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Mécanismes immunitaires
contre une infection virale
      chez l’Homme

       Présenté par M. Nicolas PUIGMAL
  Sous la Direction de M. Jean-Marc DERAGON
Sommaire

 I.     Rappels et définitions


 II.    A La frontière du corps : les barrières physiques


 III.   Immunité Naturelle, Innée


 IV.    Immunité acquise, Spécifique


 V.     Conclusion


 VI.    Etude des virus



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I. Rappels et définitions
  1. Qu’est-ce qu’un virus?
- Anciennement appelé « agents ultrafiltrables »; terme de « virus » vers
1915 qui signifie en latin : poison, jus, écoulement


- Un virus peut être définit comme une association de protéines
protégeant un acide nucléique (ADN ou ARN) et parfois une
enveloppe.
- Taille: environ 250nm
                                                                               http://scaleni
                                                                               s.wordpress.
                                                                                    com
- Incapacité de se reproduire seul!


- A la limite du vivant…



                                                  http://acces.inrp.fr


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I. Rappels et définitions
 2. Qu’est-ce que l’immunité?
- Système permettant la défense face aux différents pathogènes de l’environnement.




                                                                     http://www.thecan
                                                                     adianencyclopedi
                                                                            a.com




     le Larousse 1922



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II.        A La frontière du corps : les barrières physiques

- La peau : couche de kératinocytes morts, glandes sébacés




                                                                          http://www.dhcfrance.fr




      http://www.villiard.com




                                                             - Les muqueuses : riches en
                                                             enzymes, pH extrêmes, tapis
                                                             muco-ciliaire.

   http://www.passeportsante.net      http://www.bdaa.ca




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II.     A La frontière du corps : les barrières physiques

- La peau : Si blessure diverses (ex: coupure, piqûre…)




                                                                        http://www.casafree.com
- Les muqueuses : parade de virus (ex: Hépatite A, la grippe…)




         http://brevesante.com




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III. Immunité Naturelle, Innée

- Non spécifique, large, ne distingue que le « soi » du « non-soi »

- Rapide : dans les heures voir les minutes après l’infection virale


- Acteurs majeures: cytokines, cellules sentinelles, cellules NK, complément et la fièvre




       http://www.swissinfo.ch           http://www.swissinfo.ch      http://www.ciml.univ-mrs.fr




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III. Immunité Naturelle, Innée

     Les cytokines : Notamment les interférons (IFN) α et β, réponses à une infections
    virales. Non spécifique d’un virus en particuliers. Blocage de la traduction ARN
    virale.
         Infection virale         Apoptose




                                                                   Induction
                                                                      de la
                                                                   résistance
                                                                     virale

                              Libération     Libération
                                             d’IFN α et
                              d’IFN γ
                                             β




Stimulation des macrophages




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III. Immunité Naturelle, Innée
 - Les cellules sentinelles : cellules dendritiques et macrophages. Libération de
 cytokinines, internalisation et apprêtement des antigènes viraux, puis
 migration vers les ganglions lymphatiques.




             http://www.futura-sciences.com




- Capacité de piégeage du virus de la dengue!
(Recherche CNRS, institut Pasteur)
 www.inserm.fr/content/download/942/9476/file/cp_dengue_der.pdf
                                                                         Biologie, N. Campbell, ed 2007,
                                                                               Pearson Education


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III. Immunité Naturelle, Innée
- Les cellules NK : pour « Natural Killer ». Activité antiviral directe, reconnaissance
et lysent des cellules infectées. Libération d’IFN γ .


                                                                           - L’absence ou l’altération
                                                                          du CMH1 entraine la lyse
                                                                          de la cellule
                                                                          -Mécanisme ADCC :
                                                                          «antibody-dependant cell-
                                                                          mediated cytotoxicity »




        http://www.cours-pharmacie.com/immunologie/les-cellules-nk.html      http://www.musee-afrappier.qc.ca



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III. Immunité Naturelle, Innée
- Le complément : en coopération avec les anticorps (Ac) naturels (à spécificité
large). Lyse des cellules infectées et des virus à enveloppe.




- Formation d’un canal permettant
l’entré d’eau, d’ions…




                                             http://membres.multimania.fr/btsab/animations-gif-flash.htm


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III. Immunité Naturelle, Innée

- La fièvre : défense primaire, quand la température augmente la multiplication
virale diminue. Système virale « vite fait, mal fait » du à l’ARN poly virale




         (Effect of Temperature on the Multiplication of an Influenza Virus, By C. SCHOLTISSEK AND R. ROTT; 31 March 1969)




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III. Immunité Naturelle, Innée
                                                V
                            V Virus V                      Coupure
En résumé :
                                                                                      Fièvre

                         Barrières Physiques
   Complément                                               Inflammation
                                                                                                    V
     V
                        V                       V                     Mobilisation

                  V


                                                                 V
                                    IFN γ                Macrophage               Présentation
                                                                                   antigène au
                                                                                système adaptatif

     Cellule NK                                          Phagocytose
                                            IFN α et β
                  Mort cellulaire                                                 Elimination
                                                                                pathogènes et
                                             Protection virale                  cellules mortes
                                                                                   infectées
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IV. Immunité Acquise, Spécifique

- Immunité spécifique est plus subtile que l’immunité innée

- Repose sur : les Lymphocytes B, T CD8 et TCD4

- Différents récepteurs : Soit détection direct du virus via Immunoglobuline soit
fragment d’antigène via CMH1 (T8) ou CMH2 (T4) ( récepteur TCR)




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IV. Immunité Acquise, Spécifique
                                 - Lymphocytes B : Piège le virus via Ig membranaires. Par la stimulation
                                 d’Interleukines, différenciation en plasmocytes et B mémoire
Physiologie animale, edt Dunod




                                                                                            http://www.musee-afrappier.qc.ca




                                                                                             http://www.vulgaris-medical.com
                                                                                             http://www.musee-afrappier.qc.ca

                                   28/11/2011               Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
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IV. Immunité Acquise, Spécifique
                                 - Lymphocytes T CD8 (ou T8) : repère les épitopes via le CMH1, stabilisation
                                 grâce au complexe CD8. Signal de différenciation et multiplication en LTc
                                 (cytotoxique) via cytokines des T4.




                                                                                        http://www.musee-afrappier.qc.ca
Physiologie animale, edt Dunod




                                                                                                  http://www.er.uqam.ca


                                  28/11/2011               Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
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IV. Immunité Acquise, Spécifique

                                 - Lymphocytes CD4 ou T4 : Chef d’orchestres de l’immunité acquise.
                                 Reconnaissance des CMH2 des cellules dendritiques ou macrophages. Stimule
                                 multiplication et libération d’interleukines.




                                                                                                                       http://www.musee-afrappier.qc.ca
Physiologie animale, edt Dunod




                                                                                               http://www.er.uqam.ca



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IV. Immunité Acquise, Spécifique
- En résumé :




28/11/2011            Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
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IV. Immunité Acquise, Spécifique
- Les différents anticorps, différents rôles : IgG, IgD, IgE (monomère); IgA
(dimère) et IgM (pentamère)




- Variation de leur
chaine lourde
- Même chaînes
légères




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IV. Immunité Acquise, Spécifique
 Variabilité des anticorps:




              Physiologie animale, edt Dunod               Physiologie animale, edt Dunod


- Remarque : même processus pour la variabilité des récepteurs TCR !

 28/11/2011                            Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
                                                                      20
V. Conclusion

- Plusieurs système de défense contre les virus

- Un système peu spécifique, jouant sur des barrières physique, des
cellules de dégradation et des molécules de signalisations

- Un système hautement spécifiques, reposant sur des cellules et protéines
spécialisés à reconnaissant d’antigènes. Système de communication cellulaire
(cytokinines)
- Forte variabilité d’Ac et de récepteurs TCR car forte variabilité des virus dû
aux mutations et à l’ARN polymerase virale.

- Etude en cours pour mieux comprendre les mécanismes viraux, pour mieux
les combattre ou même pour pouvoir les maitriser dans un but thérapeutique.




28/11/2011                 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
                                                          21
VI. Etude des virus
1. Comment cultiver des virus?


 - « Offrande cellulaire » : les virus sont des parasites intracellulaires
 obligatoires




- Organes frais trypsinés (Ex: rein de singes)
- Cellules diploïde « normales »
- Cellules HeLa « immortelles »



                                                              http://www.microbe-edu.org




  28/11/2011                  Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
                                                             22
VI. Etude de virus
                   2. Détection et identification du virus


                              - Effet cytopathogène ECP : modification morphologique des cellules
                              infectés, parfois spécifique de certain virus


                                                          - ECP d’entérovirus : inclusions intra-
                                                          cytoplasmiques et noyau hyperdense repoussé en
                                                          périphérie de la cellule.
http://www.microbe-edu.org




                                                         - ECP par HHV : disparition des nucléoles,
                                                         chromatine éclatée sur les bords de la membrane
                                                         nucléaire,
                                                         inclusions nucléaires fortement colorées.




                             28/11/2011              Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
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VI. Etude de virus
2. Détection et identification du virus


- Immunofluorescence et ELISA




                                             http://www.memobio.fr




                                 - Immunofluorescence spécifique du HHV sur un frottis
                                 vaginal
    http://www.microbe-edu.org


28/11/2011                         Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
                                                                  24
VI. Etude de virus
  2. Détection et identification du virus



 - Mais aussi diverse technique moléculaire : Southern Blot, Northern Blot, Hybridation
in situ, PCR, nested PCR…




                                                - Détection des ARN du virus VIH en
                                                périphérie cellulaire, par hybridation in
                                                situ


              http://www.inserm.fr




   28/11/2011                        Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
                                                                    25
Merci de votre attention!!!




        28/11/2011       Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H
                                                        26
http://fr.123rf.com

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Cours immunité et virus

  • 1. Mécanismes immunitaires contre une infection virale chez l’Homme Présenté par M. Nicolas PUIGMAL Sous la Direction de M. Jean-Marc DERAGON
  • 2. Sommaire I. Rappels et définitions II. A La frontière du corps : les barrières physiques III. Immunité Naturelle, Innée IV. Immunité acquise, Spécifique V. Conclusion VI. Etude des virus 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 2
  • 3. I. Rappels et définitions 1. Qu’est-ce qu’un virus? - Anciennement appelé « agents ultrafiltrables »; terme de « virus » vers 1915 qui signifie en latin : poison, jus, écoulement - Un virus peut être définit comme une association de protéines protégeant un acide nucléique (ADN ou ARN) et parfois une enveloppe. - Taille: environ 250nm http://scaleni s.wordpress. com - Incapacité de se reproduire seul! - A la limite du vivant… http://acces.inrp.fr 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 3
  • 4. I. Rappels et définitions 2. Qu’est-ce que l’immunité? - Système permettant la défense face aux différents pathogènes de l’environnement. http://www.thecan adianencyclopedi a.com le Larousse 1922 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 4
  • 5. II. A La frontière du corps : les barrières physiques - La peau : couche de kératinocytes morts, glandes sébacés http://www.dhcfrance.fr http://www.villiard.com - Les muqueuses : riches en enzymes, pH extrêmes, tapis muco-ciliaire. http://www.passeportsante.net http://www.bdaa.ca 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 5
  • 6. II. A La frontière du corps : les barrières physiques - La peau : Si blessure diverses (ex: coupure, piqûre…) http://www.casafree.com - Les muqueuses : parade de virus (ex: Hépatite A, la grippe…) http://brevesante.com 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 6
  • 7. III. Immunité Naturelle, Innée - Non spécifique, large, ne distingue que le « soi » du « non-soi » - Rapide : dans les heures voir les minutes après l’infection virale - Acteurs majeures: cytokines, cellules sentinelles, cellules NK, complément et la fièvre http://www.swissinfo.ch http://www.swissinfo.ch http://www.ciml.univ-mrs.fr 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 7
  • 8. III. Immunité Naturelle, Innée Les cytokines : Notamment les interférons (IFN) α et β, réponses à une infections virales. Non spécifique d’un virus en particuliers. Blocage de la traduction ARN virale. Infection virale Apoptose Induction de la résistance virale Libération Libération d’IFN α et d’IFN γ β Stimulation des macrophages 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 8
  • 9. III. Immunité Naturelle, Innée - Les cellules sentinelles : cellules dendritiques et macrophages. Libération de cytokinines, internalisation et apprêtement des antigènes viraux, puis migration vers les ganglions lymphatiques. http://www.futura-sciences.com - Capacité de piégeage du virus de la dengue! (Recherche CNRS, institut Pasteur) www.inserm.fr/content/download/942/9476/file/cp_dengue_der.pdf Biologie, N. Campbell, ed 2007, Pearson Education 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 9
  • 10. III. Immunité Naturelle, Innée - Les cellules NK : pour « Natural Killer ». Activité antiviral directe, reconnaissance et lysent des cellules infectées. Libération d’IFN γ . - L’absence ou l’altération du CMH1 entraine la lyse de la cellule -Mécanisme ADCC : «antibody-dependant cell- mediated cytotoxicity » http://www.cours-pharmacie.com/immunologie/les-cellules-nk.html http://www.musee-afrappier.qc.ca 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 10
  • 11. III. Immunité Naturelle, Innée - Le complément : en coopération avec les anticorps (Ac) naturels (à spécificité large). Lyse des cellules infectées et des virus à enveloppe. - Formation d’un canal permettant l’entré d’eau, d’ions… http://membres.multimania.fr/btsab/animations-gif-flash.htm 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 11
  • 12. III. Immunité Naturelle, Innée - La fièvre : défense primaire, quand la température augmente la multiplication virale diminue. Système virale « vite fait, mal fait » du à l’ARN poly virale (Effect of Temperature on the Multiplication of an Influenza Virus, By C. SCHOLTISSEK AND R. ROTT; 31 March 1969) 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 12
  • 13. III. Immunité Naturelle, Innée V V Virus V Coupure En résumé : Fièvre Barrières Physiques Complément Inflammation V V V V Mobilisation V V IFN γ Macrophage Présentation antigène au système adaptatif Cellule NK Phagocytose IFN α et β Mort cellulaire Elimination pathogènes et Protection virale cellules mortes infectées 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 13
  • 14. IV. Immunité Acquise, Spécifique - Immunité spécifique est plus subtile que l’immunité innée - Repose sur : les Lymphocytes B, T CD8 et TCD4 - Différents récepteurs : Soit détection direct du virus via Immunoglobuline soit fragment d’antigène via CMH1 (T8) ou CMH2 (T4) ( récepteur TCR) 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 14
  • 15. IV. Immunité Acquise, Spécifique - Lymphocytes B : Piège le virus via Ig membranaires. Par la stimulation d’Interleukines, différenciation en plasmocytes et B mémoire Physiologie animale, edt Dunod http://www.musee-afrappier.qc.ca http://www.vulgaris-medical.com http://www.musee-afrappier.qc.ca 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 15
  • 16. IV. Immunité Acquise, Spécifique - Lymphocytes T CD8 (ou T8) : repère les épitopes via le CMH1, stabilisation grâce au complexe CD8. Signal de différenciation et multiplication en LTc (cytotoxique) via cytokines des T4. http://www.musee-afrappier.qc.ca Physiologie animale, edt Dunod http://www.er.uqam.ca 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 16
  • 17. IV. Immunité Acquise, Spécifique - Lymphocytes CD4 ou T4 : Chef d’orchestres de l’immunité acquise. Reconnaissance des CMH2 des cellules dendritiques ou macrophages. Stimule multiplication et libération d’interleukines. http://www.musee-afrappier.qc.ca Physiologie animale, edt Dunod http://www.er.uqam.ca 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 17
  • 18. IV. Immunité Acquise, Spécifique - En résumé : 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 18
  • 19. IV. Immunité Acquise, Spécifique - Les différents anticorps, différents rôles : IgG, IgD, IgE (monomère); IgA (dimère) et IgM (pentamère) - Variation de leur chaine lourde - Même chaînes légères 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 19
  • 20. IV. Immunité Acquise, Spécifique Variabilité des anticorps: Physiologie animale, edt Dunod Physiologie animale, edt Dunod - Remarque : même processus pour la variabilité des récepteurs TCR ! 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 20
  • 21. V. Conclusion - Plusieurs système de défense contre les virus - Un système peu spécifique, jouant sur des barrières physique, des cellules de dégradation et des molécules de signalisations - Un système hautement spécifiques, reposant sur des cellules et protéines spécialisés à reconnaissant d’antigènes. Système de communication cellulaire (cytokinines) - Forte variabilité d’Ac et de récepteurs TCR car forte variabilité des virus dû aux mutations et à l’ARN polymerase virale. - Etude en cours pour mieux comprendre les mécanismes viraux, pour mieux les combattre ou même pour pouvoir les maitriser dans un but thérapeutique. 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 21
  • 22. VI. Etude des virus 1. Comment cultiver des virus? - « Offrande cellulaire » : les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires - Organes frais trypsinés (Ex: rein de singes) - Cellules diploïde « normales » - Cellules HeLa « immortelles » http://www.microbe-edu.org 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 22
  • 23. VI. Etude de virus 2. Détection et identification du virus - Effet cytopathogène ECP : modification morphologique des cellules infectés, parfois spécifique de certain virus - ECP d’entérovirus : inclusions intra- cytoplasmiques et noyau hyperdense repoussé en périphérie de la cellule. http://www.microbe-edu.org - ECP par HHV : disparition des nucléoles, chromatine éclatée sur les bords de la membrane nucléaire, inclusions nucléaires fortement colorées. 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 23
  • 24. VI. Etude de virus 2. Détection et identification du virus - Immunofluorescence et ELISA http://www.memobio.fr - Immunofluorescence spécifique du HHV sur un frottis vaginal http://www.microbe-edu.org 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 24
  • 25. VI. Etude de virus 2. Détection et identification du virus - Mais aussi diverse technique moléculaire : Southern Blot, Northern Blot, Hybridation in situ, PCR, nested PCR… - Détection des ARN du virus VIH en périphérie cellulaire, par hybridation in situ http://www.inserm.fr 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 25
  • 26. Merci de votre attention!!! 28/11/2011 Mécanisme immunitaire contre une infection virale chez l'H 26 http://fr.123rf.com