Objectifs

• Distinguer le soi et le non-soi, et définir un antigène.
• Décrire l'immunité innée : barrières, réaction inflammatoire, phagocytose.
• Expliquer l'immunité adaptative : lymphocytes B et anticorps, lymphocytes T cytotoxiques, rôle des lymphocytes T auxiliaires.
• Comprendre la mémoire immunitaire et le principe de la vaccination.
• Expliquer comment l'organisme élimine des cellules cancéreuses et pourquoi certaines lui échappent.

1. Reconnaître l'ennemi : le soi et le non-soi

Le soi regroupe les molécules propres à l'individu, notamment les marqueurs présents à la surface de ses cellules (molécules du CMH, appelées HLA chez l'être humain). Le non-soi regroupe tout ce qui est reconnu comme étranger : virus, bactéries, parasites, cellules greffées, mais aussi le soi modifié comme une cellule infectée ou une cellule cancéreuse.

Un antigène est une molécule reconnue comme étrangère, capable de déclencher une réponse immunitaire.

2. L'immunité innée : la première ligne de défense

Les barrières naturelles

La peau, les muqueuses, le mucus, les larmes, la salive et l'acidité de l'estomac empêchent la plupart des microbes d'entrer. Quand ces barrières sont franchies (plaie, piqûre), l'immunité innée prend le relais.

La réaction inflammatoire

Elle est rapide (quelques minutes à quelques heures), présente dès la naissance et agit de la même façon contre tous les microbes. Ses quatre signes sont : rougeur, chaleur, gonflement, douleur. Des cellules sentinelles (macrophages, cellules dendritiques, mastocytes) détectent les microbes et libèrent des médiateurs chimiques qui dilatent les vaisseaux et attirent d'autres globules blancs vers le lieu de l'infection.

La phagocytose

3. L'immunité adaptative : des troupes spécialisées

L'immunité adaptative est spécifique (dirigée contre un antigène précis), plus lente lors d'un premier contact (plusieurs jours) et elle garde une mémoire. Elle repose sur les lymphocytes, produits dans la moelle osseuse ; les lymphocytes T achèvent leur maturation dans le thymus.

flowchart TD
A[Antigene presente] --> B[Selection des lymphocytes specifiques]
B --> C[Multiplication clonale]
C --> D[Differenciation]
D --> E[LB devenus plasmocytes - anticorps]
D --> F[LT CD8 devenus LT cytotoxiques]
D --> G[Cellules memoire]
H[LT CD4 auxiliaires] -.-> C

Les lymphocytes B et les anticorps

Activés, les lymphocytes B se multiplient puis se différencient en plasmocytes qui sécrètent des anticorps dans le sang. Un anticorps est une protéine en forme de Y : ses deux extrémités (sites de fixation) se lient à l'antigène, formant un complexe immun. Ce complexe neutralise le microbe ou la toxine et facilite sa destruction par phagocytose.

Légende toi-même le schéma d'un anticorps :

Les lymphocytes T cytotoxiques

Un virus se cache à l'intérieur des cellules, hors de portée des anticorps. Les lymphocytes T CD8, une fois activés, deviennent des lymphocytes T cytotoxiques : ils reconnaissent les cellules infectées (qui présentent des fragments viraux sur leurs molécules du CMH) et les détruisent, par exemple en perforant leur membrane, ce qui déclenche leur mort.

Les lymphocytes T auxiliaires (CD4), chefs d'orchestre

Les LT CD4 activés sécrètent des messagers chimiques (interleukines) qui stimulent la multiplication et la différenciation des LB et des LT CD8. Sans eux, la réponse adaptative s'effondre : c'est ce qui se passe lors d'une infection par le VIH, qui infecte et détruit les LT CD4, laissant l'organisme exposé à des maladies dites opportunistes (stade sida).

Exemple résolu 1 : analyser une expérience

On injecte une anatoxine tétanique (toxine rendue inoffensive) à une souris A. Quinze jours plus tard, on transfère à une souris B neuve soit le sérum de A, soit ses lymphocytes. On injecte ensuite à B la toxine tétanique active. Cherche d'abord : que se passe-t-il dans chaque cas, sachant que le sérum de A contient des anticorps anti-toxine ?

4. La mémoire immunitaire et la vaccination

Après un premier contact avec un antigène, des cellules mémoire (LB et LT) persistent longtemps. Lors d'un second contact, la réponse secondaire est plus rapide, plus forte (beaucoup plus d'anticorps) et plus durable que la réponse primaire.

La vaccination consiste à introduire un antigène inoffensif (microbe tué ou atténué, toxine inactivée, fragment du microbe, ARN messager codant une protéine du microbe) pour provoquer une réponse primaire et la formation de cellules mémoire. Elle protège la personne vaccinée et, quand une grande partie de la population est vaccinée, freine la circulation du microbe et protège aussi les plus fragiles.

Visualiser réponse primaire et réponse secondaire

Le graphique ci-dessous est un modèle simplifié (unités arbitraires) de la quantité d'anticorps en fonction du temps \(t\) en jours. La première courbe représente la réponse primaire, la seconde la réponse secondaire. Fais varier \(k\), le facteur d'amplification de la réponse secondaire.

Observe : la courbe secondaire atteint son maximum plus tôt et beaucoup plus haut. Dans ce modèle, la réponse primaire culmine à \(t = 7\) jours et la secondaire à \(t = 5\) jours.

5. Le système immunitaire contre les cancers

Un cancer naît de cellules qui ont accumulé des mutations et se divisent de façon incontrôlée. Ces cellules expriment souvent des molécules anormales (antigènes tumoraux) ou perdent certains marqueurs du soi.

• Les cellules NK (« tueuses naturelles », immunité innée) détruisent des cellules qui ont perdu leurs marqueurs normaux du soi.
• Les lymphocytes T cytotoxiques reconnaissent les antigènes tumoraux présentés par les cellules cancéreuses et les détruisent.

Pourtant, certaines cellules cancéreuses échappent au système immunitaire : elles cachent leurs antigènes, freinent l'action des lymphocytes (par des molécules qui agissent comme des « freins ») ou créent autour d'elles un environnement qui affaiblit la défense. La tumeur peut alors se développer.

Les immunothérapies cherchent à rétablir cette défense : certains médicaments sont des anticorps qui lèvent ces « freins » et permettent aux lymphocytes T de détruire à nouveau les cellules tumorales.

Exemple résolu 2 : raisonner sur un cas

Chez des personnes dont l'immunité est très affaiblie (par exemple après une greffe, sous traitement qui bloque le système immunitaire), certains cancers sont plus fréquents. Quel argument cela apporte-t-il ?

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