Lorsqu'il est attaqué par des micro-organismes, l'organisme dispose de moyens de défense. C'est le système immunitaire et ses cellules qui assurent cette défense.
Une première ligne de défense, nommée réaction inflammatoire aiguë, intervient dès le début de l'infection. Il s'agit d'une défense non adaptative qui est la même quel que soit l'élément étranger à combattre.
Une seconde défense, plus tardive, spécifique, adaptative, se met ensuite en place. Des lymphocytes y participent.
Deux étudiants semblent ne pas être d'accord sur l'identité des cellules qui participent à la défense non adaptative :
- Xavier pense que seuls les lymphocytes assurent cette défense, tout comme la défense adaptative. Il affirme en outre que ces cellules communiquent par l'intermédiaire de messagers chimiques : les médiateurs de l'inflammation.
- Ronan réfute ces affirmations. Il affirme de son côté que ce sont des cellules phagocytaires qui assurent la défense non adaptative et détruisent les éléments étrangers. En revanche, il ne croit pas un instant à ces histoires de messagers chimiques qui permettraient aux cellules de communiquer.
Par l'étude des documents suivants et avec l'aide des connaissances sur la défense immunitaire, déterminer ce qui est vrai ou faux dans les affirmations de ces deux étudiants.
La phagocytose
Une expérimentation sur des cellules phagocytaires
Une réaction inflammatoire est expérimentalement provoquée chez un individu par une légère lésion des cellules cutanées. Le liquide s'accumulant au niveau de l'inflammation est prélevé et introduit grâce à une micropipette dans une culture contenant des phagocytes.
Le document ci-dessous montre le comportement d'un de ces phagocytes immédiatement après l'introduction de la micropipette (dessin du haut) puis quelques instants plus tard (dessin du bas).
L'identification des cellules sécrétrices de médiateurs chimiques
Premier temps : dans un milieu de culture, diverses cellules sont placées dans des conditions optimales pour leur fonctionnement, et mises en présence d'antigènes.
Suite au contact avec les antigènes, le liquide baignant les cellules mises en culture est prélevé.
Second temps : comme dans l'expérience présentée dans le document 2, ce liquide est alors mis en présence de cellules phagocytaires et un comptage des cellules attirées vers la micropipette contenant ce liquide est effectué.
Les résultats sont donnés dans le tableau ci-dessous :
Parmi les signes suivants, lequel n'est pas un signe caractéristique de la réaction inflammatoire ?
La pâleur n'est pas un signe de l'inflammation.
Que montre le document 1 ?
Sur le document, il est possible de voir un phagocyte ingérer puis digérer, donc détruire, une bactérie.
Que montre l'expérience présentée dans le document 2 à propos des phagocytes ?
Les phagocytes se sont rapprochés de la micropipette. Celle-ci contient uniquement un liquide dans lequel se trouvent des molécules libérées près de la zone lésée.
Que montre l'expérience présentée dans le document 3 à propos de l'attraction exercée sur les cellules phagocytaires ?
Seuls les liquides provenant d'une première phase dans laquelle des cellules dendritiques et/ou des mastocytes parviennent à attirer les phagocytes. Il s'agit donc d'une action assurée par des molécules dissoutes dans ce liquide, et ce sont les cellules sentinelles citées qui les sécrètent.
En conclusion de ces expériences, que peut-on affirmer ?
L'ensemble de ces documents permet d'affirmer que les phagocytes assurent la destruction des bactéries, mais qu'ils sont attirés vers le foyer de l'infection par des molécules sécrétées par des cellules sentinelles.
Dans le débat qui oppose ces deux étudiants, que peut-on leur dire ?
Ronan a raison en affirmant que ce sont les phagocytes qui assurent la destruction des bactéries, mais c'est Xavier qui a raison en affirmant qu'il existe une communication chimique entre les cellules impliquées.
Avant de pouvoir prendre position dans ce débat, et dire qui des deux étudiants a raison ou tort, il est nécessaire d'analyser les documents fournis. Il est question ici de la défense non adaptative et de la réaction inflammatoire aiguë, caractérisée par quatre signes : rougeur, chaleur, douleur et œdème.
Le document 1 présente schématiquement les différentes étapes de la phagocytose. Ce phénomène aboutit à la digestion des bactéries et donc à leur élimination. Les phagocytes sont les macrophages et les granulocytes, ce ne sont donc pas les lymphocytes. Même si les lymphocytes B activés sont capables de phagocytose, ils n'assurent pas l'essentiel de ce mécanisme. En ce sens, Ronan semble bien avoir raison : ce ne sont pas les lymphocytes qui détruisent les bactéries dans le cadre de la RIA, mais les phagocytes.
Le document 2 montre que les phagocytes peuvent être attirés vers un liquide dans lequel ont baigné des cellules en contact avec une lésion. Seul le liquide est présent dans la micropipette et ce ne sont donc pas directement des cellules qui, au contact, attireraient les phagocytes. Les cellules lésées ou en contact avec les cellules lésées sécrètent donc des molécules attractives pour les phagocytes. On parle de chimiotactisme. Cela permet de faire confluer les cellules assurant la phagocytose uniquement là où le besoin se fait sentir : la zone lésée. Il y a donc bien, contrairement à ce que Ronan pense, une communication entre cellules.
Le document 3 permet de préciser la nature des cellules qui assurent cette sécrétion de médiateurs chimiques : il s'agit des cellules sentinelles, c'est-à-dire les cellules dendritiques et les mastocytes. Les lymphocytes (B et/ou T) participent à la défense adaptative et sont donc impliqués de manière générale dans la défense immunitaire. Toutefois, ce ne sont pas ces cellules qui, par la sécrétion de messagers chimiques, attirent les phagocytes sur le lieu où ils doivent agir.
En résumé, ce sont bien les phagocytes, comme l'affirme Ronan, qui assurent la destruction des bactéries, dans le cadre de la RIA. Toutefois, Ronan se trompe en niant l'existence d'une communication entre cellules. Sur ce point, Xavier a raison : les cellules qui détectent une lésion ou des bactéries émettent des signaux d'alerte, des médiateurs chimiques, qui attirent sur le foyer infectieux les phagocytes qui vont détruire les agresseurs. Il y a complémentarité entre ces cellules sentinelles et les cellules qui éliminent les bactéries.