Cours d’Immunologie (UE IPSP1) - BIRSG Bloc 1 - PDF

UE IPSP1 Cours d’Immunologie BIRSG Bloc 1 Lequeux Audrey (PhD) (d’après le cours de Mme Van Belle) 1  Plan du cours 1. Bactéries 2. Virus 3. Champignons, protozoaires et helminthes 4. Le système lymphatique 5. Le système immunitaire 6. Pathologi...

UE IPSP1 Cours d’Immunologie BIRSG Bloc 1 Lequeux Audrey (PhD) (d’après le cours de Mme Van Belle) 1  Plan du cours 1. Bactéries 2. Virus 3. Champignons, protozoaires et helminthes 4. Le système lymphatique 5. Le système immunitaire 6. Pathologies auto-immunes 7. La physiopathologie des plaies et le bactériocycle 8. Accident vasculaire cérébral (AVC)  Immunologie 1. Introduction et généralités 2. Immunité innée 3. Immunité acquise 4. Immunité artificielle (vaccination, sérothérapie) 1. Introduction et généralités Comment l’organisme se défend-il contre les agents infectieux ? Le système immunitaire 1. Introduction et généralités Comment l’organisme se défend-il contre les agents infectieux ? Le système immunitaire 1ère ligne de défense 2ème ligne de défense 3ème ligne de défense Barrières extérieures Défenses non spécifiques Défenses spécifiques 1. Introduction et généralités Comment l’organisme se défend-il contre les agents infectieux ? Le système immunitaire 1ère ligne de défense 2ème ligne de défense 3ème ligne de défense Barrières extérieures Défenses non spécifiques Défenses spécifiques Le système de défense inné Le système de défense adaptative 1. Introduction et généralités Comment l’organisme se défend-il contre les agents infectieux ? Prend plus de temps Première ligne de défense Spécifique : adaptée à l’élément Non spécifiques étranger Réponse stéréotypée Renforce l’immunité innée Limite l’infection L’élimination des pathogènes L’efficacité est identique au cours du temps L’efficacité s’améliore suite à des expositions répétées -> mémoire 1. Introduction et généralités  Immunologie 1. Introduction et généralités 2. Immunité innée 3. Immunité acquise 4. Immunité artificielle (vaccination, sérothérapie) 2. Immunité innée 1. Caractéristiques - Première ligne de défense active tout de suite - Défenses externes = barrières - Défenses internes → Diminution de la charge de travail du système adaptatif. 2. Immunité innée 2. Les barrières superficielles : Les muqueuses La peau (Kératine) Microbiologie de Prescott, deboeck supérieur 2. Immunité innée ➔Barrières physiques produisent diverses sécrétions - pH acide - HCl dans l’estomac - La sueur (acide) et le sébum (acide gras) Inhibe la prolifération bactérienne - L’urine - Les sécrétions vaginales chez la femme - Le mucus - Voies respiratoires et digestives Emprisonne de nombreux microorganismes - Muqueuse gastrique - HCl Tue les agents pathogènes - Enzymes protéolytiques 2. Immunité innée - La salive et les larmes - Lysozyme = substance antibactérienne - Flore commensale - Compétition nutritive Empêche la multiplication des bactéries - Production de substances lytiques pathogènes - Éléments structuraux : poils et cils - La défécation et le vomissement Mécanismes d’expulsion de microbes 2. Immunité innée 3. Les défenses innées internes : les cellules et les médiateurs chimiques Se mettent en place dès que la barrière cutanéomuqueuse est franchie A. Intervention des cellules du système immunitaire -> phagocytose + cellules NK (Natural Killer) B. Réaction inflammatoire et fièvre C. Substances chimiques produites par les cellules des barrières et par les cellules immunitaires D. Perception du danger 2. Immunité innée A. Phagocytose = Phénomène actif et consommateur d’énergie par lequel certaines particules volumineuses (poussières, goudron, bactéries, cellules cancéreuses, débris cellulaires, …) sont éliminées au cours d’une digestion intracellulaire par les enzymes hydrolytiques des phagocytes. Cellules phagocytaires principales : - Macrophages - Neutrophiles 2. Immunité innée 2. Immunité innée A. Cellules Natural Killer (NK) Caractéristiques : - Nettoient le sang et la lymphe - Peuvent provoquer l’apoptose de la cellule indésirable - Cellules cancéreuses - Cellules infectées par virus - Bactéries - Agissent avant le système immunitaire adaptatif même si action similaire aux lymphocytes Tc - Renforcent la réaction inflammatoire 2. Immunité innée B. La réaction inflammatoire 3 phases : 1) Phase vasculaire: libération de facteurs chimiotactiques, vasodilatation, diapédèse 2) Phase cellulaire (phagocytose): arrivée des neutrophiles et macrophages 3) Phase de régénération et de cicatrisation: synthèse de collagène par les fibroblastes 2. Immunité innée B. La réaction inflammatoire Réponse inflammatoire : La barrière inflammatoire 4 signes : ✓Vasodilatation des capillaires sanguins - Rubor ❖ →rougeur et chaleur - Tumor ✓Augmentation de la perméabilité des capillaires - Calor ❖ Arrivée de liquide et de cellules - Dolor ❖ →œdème ✓Irritation des terminaisons nerveuses ❖ → douleur ✓Afflux de phagocytes vers les tissus ❖ Phagocytose, (accumulation de cellules mortes, accumulation de pus). 2. Immunité innée B. Réaction inflammatoire 2. Immunité innée 2. Immunité innée B. Fièvre Fièvre: interférence avec la réplication, accélération du métabolisme et les réactions chimiques favorisant la guérison, augmentation de la fréquence cardiaque et le rythme circulatoire. Bénéfique sauf si trop importante, trop longtemps 2. Immunité innée C. Substances antimicrobiennes : Le complément 2. Immunité innée C. Substances microbiennes : Les cytokines Grande famille de protéines intervenant dans la lutte contre les microorganismes - Production par les cellules infectées comme signal. Ex: les interférons (IFN) dans les infections virales -> protection des cellules voisines. - Activation des cellules immunitaires particulières en fonction du type de cytokines produites. - Tempête de cytokines -> inflammation sévère (ex: maladies auto-immunes et covid19) 2. Immunité innée 2. Immunité innée D. Perception du danger « Signatures » (stéréotypes) moléculaires sur les microbes : PAMP (pathogen associated molecular patterns) - ne sont pas présents chez l’hôte - sont partagés par de grands groupes d’agents pathogènes - sont relativement peu variables - (Ex: flagelline, peptidoglycane, LPS,…) Récepteurs aux PAMP = PRR (= Pattern recognition receptors) - Présents dans ou sur nos cellules. - Dès que PAMP se fixe sur PRR → activation de la réponse immunitaire (récepteur d’alarme)  Immunologie 1. Introduction et généralités 2. Immunité innée 3. Immunité acquise 4. Immunité artificielle (vaccination, sérothérapie) 3. Immunité acquise a) Caractéristiques b) Les antigènes c) Les cellules du système immunitaire adaptatif : caractéristiques générales d) Lymphocytes B e) Lymphocytes T 3. Immunité acquise a) Caractéristiques Système immunitaire très spécifique Dysfonctionnements : cancers, sida, maladies auto-immunes « Ce qui ne me tue pas me rend plus fort. » La réaction immunitaire est - Spécifique à un antigène - Systémique - Possède une « mémoire » Immunité humorale (lymphocytes B -> anticorps) ou cellulaire (lymphocytes T) 3. Immunité acquise a) Caractéristiques b) Les antigènes c) Les cellules du système immunitaire adaptatif : caractéristiques générales d) Lymphocytes B e) Lymphocytes T 3. Immunité acquise b) Les antigènes Un antigène du non-soi est un élément étranger à un organisme -> réaction immunitaire Types d’antigènes : - Protéines -> le + puissant - Polysaccharides - Acides nucléiques - Lipides et glycolipides 3. Immunité acquise b) Les antigènes Les xéno-antigènes : ce sont des Ag dont l'espèce est différente de celle de l’organisme attaqué. Les allo-antigènes : ce sont des Ag qui font partie d’une même espèce (cas des greffes). Ex: les glycoprotéines du CMH Les auto-antigènes = antigènes du soi = molécules (protéines) retrouvées sur les cellules d’une personne. Le système immunitaire n’enclenche pas de réaction contre ses propres Ag. 3. Immunité acquise b) Les antigènes La notion d’épitope = déterminant antigénique Partie d’un Ag qui est reconnue par un Ac. Elle est souvent petite (entre 12 et 18 AA). Un antigène peut posséder plusieurs épitopes 3. Immunité acquise b) Les antigènes Immunogénicité et antigénicité Une molécule est antigénique si elle se fixe sur un anticorps ou si elle interagit avec des lymphocytes activés. Une molécule est immunogénique quand elle déclenche/provoque une réaction immunitaire. Un haptène : c’est une petite molécule, de faible poids moléculaire qui n’est généralement pas de notre organisme mais qui est trop petite pour pouvoir déclencher une réaction immunitaire. Un haptène est donc antigénique mais pas immunogénique [métaux lourds (Ni, Cr …), substances végétales, produits chimiques de synthèse (pesticides), …]. 3. Immunité acquise b) Les antigènes Exemples d’haptènes → risque de réactions allergiques graves Rash (exanthème) médicamenteux Chrome des chaussures Tatouage au henné noir → PPD 3. Immunité acquise a) Caractéristiques b) Les antigènes c) Les cellules du système immunitaire adaptatif : caractéristiques générales d) Lymphocytes B e) Lymphocytes T 3. Immunité acquise c) Les caractéristiques générales Les cellules sont naïves et doivent devenir immunocompétentes et autotolérantes Les cellules vont ensuite rencontrer leur antigène et s’activer pour éliminer l’antigène étranger → clone Parmi la population clonale, la plupart sont des cellules effectrices mais quelques cellules deviendront des cellules mémoires. 3. Immunité acquise a) Caractéristiques b) Les antigènes c) Les cellules du système immunitaire adaptatif : caractéristiques générales d) Lymphocytes B e) Lymphocytes T 3. Immunité acquise c) Les cellules du système immunitaire adaptatif 1) Les lymphocytes B : - dans l’immunité humorale → ANTICORPS - multiplication des lymphocytes → PLASMOCYTES Effecteurs Mémoires - 1er rencontre avec Ag = réponse primaire -> formation IgM - 2ème rencontre avec Ag = réponse secondaire -> formation d’IgG, réponse plus rapide et plus efficace 3. Immunité acquise 3. Immunité acquise 3. Immunité acquise Les anticorps = immunoglobulines = Ig Différents types d’anticorps : différentes fonctions 3. Immunité acquise Les anticorps Fixation sur la cible Interaction Atg-Ac : nb interactions faibles, non covalentes -> interactions réversibles 3. Immunité acquise Structure générale des anticorps (Ac) Ig M ❖ Première classe d’Ig secrétés (avant les Ig G) = première ligne de défense de l’immunité adaptative (ex: destruction d’agents infectieux) ❖ Trop grosses pour passer la barrière placentaire 5 à 10 % des Ig sériques 3. Immunité acquise Structure générale des anticorps (Ac) Ig G Elles diffusent dans les tissus et passent la barrière placentaire ! Sécrétées après les IgM → majoritaires dans la réponse secondaire Très spécifiques de l’Ag 75 à 80 % des Ig sériques = les plus abondantes 3. Immunité acquise Structure générale des anticorps (Ac) Production et cinétique des anticorps: Latence: qqes jours avant qu’une réponse immunitaire n’apparaisse → aucun Ac ne peut être détecté dans le sang Microbiologie de Prescott, deboeck supérieur Mémoire immunitaire: Capacité du système immunitaire à générer des réactions secondaires. 3. Immunité acquise Comment faire la différence entre une primo-infection, une infection ancienne ou une immunisation suite à une vaccination? A la suite d’une prise de sang, analyse de la présence d’anticorps spécifiques du pathogène recherché (virus, bactérie, toxine bactérienne, parasite,...) IgM IgG commentaires négatif positif Infection ancienne ou vaccination efficace négatif négatif Pas d’infection ou infection très récente (le système immunitaire n’a pas encore réagi) positif négatif Primo-infection récente (positif) (Positif) (Infection chronique parfois réactivation des IgM) 3. Immunité acquise Structure générale des anticorps (Ac) IgA Présentes: Dans le sérum Dans les sécrétions: IgA sécrétoires - digestives - respiratoires - génito-urinaires - Colostrum et lait maternel - Larmes 10 % des Ig sériques Activité neutralisante 3. Immunité acquise Structure générale des anticorps (Ac) IgD Rôle dans l’activation des lymphocytes B naïfs Ig E Jouent un rôle dans la lutte contre les parasites Responsables des phénomènes allergiques MADGE -> M : macro ou matinale, A : avant-poste, D : dessus, G : générales ou grossesse E : ennuis ou eternument 3. Immunité acquise La réaction allergique 3. Immunité acquise 3. Immunité acquise a) Caractéristiques b) Les antigènes c) Les cellules du système immunitaire adaptatif : caractéristiques générales d) Lymphocytes B e) Lymphocytes T 3. Immunité acquise d) Les lymphocytes T Les lymphocytes T sont impliqués dans l’immunité cellulaire. 3 types : - Lymphocytes T CD8+ = cytotoxiques ou cytolytiques = Tc - Lymphocytes T CD4+ = auxiliaires = Th - Lymphocytes T régulateurs (aussi CD4+) = Tr Ils expriment à leur surface des récepteurs qui permettent de les classer. Ces récepteurs leur permettent d’interagir entre eux et avec d’autres cellules. Ils ne reconnaissent leur antigène que s’il est présenté par des CPA -> lymphocyte T naïf devient actif. Les Ag sont présentés sur les protéines du CMH (complexe majeur d’histocompatibilité). Comme les LB, certains lymphocytes T activés deviennent des cellules effectrices et d’autres des cellules mémoires. 3. Immunité acquise 3. Immunité acquise Lymphocytes T auxiliaires (Th) Ils dirigent la réaction immunitaire adaptative = « chef d’orchestre » Ils aident à l’activation des: - lymphocytes B - autres lymphocytes T - macrophages 3. Immunité acquise Lymphocytes T cytotoxiques (Tc) Ils détruisent les cellules porteuses d’un signal « étranger » tels que cellules infectées par un virus ou une bactérie, cellules cancéreuses, cellules transfusées ou greffées. Ils induisent l’apoptose des cellules suspectes → même mécanisme que les cellules innées NK 3. Immunité acquise 3. Immunité acquise Lymphocytes T régulateurs (Tr) Ils modèrent la réaction immunitaire Prévention des réactions auto-immunes Ils arrêtent la réaction une fois l’Ag éliminé 3. Immunité acquise 3. Immunité acquise Fonctionnement normal et pathologique du système immunitaire  Immunologie 1. Introduction et généralités 2. Immunité innée 3. Immunité acquise 4. Immunité artificielle (vaccination, sérothérapie) 4. Immunité artificielle Pourquoi les vaccins? - Les traitements antimicrobiens peuvent soigner mais : - Pas de traitement pour tout - Pas toujours administrés à temps - Effets secondaires indésirables (ex: destruction de la flore commensale) - Mieux vaut prévenir - Plus facile - Pas de quarantaine nécessaire (sauf si variants) - Moins coûteux - Plus efficace pour contrôler la maladie 4. Immunité artificielle Immunité passive et active 4. Immunité artificielle Différents types de vaccin - Vivants atténués - Tués, inactivés - Virus - Virus entier - Fragments - ARN correspondants à une ou plusieurs protéines virales - Bactéries - Cellule complète - Toxoïde - Fragments - Polysaccharides 4. Immunité artificielle Le vaccin idéal : - Est immunogène, mimant l’infection naturelle - Procure une protection à long terme: espaces longs entre les « rappels » booster - N’est pas réactogène - Est stable 4. Immunité artificielle Les adjuvants Le système de l’adjuvant (mélange de substances) : permet d’augmenter l’immunogénicité de l’Ag → booster le système immunitaire → activation des CPA → création d’une réponse immunitaire de forte importance (réaction inflammatoire) où l’Ag est piégé pour être présenté plus longtemps au système immunitaire: on a alors une augmentation de l’immunogénicité.  Bibliographies Cours de biologie Dr Gauthier Dorban Cours d’immunologie de Stéphanie Noël et David Ligot Anatomie et physiologie humaines, Elaine Marieb et Katja Hoehn, Pearson Education France, 2014 https://www.vaccination-info.be/ 5. Exercices : Infection Grippe Les réponses immunitaires non spécifiques – l’exemple du virus grippal A. La grippe : contamination. 5. Exercices : Infection Grippe 1) « La grippe est une infection ». Justifier cette affirmation. 2) « La grippe est une infection grave ». Justifier cette affirmation. 5. Exercices : Infection Grippe 3) Trois moyens de transmission du virus de la grippe d’un sujet contaminé à un sujet sain existant. Pour chaque moyen, proposer un conseil d’hygiène simple pour éviter ou limiter la transmission du virus. 5. Exercices : Infection Grippe 4) À l’aide des connaissances acquises sur la structure de la muqueuse des voies respiratoires, cocher les éléments associés à la muqueuse qui présentent un intérêt immunitaire. 5. Exercices : Infection Grippe B. Les défenses cutanéo-muqueuses. 1) Cocher les arguments qui justifient le rôle de barrière immunitaire de la peau et des muqueuses. 2) Donner les arguments qui expliquent le caractère imperméable de l’épiderme. 5. Exercices : Infection Grippe 3) La muqueuse forme une barrière moins imperméable de la peau. Justifier cette affirmation. 5. Exercices : Infection Grippe 4) Chaque muqueuse est associée à un ou plusieurs éléments qui ont un intérêt immunitaire. Compléter le tableau 5. Exercices : Infection Grippe 5) L’urètre est colonisé par de nombreuses bactéries, capables de remonter jusqu’à la vessie. Pourtant, l’urine produite par le rein et accumulée dans la vessie reste normalement stérile. Cocher les deux hypothèses les plus probables pour expliquer la stérilité de l’urine vésicale. 5. Exercices : Infection Grippe C. L’immunité innée : la réaction inflammatoire 1) Schémas des étapes de la réaction inflammatoire selon un ordre chronologique 5. Exercices : Infection Grippe 5. Exercices : Infection Grippe 2) Le tableau ci-dessous décrit les étapes de la réaction inflammatoire dans le désordre. Classer les événements dans leur ordre chronologique en leur attribuant les numéros 1 à 8 Reporter les lettres A à H sur la figure de les dia précédentes. Attention : deux phénomènes ne sont pas visibles sur le schéma alors qu’ils ont lieu. 5. Exercices : Infection Grippe La réaction inflammatoire se manifeste par 4 signes cliniques. Relier chaque signe à sa cause possible 5. Exercices : Infection Grippe 3. La réaction inflammatoire est un processus inné et non spécifique. Elle est mise en place à une condition : la présence d’un facteur déclenchant. Donner la signification de l’adjectif inné. Souligner l’expression synonyme de l’immunité innée. L’immunité naturelle /L’immunité acquise Préciser le facteur déclenchant de la réaction inflammatoire dans le cas de la grippe Définir l’expression d’une immunité non spécifique. 5. Exercices : Infection Grippe C. L’immunité innée : la phagocytose 1) Annoter la figure 5. Exercices : Infection Grippe 2) Le tableau ci-dessous décrit les étapes de la phagocytose dans le désordre. Classer chaque événement dans l’ordre chronologique en attribuant les numéros 1 à 7 5. Exercices : Infection Grippe 3) Donner le terme qui correspond à chaque définition. a) Une expansion cytoplasmique qui entoure l’élément du non soi : b) Vésicule contenant l’élément phagocyté : c) Une vésicule cytoplasmique remplie d’enzymes digestives : d) La vésicule obtenue par fusion entre les deux vésicules précédentes : 5. Exercices : Infection Grippe 4) Les cinq schémas suivants représentent cinq étapes d’une phagocytose dans le désordre. Remettre dans l’ordre et déduire un titre pour chaque étape. 5) À l’issue de ce processus, le phagocyte devient une CPA. Préciser la signification du sigle. - Rappeler le rôle de cette cellule. 5. Exercices : Infection Grippe Document : Une technique d’exploration : la recherche des marqueurs de l’inflammation 5. Exercices : Infection Grippe 5. Exercices : Infection Grippe 1) Nommer les 2 marqueurs sanguins de l’inflammation. 2) Pour chaque marqueur, indiquer une origine de l’augmentation de sa valeur 3) Cocher les propositions exactes. La recherche des marqueurs sanguins permet : 5. Exercices : Infection Grippe 4. Les marqueurs sont spécifiques de la cause d’une inflammation : oui/non - Des valeurs élevées des marqueurs d’inflammation peuvent orienter le diagnostic vers un cancer ou maladie auto-immune. Justifier. - Une VS élevée associée à une CRP normale oriente le diagnostic vers une infection virale. Justifier. 5. Exercices : Infection Grippe Les réponses immunitaires spécifiques – l’exemple du virus grippal A. La mise en place de l’immunité spécifique : une coopération cellulaire 5. Exercices : Infection Grippe À l’aide du schéma de la dia précédente, décrire chacune des étapes représentées par les lettres A à E. 2) Le déclenchement de la réaction immunitaire spécifique met en jeu une coopération cellulaire. Préciser en quoi consiste cette coopération. 5. Exercices : Infection Grippe 3) Nommer les molécules sécrétées par les LT4 permettant l’activation des réponses spécifiques. 4) Définir l’expression une immunité spécifique : - Souligner une expression synonyme de l’immunité spécifique L’immunité naturelle / l’immunitée innée / l’immunité acquise 5. Exercices : Infection Grippe B. L’immunité acquise : le rôle des anticorps 5. Exercices : Infection Grippe 5. Exercices : Infection Grippe 1) Une coopération cellulaire existe entre les LT4 et les LB. Préciser en quoi consiste cette coopération. - L’action des interleukines est schématisée par trois flèches en pointillé. Donner la signification de ces flèches. 2) Nommer les cellules qui sécrètent les anticorps : - Préciser l’origine de ces cellules : 5. Exercices : Infection Grippe b. La structure d’un anticorps 1) Annoter le schéma : Préciser la nature biochimique des anticorps : Donner une autre dénomination des anticorps : 5. Exercices : Infection Grippe C. L’immunité acquise : Une intervention des lymphocytes T8 5. Exercices : Infection Grippe 1) Rappeler le nom des trois phases de la réaction immunitaire sur le schéma de la dia précédente. Décrire chaque étape représentée par les lettres A à E. 2) La réaction immunitaire décrite met en jeu deux coopérations cellulaires. Préciser en quoi consiste chaque coopération. 5. Exercices : Infection Grippe 3) Les étapes de la cytolyse sont données dans la liste ci-dessous, dans le désordre. Classer les étapes dans leur ordre chronologique en les numérotant de 1 à 5. 5. Exercices : Infection Grippe 3) Les étapes de la cytolyse sont données dans la liste ci-dessous, dans le désordre. Classer les étapes dans leur ordre chronologique en les numérotant de 1 à 5. Nommer les molécules responsables de la cytolyse : Justifier le nom LT cytotoxique donné au LT8 L’immunité à médiation cellulaire. Justifier cette expression. 5. Exercices : Infection Grippe D. La prévention de la grippe : la vaccination 5. Exercices : Infection Grippe 1) Un vaccin est traitement immunogène et non pathogène. Définir ces adjectifs. - Immunogène : - non pathogène : 2) Indiquer le type de vaccin auquel correspond le vaccin antigrippal. 3) Citer deux intérêts de la vaccination dans la protection individuelle et collective. 4) Proposer une hypothèse pour expliquer que la vaccination contre la grippe est à renouveler chaque année. 5. Exercices : Infection Grippe 5) L’injection du vaccin antigrippal à un sujet induit : 5. Exercices : Infection Grippe 6) La réponse obtenue suite à l’injection du vaccin antigrippal est la réponse primaire. Analyser cette première phase du graphique Expliquer l’existence d’une phase de latence 5. Exercices : Infection Grippe La contamination par le virus de la grippe provoque une réponse secondaire. Analyser cette seconde phase du graphique Comparer réponse primaire et réponse secondaire 5. Exercices : Infection Grippe 7) Cocher les caractéristiques de toute vaccination