Immunité adaptative : lymphocytes B et T

Complète avec le mot exact.

1. La petite région précise d’une molécule étrangère que reconnaît un anticorps s’appelle un .
   Un épitope : une grosse protéine de microbe en porte plusieurs, chacun reconnu par des lymphocytes différents.
2. Les ganglions lymphatiques, où séjournent les lymphocytes, sont des organes .
   Des organes lymphoïdes : les lymphocytes y séjournent et c’est là que se déclenchent les réponses.
3. Les lymphocytes T achèvent leur maturation dans le .
   Dans le thymus ; les LB, eux, achèvent la leur dans la moelle osseuse, où naissent tous les lymphocytes.
4. L’organe situé sous les côtes, à gauche, qui filtre le sang et où séjournent de nombreux lymphocytes, est la .
   Dans la rate, qui filtre le sang, comme les ganglions filtrent la lymphe.
5. Les cellules qui ont capturé l’antigène au lieu de l’infection gagnent le ganglion le plus proche en suivant la .
   La lymphe : les cellules dendritiques y circulent jusqu’au ganglion, où elles présentent l’antigène aux lymphocytes T.
6. Une défense dirigée contre un seul antigène, et pas contre les autres, est dite .
   Une défense spécifique : c’est la marque de l’immunité adaptative.

Innée ou adaptative ? Écris : innée ou adaptative.

1. Elle existe chez la moule et chez l’étoile de mer. →
   Défense innée : elle existe chez tous les animaux, l’adaptative chez les vertébrés seulement.
2. Lors d’un premier contact, elle met plusieurs jours à agir. →
   Réponse adaptative : il faut sélectionner, multiplier et différencier les rares lymphocytes spécifiques.
3. Après l’infection, elle laisse des cellules à longue durée de vie qui reconnaissent le même microbe. →
   Réponse adaptative : elle laisse des cellules mémoire.
4. Ses cellules reconnaissent des motifs communs à de très nombreuses bactéries. →
   Défense innée : elle reconnaît des motifs partagés, pas un antigène précis.
5. Une rougeur, une chaleur et un gonflement apparaissent en quelques heures autour d’une piqûre. →
   Réaction innée : c’est la réaction inflammatoire, immédiate.
6. Des anticorps se fixent sur la toxine de la diphtérie, et pas sur celle du tétanos. →
   Réponse adaptative : un anticorps ne reconnaît qu’un antigène.

Raisonne et réponds par un mot.

1. Autour d’une écharde, une rougeur apparaît en 4 h ; lors d’un premier contact, les premiers anticorps contre ce microbe n’apparaissent qu’au 7e jour (valeurs choisies). La réponse adaptative arrive fois plus tard.
   7 jours = 7 × 24 = 168 h ; 168 ÷ 4 = 42. Sans convertir les jours en heures, on trouverait 7 ÷ 4 : une erreur d’unités. Pendant ce délai, l’immunité innée freine seule l’infection.
2. Un élève écrit que l’immunité adaptative remplace l’immunité innée. Pourtant, ce sont des cellules de l’immunité innée qui détruisent les complexes immuns, par .
   Par phagocytose : l’innée déclenche l’adaptative, puis agit avec elle jusqu’à la fin de la réaction.
3. Requin, pieuvre, grenouille, moustique, saumon, escargot : de ces animaux possèdent une immunité adaptative.
   Trois : le requin, la grenouille et le saumon, qui sont des vertébrés ; la pieuvre, le moustique et l’escargot, invertébrés, n’ont que l’immunité innée.
4. Les cellules qui font le lien entre immunité innée et adaptative, en présentant l’antigène aux LT dans les ganglions, sont les cellules .
   Les cellules dendritiques, cellules présentatrices de l’antigène.
5. Le système immunitaire est diffus : il interagit avec d’autres organes, comme le cerveau ou l’.
   L’intestin : le système immunitaire n’est pas un organe isolé.
6. Au cours de l’évolution, l’immunité adaptative est apparue après l’immunité .
   Après l’immunité innée, présente chez l’ancêtre commun des animaux ; l’adaptative s’y est ajoutée chez les vertébrés.

Complète avec le mot exact.

1. Le récepteur d’un lymphocyte T s’appelle le .
   Le TCR (récepteur des cellules T).
2. Le récepteur d’un lymphocyte B, un anticorps ancré dans sa membrane, s’appelle le .
   Le BCR (récepteur des cellules B).
3. L’assemblage au hasard d’un segment V, d’un segment D et d’un segment J dans l’ADN d’un lymphocyte s’appelle la .
   La recombinaison : l’ADN situé entre les segments choisis est éliminé.
4. Le prix Nobel 1987 a récompensé la découverte de l’origine génétique de la diversité des anticorps par Susumu .
   Tonegawa, qui l’avait montrée avec Hozumi en 1976.
5. Les lymphocytes dont le récepteur reconnaît les molécules de l’organisme sont éliminés : c’est la tolérance du .
   La tolérance du soi, pendant la maturation dans la moelle osseuse ou le thymus.
6. L’ensemble des lymphocytes d’un individu, avec tous leurs récepteurs différents, forme son .
   Son répertoire immunitaire.

Calcule (valeurs arrondies, choisies pour l’exercice).

1. 45 segments V, 23 D et 6 J pour la chaîne lourde : chaînes lourdes
   45 × 23 × 6 = 6 210.
2. 38 segments V et 5 J pour les chaînes κ : chaînes κ
   38 × 5 = 190.
3. 29 segments V et 5 J pour les chaînes λ : chaînes λ
   29 × 5 = 145.
4. Avec ces deux familles, nombre de chaînes légères :
   Une chaîne légère est κ ou λ : 190 + 145 = 335.
5. Nombre d’anticorps avec ces chaînes lourdes et légères :
   6 210 × 335 = 2 080 350, soit environ 2 millions.
6. Avec 23 D et 6 J, combien faut-il de segments V pour obtenir 5 244 chaînes lourdes ?
   23 × 6 = 138 ; 5 244 ÷ 138 = 38 segments V.
7. Si une personne n’avait que ces chaînes κ, sans chaînes λ, son nombre d’anticorps serait divisé par (au centième).
   335 ÷ 190 ≈ 1,763, soit 1,76 : les chaînes λ ajoutent des combinaisons, elles ne les multiplient pas.
8. Une personne a 44 segments V de chaîne lourde au lieu de 45 (avec 23 D et 6 J) : elle a chaînes lourdes possibles de moins.
   Un segment V de moins retire toutes ses combinaisons avec les D et les J : 23 × 6 = 138.

Raisonne et calcule.

1. Avec 44 V, 23 D et 6 J, un élève additionne : 44 + 23 + 6 = 73 chaînes lourdes. Le vrai nombre est fois plus grand (à l’unité).
   44 × 23 × 6 = 6 072 ; 6 072 ÷ 73 ≈ 83,2, soit 83 fois plus : additionner les segments sous-estime énormément la diversité.
2. On suppose que chacune des 3 jonctions d’un anticorps (2 dans la chaîne lourde, 1 dans la légère) multiplie la diversité par 10. Une diversité de 10⁶ combinaisons passe à 10 puissance .
   10 × 10 × 10 = 10³ ; 10⁶ × 10³ = 10⁹ : la puissance vaut 9.
3. « Chaque anticorps a son propre gène. » Avec 2 × 10⁶ anticorps différents, il faudrait fois plus de gènes que les 20 000 gènes du génome humain.
   2 000 000 ÷ 20 000 = 100 : impossible, d’où la combinatoire de segments.
4. Sur 1 000 jeunes LT, 970 sont éliminés avant de quitter leur organe de formation (valeur choisie). Pourcentage qui en sort : %
   1 000 − 970 = 30 ; 30 ÷ 1 000 = 0,03 = 3 %.
5. Environ 150 segments de gènes d’anticorps sur 20 000 gènes : % des gènes (au centième).
   150 ÷ 20 000 = 0,0075 = 0,75 % : très peu de gènes pour des millions d’anticorps.
6. Le récepteur d’un LB qui reconnaît un virus apparu en 2019 a été produit au hasard pendant la de ce LB, avant tout contact.
   Pendant sa maturation : l’antigène ne fabrique pas le récepteur, il le trouve déjà dans le répertoire.

Complète avec le mot exact.

1. Seuls les lymphocytes dont le récepteur reconnaît l’antigène sont activés : c’est la sélection .
   La sélection clonale : l’antigène choisit des lymphocytes qui existaient avant lui.
2. Le lymphocyte sélectionné se multiplie par successives.
   Par mitoses : les cellules filles sont génétiquement identiques.
3. Toutes les cellules d’un clone portent le même , donc la même spécificité.
   Le même récepteur (BCR ou TCR) : elles reconnaissent toutes le même épitope.
4. Un LB sélectionné se différencie surtout en , qui sécrètent des anticorps.
   En plasmocytes.
5. Des cellules à longue durée de vie, issues du clone, persistent après l’infection : ce sont les cellules .
   Les cellules mémoire.
6. Chez l’être humain, la réponse adaptative à un premier contact demande plusieurs .
   Plusieurs jours : le temps de sélectionner, d’amplifier et de différencier les lymphocytes.

Calcule (chaque division double l’effectif).

1. 3 divisions : cellules
   2³ = 8.
2. 8 divisions : cellules
   2⁸ = 256.
3. Un cycle de 6 h pendant 90 h : divisions
   90 ÷ 6 = 15.
4. Effectif du clone correspondant : cellules
   2¹⁵ = 32 768.
5. Un clone de 65 536 cellules issu d’un seul lymphocyte : divisions
   65 536 = 2¹⁶ : 16 divisions.
6. Ces 16 divisions ont duré 112 h : un cycle dure h
   112 ÷ 16 = 7 h.
7. 3 lymphocytes sélectionnés font chacun 7 divisions : cellules en tout
   2⁷ = 128 ; 3 × 128 = 384.
8. Nombre minimal de divisions pour dépasser 1 000 cellules à partir d’un lymphocyte :
   2⁹ = 512 < 1 000 < 2¹⁰ = 1 024 : 10 divisions.

Raisonne et calcule.

1. Un élève écrit que 12 divisions donnent 2 × 12 = 24 cellules. Le vrai effectif est fois plus grand (au dixième).
   2¹² = 4 096 ; 4 096 ÷ 24 ≈ 170,67, soit 170,7 fois plus.
2. Un LT activé met 30 h avant sa première division, puis se divise toutes les 6 h. Au bout de 6 jours, son clone compte cellules.
   6 jours = 6 × 24 = 144 h ; 144 − 30 = 114 h de divisions ; 114 ÷ 6 = 19 divisions ; 2¹⁹ = 524 288 cellules.
3. Un élève oublie ces 30 h d’attente et compte 144 ÷ 6 = 24 divisions : il surestime le clone d’un facteur .
   2²⁴ ÷ 2¹⁹ = 2⁵ = 32 : 5 divisions de trop multiplient l’effectif par 32, pas par 5.
4. Un clone de 3 000 cellules : si 4 % deviennent des cellules à longue durée de vie, cela fait cellules de ce type.
   3 000 × 0,04 = 120.
5. Nombre de divisions entre un clone de 2 cellules et un clone de 2 097 152 cellules :
   2 097 152 = 2²¹ et 2 = 2¹ : 21 − 1 = 20 divisions.
6. Pendant les premiers jours d’une infection, seule l’immunité innée freine l’agent : la réponse adaptative n’est efficace qu’après la sélection, l’amplification et la des lymphocytes.
   La différenciation en cellules effectrices (plasmocytes, LT cytotoxiques, LT auxiliaires).

Complète avec le mot exact (structure de l’anticorps).

1. Les deux chaînes lourdes d’un anticorps sont entre elles.
   Elles sont identiques, comme les deux chaînes légères.
2. Les quatre chaînes d’un anticorps sont reliées par des ponts .
   Des ponts disulfures.
3. À l’extrémité des deux bras du Y, les régions forment les sites de fixation de l’antigène.
   Les régions variables, qui diffèrent d’un clone à l’autre.
4. Un anticorps possède sites de fixation de l’antigène.
   Deux sites, un au bout de chaque bras.
5. La fixation d’un anticorps sur l’antigène repose sur une complémentarité de .
   Une complémentarité de forme.
6. Chaque bras du Y est formé d’une partie de chaîne lourde et d’une chaîne .
   Une chaîne légère.

Complète avec le mot exact (action des anticorps).

1. Une toxine couverte d’anticorps ne peut plus se fixer sur ses cellules cibles : elle est .
   Elle est neutralisée.
2. Les phagocytes portent des récepteurs à la région des anticorps : ils reconnaissent les complexes immuns.
   La région constante, en particulier le pied du Y.
3. Un LB porte des anticorps dans sa membrane, mais c’est le plasmocyte qui les massivement.
   Le plasmocyte les sécrète : c’est le piège LB / plasmocyte.
4. Un LB reconnaît l’antigène sous sa forme , c’est-à-dire entière, libre ou à la surface d’un microbe.
   Sous sa forme native, grâce à son BCR.
5. Tous les anticorps sécrétés par un même clone reconnaissent le même .
   Le même épitope : celui du BCR du LB d’origine.
6. Les anticorps agissent dans les liquides de l’organisme, sur des cibles situées des cellules.
   Hors des cellules : ils ne traversent pas la membrane plasmique.

Raisonne et calcule.

1. Test d’Ouchterlony : arcs face au sérum dilué de 1/2 à 1/128, rien à 1/256. Titre :
   Plus forte dilution qui donne encore un arc : 1/128.
2. Au 1/256, pas d’arc : les anticorps y sont trop peu pour former un précipité visible.
   Trop peu concentrés : pas d’arc ne veut pas dire aucun anticorps.
3. Ce même sérum, déjà dilué 2 fois par erreur avant le test, donne son dernier arc face à la dilution 1/.
   Le sérum de départ est 2 fois moins concentré : il atteint le seuil 2 fois plus tôt, 128 ÷ 2 = 64. Le dernier arc est au 1/64, mais le titre du sérum d’origine reste 1/128.
4. Un plasmocyte libère 1 500 anticorps par seconde (valeur choisie). En 10 min : anticorps
   10 min = 600 s ; 1 500 × 600 = 900 000.
5. Un antigène porte 4 épitopes différents : au moins clones différents produisent des anticorps contre lui.
   Au moins 4 : chaque clone ne reconnaît qu’un épitope.
6. Pour relier en chaîne 10 molécules d’antigène (antigène–anticorps–antigène…), il faut au minimum anticorps.
   Chaque anticorps relie deux antigènes voisins par ses deux sites : 10 antigènes, 9 liaisons, donc 9 anticorps.

Quel lymphocyte ? Écris : LB, LT CD4 ou LT CD8.

1. Il reconnaît l’antigène entier grâce à un anticorps membranaire. →
   LB, par son BCR.
2. Il devient un lymphocyte qui tue des cellules infectées. →
   LT CD8 → LT cytotoxique.
3. Il sécrète des interleukines qui stimulent les autres lymphocytes. →
   LT CD4 → LT auxiliaire.
4. Il est la cible du VIH. →
   LT CD4 : le VIH se fixe sur la molécule CD4.
5. Il se différencie en plasmocyte. →
   LB.
6. Ses cellules effectrices libèrent de la perforine et des granzymes. →
   LT CD8, devenus LT cytotoxiques.

Complète avec le mot exact.

1. Le CMH est une molécule de la cellule qui le peptide antigénique au TCR.
   Il le présente : le TCR reconnaît l’ensemble peptide + CMH.
2. La perforine perce la de la cellule cible.
   La membrane plasmique.
3. Les granzymes déclenchent l’ de la cellule cible.
   L’apoptose, mort programmée de la cellule.
4. Les LT CD4 activés deviennent des LT .
   Des LT auxiliaires.
5. Cette aide des LT CD4 aux LB et aux LT CD8 s’appelle la cellulaire.
   La coopération cellulaire.
6. Un virus caché dans une cellule est éliminé grâce aux LT , qui détruisent cette cellule.
   Les LT cytotoxiques.

Exploite les résultats (valeurs choisies pour l’exercice).

1. Une cellule infectée dont le CMH ne porte plus de fragment du virus échappe aux LT CD8 activés : elle n’est pas par leur TCR.
   Elle n’est pas reconnue : le TCR ne voit que l’ensemble peptide + CMH, jamais le virus caché dans la cellule.
2. Dans le sang d’une personne en bonne santé : 1 200 LT CD4 et 600 LT CD8 par mm³ (valeurs choisies). Rapport CD4 ÷ CD8 :
   1 200 ÷ 600 = 2.
3. Chez une personne infectée par le VIH depuis des années : 300 LT CD4 et 1 000 LT CD8 par mm³. Rapport CD4 ÷ CD8 :
   300 ÷ 1 000 = 0,3 : le rapport s’effondre, car le VIH détruit les LT CD4.
4. En culture, un LT CD8 activé met en moyenne 25 min pour détruire une cellule infectée, puis passe à la suivante. En 5 h, il en détruit .
   5 h = 5 × 60 = 300 min ; 300 ÷ 25 = 12 cellules, détruites l’une après l’autre. Diviser 5 par 25 oublierait la conversion des heures en minutes.
5. Pour détruire 6 000 cellules infectées en 5 h, il faut au moins lymphocytes de ce type.
   Chacun en détruit 12 en 5 h : 6 000 ÷ 12 = 500 LT cytotoxiques, que seule l’amplification clonale des rares LT CD8 sélectionnés peut fournir.
6. Dans les mêmes conditions, autant de LT CD4 activés, mis seuls avec ces cellules, en détruisent .
   Aucune : les LT auxiliaires sécrètent des interleukines mais ne tuent pas ; seuls les LT cytotoxiques, issus des LT CD8, détruisent les cellules infectées.

Quel effecteur ? Écris : anticorps ou LT cytotoxiques.

1. Une cellule de la trachée qui fabrique des virus. →
   Les LT cytotoxiques : le virus est dans la cellule.
2. Des virus grippaux libres dans le mucus des bronches. →
   Les anticorps : le virus est hors des cellules.
3. Empêcher l’hémagglutinine du virus de se fixer sur une nouvelle cellule. →
   Les anticorps, qui neutralisent le virus.
4. Tuer une cellule infectée par le virus grippal. →
   Les LT cytotoxiques.
5. Supprimer une source de nouveaux virus. →
   Les LT cytotoxiques : en tuant la cellule infectée, ils arrêtent la fabrication de virus.
6. Agglutiner des virus pour faciliter leur élimination. →
   Les anticorps, grâce à leurs deux sites.

Complète (d’après le cours).

1. Chez des volontaires infectés, l’excrétion de virus grippal culmine vers le jour.
   Vers le 2^e jour, bien avant l’arrivée des effecteurs de l’immunité adaptative.
2. Dans le ganglion, les LB reconnaissent les protéines virales entières, les LT un viral associé au CMH.
   Un peptide viral : le TCR ne voit jamais l’antigène entier.
3. Les cellules présentatrices apportent l’antigène viral jusqu’aux lymphatiques.
   Dans les ganglions lymphatiques.
4. Les anticorps anti-hémagglutinine empêchent le virus d’entrer dans les cellules : ce sont des anticorps .
   Des anticorps neutralisants : le virus couvert d’anticorps ne peut plus se fixer sur une cellule.
5. Pour la grippe, les cellules présentatrices du poumon migrent vers les ganglions du cou et du .
   Du thorax, les plus proches des poumons.
6. En moyenne, chez des volontaires, l’excrétion de virus dure environ jours.
   Environ 5 jours (4,8 en moyenne).

Raisonne et réponds.

1. Une souris sans LT CD8 produit des anticorps anti-grippe mais élimine mal le virus : les anticorps n’atteignent pas les virus situés dans les .
   Dans les cellules infectées, qui continuent de produire des virus.
2. Une personne qui n’a presque plus de LT CD4 fait une grippe sévère : sans interleukines, ni les LB ni les LT ne sont stimulés.
   Ni les LT CD8 : c’est la coopération cellulaire qui manque.
3. Dans un essai, 4 × 10⁶ virus grippaux sont mis en présence d’anticorps anti-hémagglutinine ; 0,2 % restent capables d’infecter une cellule (valeurs choisies). Il reste virus infectieux.
   0,2 % = 0,002 ; 4 × 10⁶ × 0,002 = 8 × 10³ = 8 000. Les anticorps réduisent fortement l’infection, mais les virus qui leur échappent entrent dans des cellules : il faut alors les LT cytotoxiques.
4. Une personne guérie d’une grippe peut en refaire une l’hiver suivant, car le virus a changé ses .
   Ses antigènes : les cellules mémoire et les anticorps de l’ancienne grippe ne les reconnaissent plus forcément.
5. Un ganglion du cou grossit pendant une grippe, car les lymphocytes sélectionnés s’y .
   Ils s’y multiplient (amplification clonale).
6. Le pic d’excrétion du virus précède de plusieurs jours l’arrivée des effecteurs : c’est le de la réponse adaptative.
   Le délai de la réponse adaptative, dû à la sélection, à l’amplification et à la différenciation.