassium.)

(3)