Immunologie Avancee - Le Systeme Immunitaire
Duree : 50 min - Difficulte : Avance
Objectifs du cours
- -Distinguer l immunite innee de l immunite adaptative
- -Decrire la structure et le role des anticorps
- -Expliquer la reponse humorale et la reponse cellulaire
- -Maitriser les principes ELISA et Western blot
- -Comprendre les applications medicales (vaccins, serotherapie)
Introduction - Pourquoi l immunologie est essentielle
Le systeme immunitaire est un reseau complexe de cellules, tissus et organes qui protege l organisme contre les agents pathogenes (bacteries, virus, parasites) et les cellules anormales (cancer). En biotechnologies, la comprehension de l immunologie permet de developper des diagnostics (ELISA, tests rapides), des therapies (anticorps monoclonaux) et des vaccins.
Point cle au bac STL
L immunologie represente environ 15-20% des ECE. Les techniques ELISA et Western blot sont des classiques que vous devez maitriser parfaitement, tant sur le plan theorique que pratique.
1. Les deux lignes de defense immunitaire
Immunite Innee (non specifique)
- - Barrieres physiques : peau, epitheliums
- - Barrieres chimiques : pH acide, lysozyme
- - Phagocytose : macrophages, neutrophiles
- - Inflammation : rougeur, chaleur, gonflement
- - Systeme du complement : 30 proteines en cascade
Reponse rapide (minutes a heures), sans memoire
Immunite Adaptative (specifique)
- - Reponse humorale : anticorps (lymphocytes B)
- - Reponse cellulaire : lymphocytes T cytotoxiques
- - Selection clonale : expansion des clones specifiques
- - Memoire : reponse secondaire plus rapide
Reponse lente (jours), tres specifique avec memoire
Les cellules cles du systeme immunitaire
| Cellule | Origine | Fonction principale | Marqueurs |
|---|---|---|---|
| Macrophage | Monocyte | Phagocytose, presentation antigene | CD14, CD68 |
| Lymphocyte B | Moelle osseuse | Production d anticorps | CD19, CD20 |
| Lymphocyte T helper | Thymus | Coordination de la reponse | CD4 |
| Lymphocyte T cytotoxique | Thymus | Destruction cellules infectees | CD8 |
| Cellule NK | Moelle osseuse | Lyse cellules tumorales/infectees | CD56, CD16 |
2. Structure et fonction des anticorps (immunoglobulines)
Structure d un anticorps
Un anticorps est une glycoproteine en forme de Y composee de 4 chaines polypeptidiques : 2 chaines lourdes (H) et 2 chaines legeres (L), reliees par des ponts disulfures.
Region variable (Fab)
- - Site de liaison a l antigene (paratope)
- - Specificite unique pour chaque anticorps
- - Regions hypervariables (CDR1, CDR2, CDR3)
- - Responsable de la reconnaissance
Region constante (Fc)
- - Determine la classe (isotype)
- - Interaction avec les recepteurs Fc
- - Activation du complement
- - Fonction effectrice
Les 5 classes d immunoglobulines
| Classe | Structure | Localisation | Fonction |
|---|---|---|---|
| IgG | Monomere | Sang, tissus | Reponse secondaire, passe le placenta |
| IgM | Pentamere | Sang | Reponse primaire, agglutination |
| IgA | Dimere | Secretions, muqueuses | Protection des muqueuses, lait maternel |
| IgE | Monomere | Fixe aux mastocytes | Allergies, parasites |
| IgD | Monomere | Surface des lymphocytes B | Recepteur d antigene (BCR) |
3. La reponse immunitaire adaptative
Reponse humorale (lymphocytes B)
Reconnaissance de l antigene
Le BCR (recepteur) reconnait l epitope specifique
Activation par les LT helpers
Presentation via CMH-II, cytokines IL-4, IL-5
Expansion clonale
Proliferation des clones specifiques
Differenciation
Plasmocytes (productrices d anticorps) + LB memoire
Reponse cellulaire (lymphocytes T cytotoxiques)
Les LT CD8+ reconnaissent les cellules infectees presentant des peptides viraux via le CMH-I et les detruisent par liberation de perforine et granzymes (apoptose).
Perforine
Forme des pores membranaires
Granzymes
Activent l apoptose
FasL
Voie de mort cellulaire
4. Technique ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)
Technique ECE incontournable
L ELISA est LA technique immunologique la plus demandee en ECE. Maitrisez les 3 types et leurs applications !
ELISA Direct
L antigene est fixe directement sur la plaque, puis revele par un anticorps primaire conjugue a une enzyme.
ELISA Indirect
Detection d anticorps dans un serum. L antigene est fixe, le serum patient est ajoute, puis un anticorps secondaire conjugue detecte les Ac fixes.
Utilise pour : serologie VIH, hepatites, diagnostic auto-immun
ELISA Sandwich
Detection et quantification d un antigene. Un Ac de capture est fixe, l Ag se lie, puis un Ac de detection conjugue revele.
Utilise pour : dosage hormones, cytokines, proteines specifiques
Astuce ECE
Toujours inclure des temoins : temoin positif (serum de reference), temoin negatif (sans Ag ou sans Ac), blanc (substrat seul). La lecture se fait au spectrophotometre a 450 nm.
5. Western Blot (Immunoblot)
Principe et etapes
Le Western blot combine la separation des proteines par electrophorese SDS-PAGE avec la detection immunologique. C est la technique de confirmation apres un ELISA positif (ex: VIH).
Electrophorese SDS-PAGE
Separation des proteines selon leur masse moleculaire. Le SDS denature et charge negativement les proteines.
Transfert sur membrane
Les proteines sont transferees du gel vers une membrane de nitrocellulose ou PVDF par electroblotting.
Blocage
Saturation des sites non specifiques avec du lait ou BSA (albumine bovine).
Incubation anticorps primaire
L anticorps specifique de la proteine cible se fixe sur la membrane.
Incubation anticorps secondaire
Anticorps anti-espece conjugue a une enzyme (HRP) ou fluorophore.
Revelation
Chemiluminescence (ECL) ou colorimetrie. Visualisation des bandes correspondant a la proteine.
Avantages
- - Haute specificite (taille + immunodetection)
- - Technique de confirmation reference
- - Semi-quantitatif
Inconvenients
- - Long et laborieux (1-2 jours)
- - Couteux
- - Necessite un operateur experimente
6. Applications medicales
Vaccins - Principe de l immunisation active
La vaccination consiste a presenter un antigene attenue ou inactive pour declencher une reponse immunitaire adaptative et generer une memoire immunologique sans provoquer la maladie.
Vaccins attenues
Pathogene vivant affaibli (ROR, BCG)
Vaccins inactives
Pathogene tue (grippe, polio injectable)
Vaccins sous-unitaires
Proteines purifiees (hepatite B, HPV)
Serotherapie - Immunisation passive
La serotherapie consiste a injecter des anticorps preformes pour une protection immediate mais temporaire. Utilisee en urgence (envenimation, rage, tetanos).
Difference cle : La vaccination (active) prend 2-3 semaines mais dure des annees. La serotherapie (passive) agit immediatement mais ne dure que quelques semaines.
Exercices d application
Exercice 1 - Interpretation ELISA
Un ELISA indirect est realise pour detecter des anticorps anti-VIH. Les resultats d absorbance a 450 nm sont :
- - Temoin negatif : DO = 0.08
- - Temoin positif : DO = 1.85
- - Patient A : DO = 0.12
- - Patient B : DO = 1.67
- - Patient C : DO = 0.45
Le seuil de positivite (cut-off) est fixe a 0.3. Interpretez les resultats.
Voir la correction
Patient A (DO=0.12) : Negatif (inferieur au cut-off 0.3). Pas d anticorps detectes.
Patient B (DO=1.67) : Positif (proche du temoin+). Presence d anticorps anti-VIH. A confirmer par Western blot.
Patient C (DO=0.45) : Faiblement positif (juste au-dessus du cut-off). Zone grise, a recontrbler et confirmer.
Exercice 2 - Classes d immunoglobulines
Quelle classe d immunoglobuline est principalement impliquee dans :
- a) La reponse primaire a une premiere infection ?
- b) La protection des muqueuses respiratoires ?
- c) Le choc anaphylactique allergique ?
- d) La protection du nouveau-ne via le placenta ?
Voir la correction
a) IgM : Premiere Ig produite, pentamere, excellente agglutination.
b) IgA : Dimere secretoire, presente dans les muqueuses.
c) IgE : Fixee aux mastocytes, liberation d histamine.
d) IgG : Seule Ig a traverser le placenta (immunite passive).
Synthese - Points cles a retenir
- Immunite innee : Rapide, non specifique, sans memoire (phagocytose, inflammation)
- Immunite adaptative : Lente, specifique, avec memoire (LB, LT, anticorps)
- Anticorps : 5 classes (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD), structure en Y avec Fab (variable) et Fc (constante)
- ELISA : Direct, indirect (detection Ac), sandwich (detection Ag). Toujours avec temoins.
- Western blot : Electrophorese + transfert + immunodetection. Confirmation apres ELISA.
- Vaccination : Immunisation active (memoire). Serotherapie : passive (immediate, temporaire).
