Défenses immunitaires : réactions et vaccination

Barrières naturelles, inflammation et phagocytose ; lymphocytes B, anticorps et lymphocytes T ; mémoire, vaccin, sérum et immunité de groupe ; allergie, auto-immunité, immunodéficience et rejet de greffe.

À propos de cette page

Cinq problèmes à partir de documents : Metchnikoff et les larves d’étoile de mer en 1882, le sérum des lapins de Behring et Kitasato, la greffe de rein entre jumeaux de 1954, Jenner et la vaccine en 1796, Pasteur et le petit Joseph Meister mordu par un chien enragé en 1885.

5 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

Je lis chaque document et je note ce qu’il apporte : une observation, une expérience, des chiffres, une date.
Je situe l’intrus : barrière franchie ou non, libre dans le sang ou caché dans une cellule.
Je compare : quel lot survit, lequel meurt ? Quel est le témoin ? Qu’est-ce qui change d’un lot à l’autre ?
Je calcule quand il le faut (durée, écart, rapport), en écrivant l’opération.
Je conclus avec le vocabulaire du cours : phagocytose, antigène, anticorps, lymphocytes, mémoire, vaccin, sérum, rejet.

Problème 1 · Metchnikoff et les épines de rosier★★★Facile

Document 1 — Une expérience à Messine. En 1882, en Sicile, le zoologiste russe Élie Metchnikoff observe au microscope des larves d’étoile de mer, minuscules et transparentes. Il enfonce dans certaines d’entre elles de petites épines de rosier. Le lendemain, des cellules mobiles de la larve se sont rassemblées tout autour des épines.

Document 2 — La suite. Metchnikoff montre ensuite que ces cellules mobiles capturent et digèrent aussi des microbes. Chez l’être humain, des globules blancs font la même chose. Il reçoit le prix Nobel de médecine en 1908, avec Paul Ehrlich, qui étudiait une autre défense : des protéines du sang qui se fixent chacune sur une seule molécule étrangère.

1. Pourquoi choisir des larves transparentes ? On peut y suivre au microscope le déplacement des sans découper l’animal.
Transparentes, les larves laissent voir leurs cellules vivantes en action.
2. Une épine n’est pas un microbe, et pourtant ces cellules l’entourent : leur réaction est non .
Elles s’attaquent à n’importe quel corps étranger : la réaction est non spécifique.
3. Comment s’appellent les globules blancs humains qui capturent et digèrent les microbes ? les
Ce sont les phagocytes (polynucléaires et macrophages).
4. Metchnikoff rapproche ce rassemblement de cellules autour d’un corps étranger de la réaction qui rend une plaie rouge et gonflée chez l’être humain : la réaction .
C’est la réaction inflammatoire : des globules blancs se rassemblent là où l’intrus est entré.
5. Les protéines étudiées par Paul Ehrlich, qui se fixent chacune sur une seule molécule étrangère, sont les .
Ce sont les anticorps, qui reconnaissent chacun un seul antigène.

Problème 2 · Le sérum des lapins de Behring★★★Moyen

Document 1 — Une découverte de 1890. À Berlin, Emil von Behring et Shibasaburō Kitasato rendent des lapins résistants au tétanos. Ils prélèvent ensuite le sérum de ces lapins (le liquide du sang, sans les cellules) et l’injectent à des souris : ces souris résistent ensuite au tétanos.

Document 2 — Le principe de l’expérience (présentation simplifiée).

Souris	Ce qu’elle reçoit d’abord	Puis	Résultat
1	rien	toxine du tétanos	meurt
2	sérum d’un lapin résistant au tétanos	toxine du tétanos	survit
3	sérum d’un lapin jamais exposé au tétanos	toxine du tétanos	meurt
4	sérum d’un lapin résistant au tétanos	toxine de la diphtérie	meurt

Document 3 — Une récompense. En 1901, Behring reçoit le tout premier prix Nobel de médecine, pour avoir soigné la diphtérie en injectant du sérum.

1. Quelle souris montre ce qui arrive sans aucun traitement ? la souris
La souris 1 sert de témoin : la dose de toxine est mortelle.
2. Quelle souris montre que ce n’est pas n’importe quel sérum de lapin qui protège ? la souris
La souris 3 reçoit le sérum d’un lapin jamais exposé au tétanos et meurt : seul le sérum des lapins résistants protège.
3. Ce qui, dans ce sérum, neutralise la toxine, ce sont des .
Des anticorps fabriqués par les lapins contre la toxine du tétanos.
4. La souris 4 meurt : ces anticorps sont de la toxine du tétanos.
Ils ne neutralisent pas la toxine de la diphtérie : ils sont spécifiques.
5. Soigner en injectant des anticorps tout faits s’appelle la .
C’est la sérothérapie : une protection immédiate, mais de courte durée.

Problème 3 · Boston, 1954 : une greffe entre jumeaux★★★Moyen

Document 1 — Une première. Le 23 décembre 1954, à Boston, le chirurgien Joseph Murray greffe à Richard Herrick, dont les reins ne fonctionnent plus, un rein de son frère Ronald. Les deux frères sont des jumeaux vrais, issus de la même cellule-œuf. Le rein greffé fonctionne sans être attaqué ; Richard vit encore huit ans. Joseph Murray recevra le prix Nobel de médecine en 1990.

Document 2 — Aujourd’hui. La plupart des greffes se font entre personnes qui ne sont pas jumelles. Le receveur prend alors, chaque jour et à vie, des médicaments qui freinent ses lymphocytes T.

1. Issus de la même cellule-œuf, les jumeaux vrais ont la même information .
Même information génétique, donc mêmes marqueurs à la surface des cellules.
2. Les cellules du rein de Ronald portent les mêmes marqueurs que celles de Richard : elles ne sont pas reconnues comme .
Rien d’étranger n’est détecté : le rein est accepté.
3. En freinant les lymphocytes T, ces médicaments rendent le receveur plus fragile face aux .
Sa défense est affaiblie : il attrape plus facilement des infections.

Problème 4 · Jenner, une vachère et la variole★★★Moyen

Document 1 — Une observation. Au XVIII^e siècle, la variole, une maladie due à un virus, tue une grande partie des malades. En Angleterre, on remarque que les vachères qui ont attrapé aux mains la vaccine, une maladie bénigne des vaches, n’attrapent pas la variole.

Document 2 — L’expérience de 1796. Le 14 mai, le médecin Edward Jenner prélève du pus sur une lésion de vaccine de la main de la vachère Sarah Nelmes. Il l’introduit par deux petites entailles dans le bras de James Phipps, 8 ans, le fils de son jardinier. L’enfant a un peu de fièvre, puis se rétablit. Le 1^er juillet, Jenner lui inocule de la matière prise sur un malade de la variole : James ne tombe pas malade.

Document 3 — La suite. Le mot « vaccin » vient du latin vacca, la vache. Grâce à la vaccination dans le monde entier, l’Organisation mondiale de la santé déclare la variole éradiquée le 8 mai 1980 : c’est la seule maladie humaine éradiquée à ce jour.

1. Combien de jours séparent les deux inoculations faites à James (14 mai et 1^er juillet) ?
Du 14 au 31 mai : 17 jours ; juin : 30 jours ; puis 1 jour : 17 + 30 + 1 = 48 jours.
2. Les virus de la vaccine et de la variole portent des antigènes très proches : les lymphocytes formés contre la vaccine reconnaissent aussi la variole.
Les lymphocytes mémoire déclenchent une réponse rapide contre la variole, avant la maladie.
3. Dans cette expérience, il manque un enfant : non vacciné, mais exposé de la même façon (ce serait aujourd’hui interdit).
Sans témoin, on ne peut pas être sûr que James n’aurait pas résisté de toute façon.
4. Combien d’années séparent l’expérience de Jenner de l’éradication de la variole ?
1980 − 1796 = 184 ans.

Problème 5 · Pasteur et le petit Joseph Meister★★★Difficile

Document 1 — La morsure. Le 4 juillet 1885, en Alsace, Joseph Meister, 9 ans, est mordu quatorze fois par un chien enragé. Une fois déclarée, la rage est presque toujours mortelle : le virus remonte lentement le long des nerfs jusqu’au cerveau, et les premiers signes n’apparaissent en général qu’après 1 à 3 mois.

Document 2 — Le traitement. Le 6 juillet, à Paris, Louis Pasteur, qui n’est pas médecin, fait pratiquer par le docteur Grancher une première injection : de la moelle épinière de lapin mort de la rage, séchée à l’air pour affaiblir le virus. En 10 jours, Joseph reçoit 13 injections, de moins en moins séchées, donc de plus en plus virulentes. Il ne développera jamais la rage.

Document 3 — Aujourd’hui. Après une morsure grave par un animal suspect, on injecte le vaccin et, en même temps, des anticorps antirabiques tout prêts.

1. Avec une incubation de 1 à 3 mois après le 4 juillet, en quel mois, au plus tôt, les premiers signes de la rage seraient-ils apparus ? en
Un mois après le 4 juillet : le 4 août. Le traitement, commencé le 6 juillet, avait de l’avance.
2. La première réponse des lymphocytes B est lente, mais bien plus courte que le temps mis par le virus pour atteindre le .
Le virus met des semaines à remonter jusqu’au cerveau : la défense a le temps de se mettre en place.
3. On commence par les préparations les plus séchées, car leur virus, très affaibli, lance la défense sans provoquer la .
Le virus très affaibli est un antigène sans danger : il prépare la défense sans donner la rage.
4. Les anticorps antirabiques tout prêts injectés aujourd’hui en même temps que le vaccin forment un .
Un sérum : il agit immédiatement, pendant que le vaccin fait fabriquer au blessé ses propres anticorps et ses lymphocytes mémoire.

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