Annale corrigée Pratique du raisonnement scientifique 2 Ancien programme

Immunité et sclérose en plaques

France métropolitaine • Septembre 2017

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Immunité et sclérose en plaques

La sclérose en plaques est une maladie neurodégénérative qui se traduit par la disparition de cellules cérébrales.

En utilisant les informations issues des documents et vos connaissances, montrez que la sclérose en plaques étudiée ici implique le système immunitaire.

document
de référence
Les cellules gliales et leur rôle

svtT_1709_07_02C_01

Les cellules gliales du cerveau, ou astrocytes, possèdent des fonctions diversifiées et fondamentales. Un même neurone est en contact avec plusieurs cellules gliales qui lui apportent des nutriments et du dioxygène sur l'ensemble de sa surface : dendrites, corps cellulaire, axone.

Sans l'intervention des cellules gliales, les neurones se trouvent en état de dégénérescence.

Les cellules gliales cérébrales expriment à leur surface certaines protéines spécifiques, telles que la protéine KIR4.1 qui participe au contrôle de l'équilibre ionique de l'environnement neuronal.

document 1 Interaction immunoglobuline–tissu cérébral

Des anticorps sont purifiés à partir de sérum de différentes personnes. Ces immunoglobulines sont placées en contact avec des coupes de cerveau et un marquage spécifique permet de voir si elles se sont fixées sur la coupe ou pas.

Origine du sérum

Personnes atteintes de sclérose en plaques

Personnes atteintes d'autres maladies neurologiques*

Personnes ne présentant pas de maladie neuronale

Nombre d'échantillons interagissant avec des cellules gliales (en %)

58

0

0

D'après Rajneesh Srivastava et al., The New England Journal of Medicine, 2012

* Les échantillons issus de personnes atteintes d'autres maladies neurologiques servent ici de témoin.

document 2 Électrophorèse de sérums des différentes populations

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D'après Rajneesh Srivastava et al., The New England Journal of Medicine, 2012

document 3 Test ELISA réalisé sur les sérums étudiés

Un test ELISA permet de faire une évaluation quantitative de la présence d'un anticorps par évaluation de la densité optique de la coloration obtenue. Un test ELISA pour la protéine KIR4.1 est réalisé sur les sérums de personnes sans maladie neurologique, de personnes atteintes d'autres maladies neurologiques et de personnes atteintes de sclérose en plaques  les résultats sont évalués par établissement de la densité optique.

svtT_1709_07_02C_03

Chaque figuré représente le résultat obtenu pour le sérum d'une personne.

D'après Rajneesh Srivastava et al., The New England Journal of Medicine, 2012

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Pour démontrer que la sclérose en plaques envisagée implique le système immunitaire, il faut mettre en évidence la présence, chez les personnes malades, d'effecteurs de la réponse immunitaire adaptative, c'est-à-dire des lymphocytes cytotoxiques ou des anticorps. Dans le cas étudié, il s'agit d'anticorps et donc d'une réaction immunitaire humorale.

Il s'agit ensuite, grâce au document 3, de préciser quel antigène a déclenché la réaction immunitaire et de conclure que c'est une réaction auto-immune contre un constituant membranaire des cellules gliales.

Il faut, en conclusion, utiliser les informations du document de référence sur les rôles des cellules gliales pour expliquer pourquoi la réaction auto-immune provoque une maladie neurodégénérative.

Mobiliser ses connaissances

Les anticorps, molécules effectrices de l'immunité adaptative humorale, se lient par leurs sites de reconnaissance aux motifs antigéniques qui ont déclenché leur formation.

Le système immunitaire ne se déclenche normalement pas contre des molécules de l'organisme. Il y a en principe répression ou élimination des cellules auto-réactives.

Corrigé

Introduction

La sclérose en plaques, qui se caractérise par une dégénérescence de neurones cérébraux, est considérée comme une maladie auto-immune. Nous allons voir dans quelle mesure les documents proposés confirment l'implication du système immunitaire.

I. Des anticorps spécifiques aux personnes atteintes de sclérose en plaques

Le tableau du document 1 montre que seules 58 % des personnes atteintes de sclérose en plaques ont des anticorps qui se fixent sur les cellules gliales du cerveau. Les personnes atteintes d'une autre maladie neurologique et les personnes saines ne possèdent pas ces anticorps.

Un anticorps se fixe sur l'antigène qui a déclenché sa formation. Chez les personnes atteintes de sclérose en plaques, il y a donc des anticorps qui se lient à des antigènes présentés par les cellules gliales. Chez 58 % des personnes atteintes de sclérose en plaques, il y a eu une réaction immunitaire contre des molécules du soi des cellules gliales.

Le document 2 permet de comparer les protéines du sérum de personnes atteintes de sclérose en plaques à celles d'un individu atteint d'une autre maladie neurologique. On remarque une bande sombre située à la partie tout à fait supérieure du résultat obtenu avec le sérum d'une personne atteinte de sclérose en plaques, et qui n'apparaît pas chez les autres individus.

On peut supposer qu'il s'agit des anticorps présents dans le sérum des personnes atteintes de sclérose en plaques.

II. Identification de l'antigène présent dans les cellules gliales

Le résultat du test ELISA (document 3) chez les personnes atteintes de maladies neurologiques autres que la sclérose en plaques et chez les personnes saines se trouve sous le seuil de positivité aux anticorps anti-KIR4.1.

Ces individus, ainsi d'ailleurs qu'un certain nombre de personnes atteintes de sclérose en plaques, ne possèdent donc pas d'anticorps anti-KIR4.1.

En revanche, le seuil de positivité aux anticorps chez un certain nombre de personnes atteintes de sclérose en plaques est plus ou moins largement dépassé. Ces individus possèdent donc des anticorps anti-KIR4.1 en quantité plus ou moins importante.

Bilan

Seules les personnes atteintes de sclérose en plaques possèdent des anticorps anti-KIR4.1. Or, les molécules KIR4.1 sont des protéines membranaires des cellules gliales présentes chez tous les individus (document de référence).

La présence d'anticorps anti-KIR4.1 chez les personnes atteintes de sclérose en plaques indique le développement d'une réaction immunitaire dirigée contre un constituant normal de leurs cellules gliales.

Chez ces personnes, il existe des lymphocytes B qui ont reconnu les molécules KIR4.1 et, en réponse, ont déclenché une réaction immunitaire.

Ces lymphocytes B sont normalement absents ou inactifs chez une personne non atteinte de sclérose en plaques. Il s'agit donc d'une réaction immunitaire auto-immune.

Les cellules gliales sont indispensables à la vie des neurones. En particulier, les protéines KIR4.1 ont un rôle majeur dans l'équilibre ionique de l'environnement neuronal, et donc dans le bon fonctionnement des neurones.

La réaction immunitaire contre les cellules gliales provoque par conséquent un dysfonctionnement de ces cellules et, ainsi, entraîne la dégénérescence des neurones, laquelle est responsable de la sclérose en plaques.

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