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Bac Tunisie
IM-HImmunité : maintien de l'intégrité de l'organisme

QROC d'immunité sur figures : identifier les cellules à leurs récepteurs, expliquer la reconnaissance (BCR, TCR et HLA II, TCR et HLA I), décrire deux phases effectrices, schématiser un anticorps

Idée directrice

En première partie de l'épreuve de sciences expérimentales, le QROC d'immunité (4 points) est un exercice sur figures : des cellules et des molécules dessinées, désignées par des lettres ou des numéros. On y identifie chaque cellule par un détail visible (immunoglobulines de surface, récepteur T face à une molécule HLA I ou HLA II, granules, vacuole de phagocytose, réticulum endoplasmique abondant), on explique la reconnaissance de l'antigène — directe pour le LB, double pour les LT4 et les LT8 —, on décrit dans l'ordre les étapes d'une phase effectrice montrée en vues successives, et on schématise l'anticorps. Nommer n'exige pas de justification ; identifier, si.

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« Identifiez, en justifiant votre réponse, les cellules X et Y » ; « Nommez les cellules a, b, c et d » ; « Expliquez le mécanisme de reconnaissance de l'antigène par chacune des cellules b, c et d » ; « Il existe un autre mode de communication entre cellules immunitaires. Précisez-le » ; « Décrivez les étapes de la phase effectrice illustrée par chacun des documents 1a et 1b » ; « Réalisez un schéma légendé de la molécule sécrétée par la cellule Y »

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  • Identifier = nom + critère visible ; nommer = nom seul. Critères sûrs : immunoglobulines en Y sur la membrane (LB), récepteur T face à HLA II (LT4) ou HLA I (LT8), granules (LTc), réticulum endoplasmique très développé (plasmocyte), vacuole de phagocytose (macrophage).
  • Reconnaissance : LB = directe, antigène natif ; LT4 = peptide + HLA II ; LT8 = peptide + HLA I (double reconnaissance).
  • « Autre mode de communication » : à distance, par les interleukines — dire qui sécrète quoi (IL1 du macrophage, IL2 du LT4) et sur quelles cellules elle agit.
  • Phase effectrice en vues successives : une étape par vue, dans l'ordre, avec la molécule en jeu (perforines et Ca²⁺ ; anticorps, complexe immun, phagocytose).
  • Schéma de l'anticorps : Y à quatre chaînes, ponts disulfure, parties variables et constante, deux sites de fixation, un titre.
Les pièges à vérifier dans ta démarche

Appeler « LTc » la cellule d de la vue de reconnaissance : sans granules, c'est un LT8, qui deviendra LTc ; dire que le LT4 reconnaît « l'antigène » sans préciser qu'il s'agit d'un peptide présenté par une molécule HLA II ; inverser HLA I et HLA II ; décrire la lyse sans les perforines ni le Ca²⁺ ; croire que les anticorps détruisent l'antigène (ils le neutralisent ; l'élimination revient à la phagocytose et au complément) ; dessiner un anticorps à deux chaînes, ou placer les sites de fixation sur la partie constante.

Sujet principal

Exercice — Immunité de l'organisme (4 points), dans l'esprit des sessions de contrôle 2021 et 2024 et des sessions principales 2023 et 2026

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Première partie — II. Immunité de l'organisme (4 points)

La réponse immunitaire spécifique débute par la reconnaissance de l'antigène : certaines cellules le reconnaissent sous sa forme native, d'autres seulement lorsqu'il leur est présenté. Le document 1 représente trois interactions observées chez une souris quelques jours après une infection par un virus ; les éléments 1 à 3 sont à identifier.

Le document 2 illustre, en trois moments successifs chacun, deux phases effectrices de la même réponse : en 2a, une cellule C₁ agit sur une cellule infectée ; en 2b, des molécules M₂ agissent sur des virus libres, puis une cellule C₂ intervient.

1. Identifiez, en justifiant votre réponse, les cellules a, b, c, d et e, puis nommez les éléments 1, 2 et 3.

2. Expliquez le mécanisme de reconnaissance de l'antigène viral par chacune des cellules b, c et d.

3. Il existe un autre mode de communication entre les cellules a et c, puis entre les cellules c et d. Précisez-le.

4. Nommez la cellule C₁ et les molécules M₁ et M₂, puis décrivez les étapes de la phase effectrice illustrée par chacun des documents 2a et 2b.

5. Réalisez un schéma légendé de la molécule M₂.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

Barème indicatif (non officiel) : 1) 1 pt ; 2) 1 pt ; 3) 0,5 pt ; 4) 1 pt ; 5) 0,5 pt.

1. Idée : chaque cellule se reconnaît à ce qu'elle porte ou contient — récepteurs en Y qui fixent le virus entier, récepteur T face à une molécule HLA, virus dans une vacuole de phagocytose, virus dans le cytoplasme.

CelluleIdentificationJustification (document 1)
amacrophage (cellule présentatrice de l’antigène)contour irrégulier, virus dans une vacuole de phagocytose ; présente un peptide viral sur une molécule HLA II
blymphocyte Bimmunoglobulines membranaires en Y qui fixent directement le virus
clymphocyte T4récepteur T face au peptide présenté par une molécule HLA II
dlymphocyte T8récepteur T face au peptide présenté par une molécule HLA I
ecellule infectée par le virusvirus dans son cytoplasme ; présente un peptide viral sur une molécule HLA I

Éléments : 1 : immunoglobuline membranaire (récepteur B) ; 2 : récepteur T (TCR) ; 3 : peptide viral, fragment de l'antigène logé dans la molécule HLA II.

2. Idée : un LB voit l'antigène entier ; un LT ne voit qu'un peptide, et seulement porté par une molécule HLA du soi.

  • b (LB) : reconnaissance directe — le site de fixation de ses immunoglobulines membranaires est complémentaire d'un déterminant antigénique du virus natif, qu'il fixe sans présentation préalable.
  • c (LT4) : double reconnaissance — son récepteur T reconnaît à la fois le peptide viral et la molécule HLA II du macrophage qui le présente, contact stabilisé par le marqueur CD4 ; il ne reconnaît ni le virus libre ni un peptide porté par les molécules HLA d'un autre individu.
  • d (LT8) : double reconnaissance — son récepteur T reconnaît le peptide viral associé à une molécule HLA I, ici à la surface de la cellule infectée e, qui expose des fragments du virus qu'elle fabrique ; le marqueur CD8 stabilise le contact.

3. C'est la communication à distance, par des messagers chimiques, les interleukines : le macrophage a sécrète l'interleukine 1, qui active le LT4 c ayant reconnu le peptide ; le LT4 activé sécrète l'interleukine 2, qui se fixe sur les récepteurs à l'IL2 des LT8 sélectionnés comme d (ainsi que des LT4 eux-mêmes et des LB) et déclenche leur multiplication puis leur différenciation, en LTc pour les LT8.

4. Idée : décrire vue par vue, de t1 à t3, en nommant ce qui agit à chaque étape. C₁ : lymphocyte T cytotoxique (LTc), issu d'un LT8, reconnaissable à ses granules ; M₁ : perforines ; M₂ : anticorps antiviraux ; C₂ : macrophage.

  • 2a, t1 : le récepteur T du LTc reconnaît le peptide viral associé au HLA I de la cellule infectée (double reconnaissance) : contact étroit entre les deux cellules.
  • 2a, t2 : le LTc libère par exocytose le contenu de ses granules ; les perforines (M₁) se polymérisent, en présence de Ca²⁺, dans la membrane de la cible et y forment des pores par lesquels l'eau et les ions entrent.
  • 2a, t3 : la cellule infectée gonfle et éclate (cytolyse) ; le LTc, détaché et intact, peut attaquer une autre cellule.
  • 2b, t1 : des anticorps circulants spécifiques (M₂) rencontrent des virus libres.
  • 2b, t2 : chaque anticorps fixe, par ses deux sites, les déterminants antigéniques de deux virus : il se forme un réseau de complexes immuns ; les virus ainsi neutralisés ne peuvent plus pénétrer dans les cellules.
  • 2b, t3 : le macrophage fixe les complexes immuns par la partie constante des anticorps sur ses récepteurs membranaires, les phagocyte et les digère : l'antigène est éliminé.

5.

L'anticorps (immunoglobuline) est formé de quatre chaînes polypeptidiques : deux chaînes lourdes identiques et deux chaînes légères identiques, reliées par des ponts disulfure en forme de Y. L'extrémité des deux bras (parties variables des chaînes lourdes et légères) porte deux sites de fixation identiques, complémentaires d'un déterminant antigénique, d'où la spécificité ; la partie constante se fixe sur les récepteurs des macrophages.

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Variantes rencontrées : deux cellules spécialisées dont un lymphocyte B (principale 2015) ; cellules X et Y — lymphocyte B et plasmocyte —, nature de la réponse, relation, particularités structurales et schéma légendé de l'anticorps (contrôle 2021) ; quatre interactions entre macrophage, LB, LT4 et LT8, reconnaissance par b, c et d et autre mode de communication (principale 2023) ; phases effectrices R₁ (cytolyse) et R₂ (complexe immun et phagocytose), deux autres rôles du macrophage (contrôle 2024) ; LTc et perforine rapprochés d'une jonction neuromusculaire, rôles des ions Ca²⁺ (principale 2026). La même lecture de figure ouvre parfois un problème long : cellules X, Y et Z après une infection virale (principale 2019), ultrastructures du LB et du plasmocyte (contrôle 2017).

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill IM-H.1 — Lymphocyte B et plasmocyte à l'ultrastructure : identifier, légender, relier la structure à la sécrétion des anticorps
Entraînement 01 / 03

Drill IM-H.1 — Lymphocyte B et plasmocyte à l'ultrastructure : identifier, légender, relier la structure à la sécrétion des anticorps

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Dans un ganglion lymphatique d'une souris, on trouve avant l'injection d'un antigène soluble des cellules du type X ; huit jours après l'injection, des cellules du type Y y sont nombreuses. Le document représente leurs schémas d'interprétation (tailles non respectées) ; le tableau rassemble des mesures faites sur des coupes.

CaractèreCellule XCellule Y
Diamètre de la cellule (µm)714
Part du cytoplasme occupée par le réticulum endoplasmique granuleuxmoins de 5 %environ 60 %
Mitochondries par coupe430
Immunoglobulines insérées dans la membrane (par cellule)environ 100 000très peu

1. Identifiez, en justifiant votre réponse, les cellules X et Y.

2. Légendez la cellule Y en reportant sur votre copie les numéros de 1 à 6.

3. Précisez la relation entre X et Y et la nature de la réponse immunitaire dans laquelle elles interviennent.

4. Relevez, à partir du document et du tableau, les particularités structurales de Y en rapport avec sa fonction, puis décrivez le trajet de la molécule qu'elle sécrète, de sa synthèse à sa libération.

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1. Idée : identifier, c'est nommer et donner le détail visible qui ne trompe pas. X : lymphocyte B — petite cellule (7 µm) au noyau volumineux et au cytoplasme réduit, qui porte sur sa membrane des immunoglobulines en Y (environ 100 000). Y : plasmocyte — grande cellule (14 µm) au noyau excentré, dont le cytoplasme est presque entièrement occupé par un réticulum endoplasmique granuleux très développé (environ 60 % du cytoplasme contre moins de 5 % chez X), riche en mitochondries, et qui libère par exocytose des molécules en Y.

2. 1 : noyau ; 2 : réticulum endoplasmique granuleux ; 3 : appareil de Golgi ; 4 : vésicule de sécrétion ; 5 : mitochondrie ; 6 : exocytose (libération du contenu d’une vésicule).

3. Y n'apparaît qu'après l'injection de l'antigène : les plasmocytes proviennent de la multiplication et de la différenciation des LB sélectionnés par l'antigène, sous l'action des interleukines des LT4. Ils sécrètent des anticorps : ces cellules interviennent dans la réponse immunitaire à médiation humorale.

4. Idée : chaque particularité se relie à une étape de la fabrication d'une protéine exportée.

  • noyau volumineux : transcription active des gènes des anticorps ;
  • réticulum endoplasmique granuleux très développé (≈ 60 % du cytoplasme) : synthèse intense des chaînes des anticorps, qui sont des protéines ;
  • appareil de Golgi et nombreuses vésicules de sécrétion : maturation et emballage des anticorps ;
  • mitochondries nombreuses (30 par coupe contre 4) : énergie (ATP) pour la synthèse et la sécrétion ;
  • diamètre doublé (14 µm contre 7 µm), soit un volume environ 8 fois plus grand, occupé surtout par ce cytoplasme sécréteur ;
  • presque plus d'immunoglobulines membranaires : le plasmocyte ne reconnaît plus l'antigène, il produit les anticorps qui le neutralisent.

Trajet : les chaînes des anticorps sont synthétisées par les ribosomes du réticulum endoplasmique granuleux (2) et passent dans ses cavités, gagnent l'appareil de Golgi (3), sont emballées dans des vésicules de sécrétion (4) qui migrent vers la membrane et les libèrent par exocytose (6).

2 Drill IM-H.2 — LTc et perforine : ordonner trois vues, légender, rôle du Ca²⁺, restriction par le CMH
Entraînement 02 / 03

Drill IM-H.2 — LTc et perforine : ordonner trois vues, légender, rôle du Ca²⁺, restriction par le CMH

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Le document représente, dans le désordre, trois moments A, B et C de l'action d'un lymphocyte prélevé chez une souris infectée depuis dix jours par un virus, mis en présence d'une cellule de la même souris infectée par ce virus. Le milieu contient des ions Ca²⁺.

1. Légendez les éléments 1 à 4.

2. Classez les vues A, B et C dans l'ordre chronologique et nommez le lymphocyte représenté.

3. Précisez le rôle des ions Ca²⁺ dans le mécanisme illustré.

4. Citez deux caractéristiques fonctionnelles de ce lymphocyte.

5. On remplace la cellule cible par une cellule infectée par le même virus, mais prélevée chez une souris d'une autre lignée : elle n'est pas détruite. Expliquez ce résultat.

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1. 1 : granule (vésicule) contenant la perforine ; 2 : récepteur T (TCR) ; 3 : molécule HLA I associée à un peptide viral ; 4 : pore formé par des perforines polymérisées.

2. Idée : la reconnaissance précède l'attaque, et l'attaque précède la lyse. Ordre : B → A → C. En B, le lymphocyte, chargé de granules, établit le contact par la double reconnaissance ; en A, les granules ont été déversés, des pores traversent la membrane de la cible et l'eau entre ; en C, la cible a éclaté et le lymphocyte, détaché, est intact. C'est un lymphocyte T cytotoxique (LTc).

3. Au niveau du contact, les ions Ca²⁺ interviennent dans l'exocytose des granules du LTc, puis ils sont indispensables à la polymérisation des perforines en pores dans la membrane de la cellule cible : sans Ca²⁺, pas de pores, donc pas de lyse.

4. Deux caractéristiques parmi : la spécificité — son récepteur T ne reconnaît qu'un peptide d'un seul antigène, associé au HLA I du soi ; la cytotoxicité par contact direct — il détruit la cellule reconnue grâce aux perforines ; l'action répétée — il se détache intact et peut détruire d'autres cellules portant le même peptide.

5. Idée : le LTc reconnaît un couple, jamais le peptide seul. Une cellule d'une autre lignée porte des molécules HLA I différentes : même si elle présente le même peptide viral, le récepteur T du LTc ne reconnaît pas l'association « peptide + HLA I étranger ». Sans double reconnaissance, pas de contact, pas d'exocytose, pas de lyse : l'action des LTc est restreinte par le CMH du soi.

3 Drill IM-H.3 — Macrophage et complexe immun : légender quatre étapes, opsonisation, deux autres rôles du macrophage
Entraînement 03 / 03

Drill IM-H.3 — Macrophage et complexe immun : légender quatre étapes, opsonisation, deux autres rôles du macrophage

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Le document 1 représente quatre étapes successives de l'élimination, par un macrophage, d'une bactérie recouverte d'anticorps spécifiques ; les éléments a à e sont à identifier.

Le document 2 donne le pourcentage de bactéries phagocytées en 30 minutes par des macrophages de souris, dans quatre conditions.

ConditionBactéries phagocytées en 30 min (%)
bactéries seules12
bactéries + sérum d’une souris non immunisée14
bactéries + sérum d’une souris immunisée contre ces bactéries78
bactéries + même sérum immun ; récepteurs membranaires du macrophage bloqués15

1. Légendez les éléments a à e du document 1.

2. Décrivez les étapes 1 à 4 du document 1.

3. Exploitez le document 2 afin d'expliquer le rôle des anticorps dans la phagocytose.

4. Citez deux autres rôles assurés par le macrophage dans la réponse immunitaire spécifique.

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1. a : anticorps fixé sur la bactérie ; b : récepteur membranaire du macrophage (fixe la partie constante) ; c : pseudopode ; d : lysosome ; e : vacuole de phagocytose.

2.

  • 1 — adhésion : le complexe immun (bactérie + anticorps) se fixe sur la membrane du macrophage, les parties constantes des anticorps s'accrochant aux récepteurs b ;
  • 2 — ingestion : le macrophage émet des pseudopodes qui entourent la bactérie ;
  • 3 — digestion : la bactérie est enfermée dans une vacuole de phagocytose, avec laquelle fusionnent des lysosomes dont les enzymes la digèrent ;
  • 4 — rejet : les débris non digérés sont rejetés hors de la cellule par exocytose.

3. Idée : comparer chaque condition aux bactéries seules. Seules, 12 % des bactéries sont phagocytées ; avec le sérum d'une souris non immunisée, 14 % : sans anticorps spécifiques, rien ne change. Avec le sérum immun, 78 %, soit environ 6,5 fois plus : les anticorps anti-bactéries facilitent la phagocytose. Si les récepteurs membranaires du macrophage sont bloqués, on retombe à 15 % : l'effet des anticorps passe par ces récepteurs. Fixés par leurs sites sur la bactérie, les anticorps l'attachent au macrophage par leur partie constante : c'est l'opsonisation, qui accélère l'élimination du complexe immun.

4. Deux rôles parmi : phagocyter l'antigène, l'apprêter et présenter ses peptides associés aux molécules HLA II aux LT4 (cellule présentatrice de l'antigène) ; sécréter l'interleukine 1, qui active les LT4 ; éliminer les débris des cellules détruites par les LTc.

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