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Vidéo de la leçon : Réponse immunitaire primaire et secondaire Biologie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment comparer les réponses anticorps primaires et secondaires suite à une infection, et expliquer le rôle des cellules à mémoire dans la réponse secondaire.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à comparer les réponses immunitaires primaire et secondaire à une infection. Nous explorerons et expliquerons davantage le rôle des cellules à mémoire dans la réponse secondaire.

Les nouveau-nés et les jeunes enfants sont généralement plus sensibles à la maladie que les adultes en bonne santé. Pour comprendre pourquoi, examinons de plus près notre système immunitaire. Le système immunitaire humain comporte deux composantes complémentaires: une immunité innée ou non spécifique, qui combat tous les agents pathogènes de la même manière, et une immunité acquise, aussi dite adaptative, qui génère une réponse immunitaire spécifique au pathogène responsable de l’infection.

L’immunité innée ou non spécifique est celle avec laquelle vous êtes né. Lors d’une infection par un pathogène spécifique, la réponse immunitaire commencera à fonctionner et à se renforcer avec le temps jusqu’à ce que le pathogène soit détruit. Si l’organisme est à nouveau infecté par le même agent pathogène, la réponse immunitaire innée sera exactement la même qu’à la première infection. L’immunité acquise ou adaptative se développe au cours de votre vie. L’immunité adaptative a une composante mémoire qui prépare l'organisme à répondre à une deuxième infection par le même agent pathogène plus rapidement et plus efficacement que la première fois. Lorsque l’organisme est infecté une deuxième fois, le système immunitaire acquis le reconnaît. Et comme le système immunitaire a déjà combattu le pathogène, sa réponse est plus rapide et plus forte qu’après la première infection. En fait, ce système mémoire fonctionne si efficacement que nous ne pouvons pas du tout ressentir les symptômes physiques d’une deuxième infection. Comme le système immunitaire du bébé n’a pas encore eu la chance d’apprendre à reconnaître les différents agents pathogènes, il semble logique qu’il soit plus souvent malade.

Le système immunitaire adaptatif utilise des lymphocytes B et des lymphocytes T pour combattre et mémoriser un agent pathogène spécifique. Les lymphocytes T sont des lymphocytes qui deviennent matures dans le thymus et peuvent se différencier en trois types de cellules: les lymphocytes T auxiliaires, les lymphocytes T cytotoxiques et les lymphocytes T suppresseurs. Les lymphocytes B sont des lymphocytes qui atteignent leur maturité dans la moelle osseuse et peuvent sécréter des anticorps. La première fois que notre système immunitaire rencontre un pathogène particulier, il faut généralement environ cinq à 10 jours au système immunitaire acquis pour mener une attaque à grande échelle. Mais cela peut prendre davantage de temps, voire quelques semaines. En effet, les lymphocytes T et B doivent être activés pour proliférer et atteindre une population significative par le processus de sélection clonale. Rappelons ce que cela signifie.

Les agents pathogènes contiennent des antigènes à la surface de leurs cellules, qui sont différents des antigènes de l'organisme. Les cellules immunitaires possèdent des récepteurs de liaison à l’antigène. Lorsqu’une cellule immunitaire avec des récepteurs complémentaires des antigènes d’un agent pathogène rencontre l’agent pathogène, cette cellule immunitaire spécifique est sélectionnée et se clone elle-même. La prolifération de cette cellule est appelée expansion clonale. Les cellules immunitaires se propageront ensuite dans tout l’organisme. Certaines de ces cellules se différencient ensuite en plasmocytes activés, ce qui aide à combattre le pathogène en libérant des anticorps.

Notez que nous avons expliqué ce processus en utilisant les lymphocytes B comme exemple de cellules immunitaires. Quelque chose de semblable se produirait avec d’autres cellules immunitaires, comme certains lymphocytes T. Parce qu’il faut du temps pour que la cellule immunitaire avec l’anticorps correspondant rencontre un agent pathogène et qu’elle se multiplie, la réponse immunitaire acquise met du temps à être complètement initiée. En attendant, le système immunitaire inné ou non spécifique combat l’infection en utilisant la réponse inflammatoire, les cellules phagocytaires et le système du complément. C’est pourquoi nous nous sentons souvent très malades et présentons des symptômes tels que de la fièvre ou des douleurs lors d’une infection bactérienne ou virale.

Mais revenons à la réponse immunitaire acquise. Les lymphocytes T et B combattent l’infection de deux manières. Nous les décrivons comme une immunité humorale et à médiation cellulaire. Les lymphocytes T auxiliaires jouent un rôle dans les deux. L'immunité humorale est celle où les lymphocytes T auxiliaires stimulent la prolifération et l'activation des lymphocytes B, qui peuvent ensuite se différencier en plasmocytes. Ces lymphocytes B activés et différenciés sécrètent ensuite des anticorps qui aident à neutraliser les agents pathogènes extracellulaires et les toxines. Les anticorps peuvent également se fixer sur les cellules infectées, qui seront alors détruites, par exemple, par le système du complément de l’immunité innée.

En revanche, l’immunité cellulaire commence lorsque les lymphocytes T auxiliaires aident à activer d’autres lymphocytes T, comme les lymphocytes T cytotoxiques. Les lymphocytes T cytotoxiques matures activés identifient les cellules infectées à l'aide de leurs récepteurs des cellules T (TCR) et des molécules CD8. Ils détruisent ensuite les cellules infectées en libérant des molécules spécifiques telles que les granzymes et la perforine. Ensemble, les lymphocytes B et T vont combattre l’agent pathogène jusqu’à ce qu’il soit complètement éliminé de l’organisme. Une fois l'agent pathogène débarrassé ou complètement éliminé de l'organisme, les lymphocytes T régulateurs, également appelés lymphocytes T suppresseurs, désactivent la réponse immunitaire. Ils arrêtent toutes les cellules actives puisqu'il n'y a plus d'infection à combattre. Les lymphocytes B activés et les lymphocytes T cytotoxiques sont rapidement réprimés ou sont détruits. C’est important car un système immunitaire hors de contrôle peut causer de graves problèmes, comme les maladies auto-immunes où le système immunitaire attaque les cellules corporelles saines.

Maintenant que nous avons rappelé le fonctionnement du système immunitaire acquis, parlons des différences entre les réponses immunitaires primaires et secondaires. La réponse immunitaire primaire est la réponse immunitaire acquise après une première infection par un pathogène spécifique portant un antigène spécifique. Et la réponse immunitaire secondaire est la réponse immunitaire acquise après une deuxième infection par un pathogène qui porte le même antigène spécifique.

Discutons exactement de ce qui se passe après la première exposition à un antigène. Au cours de cette première réponse immunitaire primaire, des cellules B avec des récepteurs complémentaires de l’antigène sont clonées et beaucoup de ces clones sont activés. On appelle les lymphocytes B activés et différenciés des plasmocytes. B. Certains de ces clones de lymphocytes B deviennent des plasmocytes, et certaines cellules à mémoire sont également produites. Notez que nous montrons ici les lymphocytes B, mais quelque chose de très similaire se produit avec les lymphocytes T.

Les cellules à mémoire sont des cellules immunitaires inactives qui peuvent survivre plus de 40 ans dans les organes immunitaires, tels que les ganglions lymphatiques et la moelle osseuse. Ainsi, lorsque notre organisme est confronté à une première infection, il se crée des populations de longue durée de lymphocytes B et de lymphocytes T à mémoire, dotés de récepteurs qui reconnaissent spécifiquement les antigènes associés à l'agent pathogène infectieux. Cela signifie qu’après la réponse immunitaire primaire, il existe des cellules portant des récepteurs spécifiques de l’antigène qui continuent de circuler dans le sang. La deuxième fois qu’une infection par un pathogène contenant le même antigène se produit, ces cellules à mémoire sont déjà prêtes pour s’activer rapidement et combattre immédiatement l’infection.

Voyons exactement ce qu’il se passe dans la réponse immunitaire secondaire lors d’une deuxième infection par un pathogène porteur du même antigène. Lorsque certains lymphocytes T à mémoire rencontrent leur antigène complémentaire, ils subissent une expansion clonale et sont activés pour, par exemple, devenir des lymphocytes T auxiliaires. Les lymphocytes T auxiliaires activés commencent alors à aider à initialiser les réponses immunitaires humorales et à médiation cellulaire. Lorsque, par exemple, les lymphocytes B à mémoire rencontrent leur antigène complémentaire et reçoivent des signaux des lymphocytes T auxiliaires, ils se clonent rapidement et forment davantage de cellules à mémoire, ainsi que des cellules qui se différencient en plasmocytes actifs qui sécrètent des anticorps. Grâce aux cellules à mémoire existantes, la réponse immunitaire secondaire est beaucoup plus rapide et plus forte que la réponse primaire.

Les réponses immunitaires primaires et secondaires sont souvent représentées graphiquement. L’axe des 𝑥 sur cette courbe représente le temps. L’axe des y représente la concentration sanguine en anticorps. Il s'agit d'une mesure de la force de la réponse immunitaire. Mais gardez à l’esprit que les lymphocytes T seront également activés. Nous pourrions donc dessiner un graphique similaire pour la concentration de lymphocytes T. Le premier pic est la réponse immunitaire primaire à un antigène d’un pathogène spécifique que nous avons appelé antigène X. La réponse immunitaire primaire prend presque une semaine pour commencer. Au cours de cette période de latence, les lymphocytes B et T passent par la sélection et l’expansion clonales, tandis que le système immunitaire inné combat l’infection en utilisant des méthodes non spécifiques à l’antigène.

La réponse immunitaire primaire n'atteint son maximum qu'après plus de deux semaines. Finalement, après environ quatre semaines, lorsque l’infection a été éliminée avec succès, la réponse immunitaire primaire est désactivée par les lymphocytes T suppresseurs, laissant derrière elle des cellules mémoire, spécifiques de l’antigène X, en circulation. L’intervalle de temps entre les réponses primaires et secondaires peut être de semaines ou de décennies. La réponse immunitaire secondaire représente la deuxième rencontre de notre système immunitaire avec un agent pathogène porteur du même antigène.

Nous pouvons voir que la réponse secondaire n’a pas de période de latence. Cela commence presque immédiatement. Elle atteint son apogée en environ une semaine, le même temps mis par la réponse initiale pour commencer. La présence de cellules à mémoire signifie qu’il n’y a pas besoin du processus de sélection clonale, qui prend du temps. Les lymphocytes B et T spécifiques de l’antigène X sont déjà prêts pour s’activer rapidement. Nous pouvons facilement constater que la réponse secondaire a un pic beaucoup plus élevé. Cela signifie que davantage d’anticorps sont produits par davantage de cellules, et ce plus rapidement, au cours de la réponse secondaire. Ces anticorps persistent également dans le sang plus longtemps après la disparition de l’infection.

Ce graphique comporte également une deuxième ligne. Cette ligne montre une réponse primaire à un antigène différent, et non à l’antigène X. Elle est incluse dans le graphique pour deux raisons. La première raison est de montrer que la mémoire immunitaire acquise pour un antigène est spécifique à cet antigène. La réponse immunitaire secondaire n’a lieu que pour les antigènes que le système immunitaire a déjà rencontrés. Comme il s’agit de la première exposition de l’organisme à l’antigène Y, l’antigène Y a une courbe de réponse primaire qui est exactement la même que celle que nous avons vue pour l’antigène X. La deuxième raison pour laquelle nous incluons la réponse primaire à l’antigène Y superposée à la réponse secondaire à l’antigène X est de permettre une comparaison directe entre les réponses primaire et secondaire typiques. En les plaçant sur le graphique au cours de la même période, nous pouvons remarquer des différences qui pourraient être plus difficiles à déceler en comparant et opposant la première et la deuxième courbe du même graphique pour l'antigène X.

Nous comprenons maintenant comment notre système immunitaire adaptatif apprend au cours du temps. Chaque infection que nous subissons nous dote de nouvelles cellules à mémoire qui sont toujours prêtes à empêcher une récidive de l'infection pour laquelle elles sont adaptées. Lorsque nous sommes de jeunes enfants, nous n'avons pas été exposés à beaucoup de pathogènes. Donc, notre système immunitaire adaptatif n’a pas beaucoup de types de cellules mémoire. Chacune des infections infantiles entraîne une nouvelle population de cellules à mémoire capables de prévenir la même infection à l’avenir. Lorsque nous atteignons l'âge adulte, nous disposons d'une population de cellules à mémoire capable de nous protéger contre la plupart des maladies courantes. Plus tard dans la vie, en vieillissant, notre thymus se rétrécit progressivement. Rappelez-vous, le thymus est l'endroit où les lymphocytes T se développent. Ce rétrécissement progressif signifie donc que moins de lymphocytes T matures sont produits. Cela explique pourquoi les personnes âgées sont souvent plus susceptibles aux infections et au cancer.

Maintenant que nous avons discuté des différences entre les réponses primaire et secondaire à une infection par l’immunité acquise, ou adaptative, testons nos connaissances avec une question d’entraînement.

La courbe fournie montre la réponse immunitaire primaire et secondaire selon les anticorps produits. Quelle ligne représente l’exposition pour la deuxième fois à l’antigène de départ?

Commençons par regarder le temps nécessaire pour les réponses immunitaires primaires et secondaires. La réponse primaire a lieu après la première exposition à un antigène. Cette réponse met presque une semaine pour commencer. Au cours de cette période de latence, les lymphocytes B et T passent par la sélection et l’expansion clonales, tandis que le système immunitaire inné lutte contre l’infection en utilisant des méthodes non spécifiques de l’antigène. La sélection clonale consiste à sélectionner un lymphocyte B ou T pour le clonage parce qu'il possède des récepteurs reconnaissant des antigènes spécifiques du pathogène infectant.

La cellule sélectionnée prolifère ensuite pour produire de nombreux clones, qui migrent dans tout le corps et éliminent l'agent pathogène. Pendant la phase de sélection clonale, des cellules immunitaires activées et à mémoire sont créées. Par exemple, les lymphocytes B à mémoire et les lymphocytes B activés et différenciés, appelés plasmocytes et qui produisent des anticorps, sont créés. Des lymphocytes T à mémoire sont également produits, mais restons simples en nous concentrant sur les lymphocytes B ici.

La réponse immunitaire primaire n'atteint son maximum qu'après plus de deux semaines. Finalement, lorsque les antigènes sont éliminés, la réponse immunitaire primaire est arrêtée. Les cellules activées sont éliminées de l’organisme. Et tout ce qu'il reste après environ cinq semaines, ce sont des cellules à mémoire. La réponse immunitaire secondaire a lieu suite à une exposition subséquente au même antigène. Il s'agit d'une réponse beaucoup plus rapide et soutenue due à l'action des cellules immunitaires à mémoire. La présence de cellules à mémoire signifie que le processus de sélection clonale, qui prend du temps, n’est pas nécessaire. Les lymphocytes B et T spécifiques de l’antigène sont déjà prêts pour s’activer rapidement. Davantage d’anticorps sont fabriqués par davantage de cellules, et ce plus rapidement, au cours de la réponse secondaire. Ces anticorps persistent également dans le sang plus longtemps après la disparition de l’infection.

À partir de ces informations, nous pouvons voir que lors de la réponse secondaire, l’organisme fabrique des anticorps presque immédiatement après l’exposition. Et il y a plus de cellules produisant plus des anticorps. La quantité d’anticorps augmentera donc rapidement. Sur le graphique, nous pouvons voir que la ligne Y montre une augmentation rapide des anticorps — en moins d’une semaine — et la quantité d’anticorps reste élevée pendant une plus longue période. Les lignes X et Z montrent de longues périodes de temps pendant lesquelles les anticorps augmentent. Ces lignes s'aplatissent après environ cinq semaines, ce qui correspond à la description de la réponse immunitaire primaire. La ligne Y représente le mieux la réponse immunitaire secondaire. La réponse à notre question est donc la ligne Y.

Résumons certains des points clés sur les réponses immunitaires primaire et secondaire que nous avons vus dans cette vidéo. Il existe deux types d’immunité: l’immunité acquise, ou adaptative, et l’immunité innée. L’immunité acquise est la réponse immunitaire spécifique aux antigènes, qui se développe au fil du temps à la suite d’une exposition à différents agents pathogènes. Et ce parce qu’elle a une composante à mémoire. Lors de la lutte contre une première infection, le système immunitaire acquis crée des cellules à mémoire, qui préparent l'organisme à réagir à une deuxième infection par le même agent pathogène plus rapidement et plus efficacement que la première fois. La réponse immunitaire primaire a lieu après la première exposition à un antigène. Une réponse immunitaire primaire entraîne la génération de cellules immunitaires à mémoire. Une réponse immunitaire secondaire a lieu suite à une deuxième exposition à un antigène. C’est une réponse beaucoup plus rapide et soutenue grâce à l’action des cellules immunitaires à mémoire.

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