La réponse immunitaire : Une guerre cellulaire

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Kate MacDonald
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Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Une coupure au doigt suscite une réponse du système immunitaire. Celui-ci te protège des agents pathogènes.

Chaque jour, tu rencontres des choses qui peuvent te rendre malade. Des bactéries aux virus, en passant par les champignons, les agents pathogènes sont partout.

Les agents pathogènes sont des organismes susceptibles de provoquer des maladies. Il s’agit généralement de microorganismes. Mais malgré la présence de tous ces agents pathogènes, tu peux rester en très bonne santé.

Ceci est possible grâce à ton système immunitaire. Cet ensemble de mécanismes de défense déployés par ton corps fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Le système immunitaire comprend des cellules spécialisées, des protéines (y compris des enzymes) et des anticorps. Il comprend également des parties du corps que l’on n’associe pas généralement à la défense immunologique, comme la peau!

Imagine que tu as une coupure au doigt et qu’elle a été infectée par des bactéries. Examinons la guerre qui se déclenchera dans ton corps entre ces agents pathogènes et ton système immunitaire.

Quelle est la première ligne de défense contre les agents pathogènes?

Ton système immunitaire compte trois niveaux de défense. Si un agent pathogène fait une brèche dans un de ces niveaux, le prochain niveau s’active.

La première ligne de défense est ton système immunitaire inné. Dans un premier temps, ce système comprend les barrières physiques telles que la peau et la muqueuse des voies respiratoires. Les larmes, la sueur, la salive et le mucus excrétés par la peau et les muqueuses constituent également des barrières physiques. De manière simple et rapide, le premier niveau du système immunitaire inné peut éliminer certains agents pathogènes avant même qu’ils atteignent les tissus ou le sang.

Ta peau est donc une barrière physique qui empêche les agents pathogènes d’entrer dans ton corps. Mais si tu as une coupure au doigt, la bactérie pourra facilement traverser la peau. Dans une telle situation, le prochain niveau du système immunitaire inné doit s’activer.

Le savais-tu? 

Il y a une différence entre une infection et une maladie. Si un microorganisme entre dans ton corps et commence à se multiplier, il s’agit d’une infection. Si l’infection endommage tes cellules et provoque des symptômes, c’est une maladie.

Quelle est la deuxième ligne de défense contre les agents pathogènes?

Le deuxième niveau du système immunitaire inné comprend des cellules et des protéines qui attaquent les agents pathogènes. Les défenses immunologiques innées sont aspécifiques. Autrement dit, peu importe le type d’agent pathogène, ton corps l’affronte de la même façon en mobilisant les mêmes cellules et protéines.

Tes tissus et ton sang abritent des cellules appelées des phagocytes. Les macrophages et les neutrophiles sont deux types de phagocytes. Les phagocytes réagissent aussitôt qu’un agent pathogène entre dans ton corps. Ils détruisent l’envahisseur en suivant un processus appelé la phagocytose.

D’abord, un macrophage repère l’agent pathogène et y adhère. Ensuite, il ingère l’envahisseur et le digère à l’aide de lysosomes. Ainsi, l’agent pathogène est détruit.

Par ailleurs, les macrophages déclenchent une alarme en produisant des protéines appelées des cytokines. Celles-ci font appel à d’autres types de globules blancs pour obtenir un coup de main. Ces autres types de globules blancs s’appellent des neutrophiles, des éosinophiles et des basophiles. 

Processus de la phagocytose
Le processus de la phagocytose (© 2019 Parlons sciences).

Entre 40 % et 70 % des globules blancs sont des neutrophiles. Les neutrophiles sont chargés d’ingérer et de détruire les bactéries et les champignons envahissants dans le cadre de la phagocytose.

Moins de 5 % des globules blancs sont des éosinophiles. Ceux-ci contiennent des toxines capables de tuer les agents pathogènes qui sont trop grands pour être ingérés. Ils libèrent également des substances protéiques associées à l’inflammation.

Souvent, cette ligne de défense suffit pour mettre fin à l’infection. À tout le moins, elle peut empêcher l’infection de se propager. Par exemple, elle empêcherait la bactérie entrée par ta coupure au doigt de pénétrer plus loin dans ton corps.

Cependant, certaines situations dépassent les capacités du système immunitaire inné. Par exemple, lorsque les bactéries sont en trop grand nombre ou qu’elles se multiplient trop rapidement. Le système immunitaire adaptatif doit réagir à ces cas plus sérieux.

Quelle est la troisième ligne de défense contre les agents pathogènes?

Le troisième niveau de défense de ton système immunitaire est composé de cellules spécialement conçues pour détruire des microorganismes spécifiques qui ont envahi tes tissus.

Des cellules spéciales appelées cellules dendritiques assurent une communication entre les systèmes immunitaires inné et adaptatif. Te souviens-tu des macrophages? Quand ils sonnent l’alarme, les cellules dendritiques font partie de l’équipage qui y répond. Elles se déplacent vers le foyer infectieux et amorcent la phagocytose. Ainsi, elles morcèlent et détruisent l’agent pathogène. Elles transportent les morceaux à tes nœuds lymphatiques, où l’immunité adaptative se déclenche.

Principaux organes et cellules du système immunitaire
Les principaux organes et cellules qui constituent les aspects adaptatif et inné du système immunitaire (© Parlons sciences à partir d’images de ttsz, Vitalii Dumma et normaals sur iStockphoto).

La réponse immunitaire adaptative mobilise deux types de globules blancs spécialisés : les lymphocytes B et les lymphocytes T.

On retrouve les lymphocytes B dans le sang. Arrivées à la maturité, ces cellules produisent des anticorps. À leur tour, les anticorps travaillent avec les lymphocytes T pour contrer les antigènes (envahisseurs).

À l’intérieur des nœuds lymphatiques, les cellules dendritiques recherchent les lymphocytes T. Ton corps produit des millions de lymphocytes T. Chaque type de lymphocyte T est conçu pour reconnaître un agent pathogène différent. Ainsi, ton corps peut combattre presque tous les envahisseurs, même ceux qu’il n’a jamais vus auparavant!

À l’intérieur des nœuds lymphatiques, les lymphocytes T sont arrivés à maturité, mais ils n’ont jamais rencontré les agents pathogènes qu’ils doivent combattre. Ces cellules sont pour ainsi dire endormies. Les cellules dendritiques doivent les réveiller et les amener aux agents pathogènes.

Chaque type de lymphocyte T a son rôle à jouer.

  • Les lymphocytes T à mémoire se souviennent des agents pathogènes que ton corps a déjà rencontrés. Ainsi, la prochaine fois qu’ils les croiseront, ils aideront ton corps à y répondre de façon plus rapide et plus efficace.
  • Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules de ton corps qui ont été infectées par un virus. En effet, « cytotoxique » veut dire « destructeur de cellules ».
  • Les lymphocytes T auxiliaires aident d’autres cellules, comme les lymphocytes B. Souvent, ils vont libérer des protéines appelées cytokines. Ces protéines adhèrent à d’autres cellules de ton corps et leur indiquent comment renforcer la réponse immunitaire. Par exemple, une cytokine pourrait activer un lymphocyte B. Ensuite, le lymphocyte B produirait des anticorps pour combattre l’agent pathogène envahisseur. Dans le cas d’une infection bactérienne associée à une coupure au doigt, les lymphocytes T auxiliaires sont parmi les types de lymphocytes T les plus utiles.
  • Les lymphocytes T régulateurs constituent le service de police du système immunitaire adaptatif. Ils annulent l’attaque lancée par les autres cellules immunitaires une fois que l’agent pathogène est détruit. Ainsi, ils empêchent que ton corps perde le contrôle de la réponse immunitaire.

Normalement, les lymphocytes T peuvent éliminer une infection dans les jours suivant leur activation. À ce moment, ton corps peut arrêter de se battre et tu commenceras à te sentir mieux.

Le savais-tu? 

Les lauréats du prix Nobel 2018 de physiologie ou médecine ont contribué à la compréhension du fonctionnement du système immunitaire. Leurs découvertes ont mené à l’élaboration de médicaments d’immunothérapie pour traiter le cancer de la peau.

Comme tu peux le voir, ton système immunitaire est assez complexe. Il travaille jour et nuit pour protéger ta santé. La prochaine fois que tu te sens un peu malade, n’oublie pas que ton corps comprend des milliards de cellules. Et que tu es leur seule préoccupation!

Points de départ

Connecter et Relier

  • Si tu te coupes, que peux-tu faire pour prévenir l’infection? Quel aspect de ton système immunitaire appuies-tu en prenant ces mesures?
  • Peux-tu nommer des cellules qui font partie de ton système immunitaire? Dans quel contexte en as-tu entendu parler auparavant?
  • Pourquoi un médecin palpe-t-il tes nœuds lymphatiques lors d’un examen physique? Tes nœuds lymphatiques ont-ils déjà été douloureux ou enflés? Quand cela s’est-il produit?

Connecter et Relier

  • Si tu te coupes, que peux-tu faire pour prévenir l’infection? Quel aspect de ton système immunitaire appuies-tu en prenant ces mesures?
  • Peux-tu nommer des cellules qui font partie de ton système immunitaire? Dans quel contexte en as-tu entendu parler auparavant?
  • Pourquoi un médecin palpe-t-il tes nœuds lymphatiques lors d’un examen physique? Tes nœuds lymphatiques ont-ils déjà été douloureux ou enflés? Quand cela s’est-il produit?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Lorsqu’un patient se fait opérer, de quelles façons son corps est-il exposé aux agents pathogènes? Quelles mesures l’équipe chirurgicale prend-elle pour empêcher la propagation d’infections?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Lorsqu’un patient se fait opérer, de quelles façons son corps est-il exposé aux agents pathogènes? Quelles mesures l’équipe chirurgicale prend-elle pour empêcher la propagation d’infections?

Explorer les Concepts

  • Quelles sont les barrières physiques du corps humain qui jouent un rôle important dans le système immunitaire?
  • Qu’est-ce que la phagocytose? À quel stade de la réponse immunitaire la phagocytose se produit-elle?
  • D’où proviennent les cellules dendritiques? Quel est leur rôle dans le système immunitaire?

Explorer les Concepts

  • Quelles sont les barrières physiques du corps humain qui jouent un rôle important dans le système immunitaire?
  • Qu’est-ce que la phagocytose? À quel stade de la réponse immunitaire la phagocytose se produit-elle?
  • D’où proviennent les cellules dendritiques? Quel est leur rôle dans le système immunitaire?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Comment a-t-on découvert les lymphocytes T? (Remarque : cette question nécessitera des recherches supplémentaires.)

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Comment a-t-on découvert les lymphocytes T? (Remarque : cette question nécessitera des recherches supplémentaires.)

Littératie Médiatique

  • As-tu déjà vu des reportages traitant d’épidémies d’infections dans les hôpitaux? De quels types d’infections était-il question (p. ex., SARM, Clostridium difficile, pneumonie, grippe)? A-t-on tendance à prendre ces incidents au sérieux?

Littératie Médiatique

  • As-tu déjà vu des reportages traitant d’épidémies d’infections dans les hôpitaux? De quels types d’infections était-il question (p. ex., SARM, Clostridium difficile, pneumonie, grippe)? A-t-on tendance à prendre ces incidents au sérieux?

Suggestions d'enseignement

  • Vous pouvez vous servir de l’article dans le cadre d’un cours sur la biologie et la santé humaine afin d’aborder le système immunitaire, la structure et les fonctions de celui-ci, ainsi que la réponse immunitaire. La ressource présente notamment les concepts suivants : les agents pathogènes, les macrophages, la phagocytose, l’immunité innée, l’immunité adaptative, les cellules dendritiques et les lymphocytes T.
  • Avant de lire l’article, vous pouvez demander aux élèves de suivre la stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire afin d’accéder aux connaissances préalables et de se familiariser avec la nouvelle terminologie. Des fiches reproductibles prêtes à utiliser avec la stratégie d’apprentissage « Aperçu du vocabulaire » sont disponibles en format [Google doc] et [.pdf].
  • Afin de consolider et de poursuivre l’apprentissage, vous pouvez demander aux élèves de visionner une ou plusieurs des vidéos énumérées sous la rubrique « En apprendre davantage ». Les élèves peuvent organiser et comparer l’information dans ces ressources à l’aide de la stratégie d’apprentissage Diagramme de Venn - texte et vidéo. Des fiches reproductibles prêtes à utiliser avec la stratégie d’apprentissage sont disponibles en format [Google doc] et [.pdf].
  • Après avoir lu l’article ou avoir visionné les vidéos, vous pouvez demander aux élèves de créer un organisateur graphique qui démontre clairement les niveaux de défense du système immunitaire, ainsi que les structures et les processus cellulaires associés à chaque niveau. À l’aide d’un créateur d’infographie en ligne, les élèves peuvent présenter cette information dans un format numérique en faisant preuve de créativité et d’originalité.

Suggestions d'enseignement

  • Vous pouvez vous servir de l’article dans le cadre d’un cours sur la biologie et la santé humaine afin d’aborder le système immunitaire, la structure et les fonctions de celui-ci, ainsi que la réponse immunitaire. La ressource présente notamment les concepts suivants : les agents pathogènes, les macrophages, la phagocytose, l’immunité innée, l’immunité adaptative, les cellules dendritiques et les lymphocytes T.
  • Avant de lire l’article, vous pouvez demander aux élèves de suivre la stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire afin d’accéder aux connaissances préalables et de se familiariser avec la nouvelle terminologie. Des fiches reproductibles prêtes à utiliser avec la stratégie d’apprentissage « Aperçu du vocabulaire » sont disponibles en format [Google doc] et [.pdf].
  • Afin de consolider et de poursuivre l’apprentissage, vous pouvez demander aux élèves de visionner une ou plusieurs des vidéos énumérées sous la rubrique « En apprendre davantage ». Les élèves peuvent organiser et comparer l’information dans ces ressources à l’aide de la stratégie d’apprentissage Diagramme de Venn - texte et vidéo. Des fiches reproductibles prêtes à utiliser avec la stratégie d’apprentissage sont disponibles en format [Google doc] et [.pdf].
  • Après avoir lu l’article ou avoir visionné les vidéos, vous pouvez demander aux élèves de créer un organisateur graphique qui démontre clairement les niveaux de défense du système immunitaire, ainsi que les structures et les processus cellulaires associés à chaque niveau. À l’aide d’un créateur d’infographie en ligne, les élèves peuvent présenter cette information dans un format numérique en faisant preuve de créativité et d’originalité.

En savoir plus

Comment fonctionne notre système immunitaire (2017) Roche France (2 min 44 sec)

Immunologie - Tu mourras moins bête (2016) ARTE (3 min 14 sec)

Références

Banchereau, J., & Steinman, R. M. (1998). Dendritic cells and the control of immunity. Nature, 392, 245-252. DOI: 10.1038/32588

Delves, P. J. (2018, decembre). Natural killer (NK) cells. Merck Manual.

Khan Academy. (2014). Adaptive immunity.

Kondĕlková, K., Vokurková, D., Krejsek, J., Borská, L., Fiala, Z., & Ctirad, A. (2010). Regulatory T cells (TREG) and their roles in immune system with respect to immunopathological disorders. Acta Medica (Hradec Kralove), 53(2), 73-77. DOI: 10.14712/18059694.2016.63

Liesveld, J., & Reagan, P. (2018, decembre). Eosinophil production and function. Merck Manual.

Mandal, A. (2019, février 26). Macrophage function. News-Medical.net.

Mayer, G. (2017, décembre 9). Immunology - Chapter one: Innate (non-specific) immunity. University of South Carolina.

National Center for Biotechnology Information. (2010, décembre 7). The innate and adaptive immune systems.

Pennock, N. D., White, J. T., Cross, E. W., Cheney, E. E., Tamburini, B. A., & Kedl, R. M. (2013). T cell responses: Naive to memory and everything in between. Adv Physiol Educ, 37(4), 273-283. DOI: 10.1152/advan.00066.2013