Immunologie

Énoncé

On constate habituellement qu'un individu guéri d'une maladie infectieuse devient résistant à cette maladie. La vaccination se fonde sur ce principe.
À partir des informations extraites des documents 1, 2 et 3, mises en relation avec vos connaissances :
I. Montrez que le phénotype immunitaire d'un individu évolue quantitativement et qualitativement, et que cela assure une défense immunitaire efficace.
II. Justifiez le respect du calendrier vaccinal fourni concernant le tétanos.
Document 1
Quelques résultats expérimentaux
Le tétanos et la diphtérie sont deux maladies infectieuses causées par des bactéries qui libèrent des toxines dans l'organisme. Ces maladies peuvent être mortelles.
Six lots de souris qui n'ont jamais été en contact auparavant avec des toxines tétaniques (TT), des toxines diphtériques (TD) ou des anatoxines tétaniques (AT) sont soumis à différentes injections.
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D'après Nathan, TS.
Une anatoxine est une toxine atténuée par un traitement : elle a perdu son pouvoir pathogène mais elle conserve ses propriétés antigéniques.
Le sérum est la partie liquide du sang, dépourvue de cellules ainsi que des protéines responsables de la coagulation.
Document 2 : Données concernant la vaccination antitétanique
Document 2. a) Évolution de la quantité d'anticorps antitétaniques chez un animal
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Cet animal n'a jamais été en contact avec la bactérie responsable du tétanos.
On estime que la quantité d'anticorps antitétaniques dans le sang doit être au moins de 0,05 UI.mL−1 pour que l'organisme soit efficacement protégé.
Document 2. b) Extrait du calendrier vaccinal recommandé concernant le tétanos
« 
Âge
Injections du vaccin contre le tétanos
2 mois
1re injection
3 mois
2e injection
4 mois
3e injection
Entre 16 et 18 mois
1re injection de rappel
6 ans
2e injection de rappel
Entre 11 et 13 ans
3e injection de rappel
Entre 18 et 70 ans
Injection de rappel tous les 10 ans
 »

Document 3
Concentration des anticorps dans le sang d'un fœtus et d'un enfant

Corrigé

Exploitation du document 1
L'injection d'anatoxine tétanique aux souris du lot 2 montre que celle-ci n'est pas mortelle pour les souris, contrairement à l'injection de toxine tétanique faite au lot 1.
La comparaison du lot 1 et du lot 3 démontre que l'injection d'anatoxine tétanique pratiquée immédiatement avant l'injection de toxine tétanique ne protège pas la souris contre la toxine tétanique.
La comparaison du lot 3 et du lot 4 prouve que le respect d'un délai de quinze jours entre l'injection d'anatoxine tétanique et celle de toxine tétanique aux souris du lot 4 permet leur survie. Les souris du lot 4 sont protégées contre la toxine tétanique. Elles sont vaccinées.
L'injection de sérum des souris du lot 4 vaccinées aux souris du lot 5 les protège immédiatement contre la toxine tétanique. L'immunisation est donc transmissible.
Enfin, la comparaison du comportement des souris des lots 3 et 6 montre que l'anatoxine tétanique ne protège pas la souris contre la toxine diphtérique. L'immunisation est spécifique.
Exploitation du document 2
On constate sur les données du document 2. a) obtenues chez un animal une augmentation du taux d'anticorps antitétaniques sept jours après l'injection d'anatoxine tétanique. Cette augmentation semble ensuite exponentielle au fur et à mesure des injections : elle est de 0,02 UI.mL−1 dans la semaine qui suit la 1re injection, puis de 0,05 UI.mL−1dans celle qui suit la 2e injection et enfin de 11,7 UI.mL−1 dans celle qui suit la 3e injection. Ce n'est qu'après la 2e injection que le taux d'anticorps devient suffisant pour protéger l'animal. Une injection seule ne suffit donc pas.
D'autre part, dix mois et demi après la 3e injection, on constate que le taux d'anticorps a beaucoup baissé. En l'absence d'injections supplémentaires, il ne se maintient donc pas.
Pour maintenir un taux élevé d'anticorps, le calendrier vaccinal (document 2. b) préconise trois injections d'anticorps vaccinaux suivies de trois rappels étalés dans le temps sur onze à treize années.
Exploitation du document 3
À la naissance, un nouveau-né possède uniquement des anticorps provenant de sa mère. Le taux est maximal et décroît rapidement dans les premières semaines de la vie pour s'annuler vers l'âge de 6 mois. Ces anticorps maternels ne persistent donc pas chez l'enfant, et sont détruits dans le cadre d'un renouvellement moléculaire permanent dans l'organisme.
À la naissance, la synthèse d'anticorps propres à l'enfant débute. Pendant les premières années de la vie, le taux d'anticorps plasmatiques de l'enfant augmente fortement pour se stabiliser vers l'âge de 10 ans.
Réponse à la question I.
La comparaison des résultats des différentes expériences du document 1 permet de dire que le sérum des souris du lot 4 contient des molécules nouvellement synthétisées qui protègent ces souris contre la toxine tétanique. L'injection d'anatoxine tétanique provoque chez les souris du lot 4 la production d'anticorps antitétaniques que ne possèdent pas les souris du lot 1. Les souris 1 ne sont pas immunisées alors que les souris 4 le deviennent. On dit aussi qu'elles sont vaccinées (mais uniquement contre la toxine tétanique).
Le document 2 permet de comprendre pourquoi un délai d'une quinzaine de jours est nécessaire à l'immunisation des souris 4. L'apparition des premières molécules d'anticorps antitétaniques par l'organisme nécessite au moins sept jours (délai nécessaire à leur synthèse) et leur production est faible.
Les souris 4 possèdent désormais des anticorps antitétaniques, ainsi que des plasmocytes spécifiques producteurs de ces anticorps. Elles ont également produit des lymphocytes B mémoire spécifiques de la toxine tétanique et amplifié un clone de lymphocytes B spécifique de cette toxine. Leur phénotype immunitaire a changé par rapport à celui des souris du lot 1.
Ainsi, on peut affirmer que le phénotype immunitaire d'un individu évolue qualitativement au cours de ses rencontres avec différents microorganismes.
Réponse à la question II.
L'établissement d'un calendrier vaccinal (document 2. b) s'appuie sur les résultats exprimés dans le document 2. a). La répétition des injections permet d'accroître la quantité d'anticorps synthétisés et la rapidité de réponse de l'organisme (six jours au lieu de sept à la 3e injection). La durée de vie brève des molécules d'anticorps nécessite de stimuler régulièrement leur production pour maintenir leur taux à un niveau protecteur suffisant. C'est ce qui est fait lors des rappels de vaccins et permet chez le nouveau-né la production d'anticorps qui lui sont propres et lui assurent une défense immunitaire efficace. Cependant, chaque microorganisme introduit dans l'organisme donne lieu à la synthèse d'anticorps spécifiques. Une bonne prévention nécessite un type de vaccin par microorganisme pathogène.
Le phénotype immunitaire évolue quantitativement au cours des différentes injections vaccinales.