La découverte des anticorps
La découverte des anticorps
Les anticorps sont des molécules qui circulent dans notre sang et qui participent à nos défenses immunitaires. Ils ont été découverts à la fin du XIXe siècle par le médecin allemand Emil von Behring. Il travaillait sur deux maladies principalement : la diphtérie et le tétanos. Ce sont deux maladies causées par des bactéries qui, quand elles se multiplient dans le corps d’un animal y compris dans notre corps, peuvent libérer des toxines (des molécules toxiques) qui peuvent causer notre mort.
Les expériences de von Behrin
Emil von Behring a travaillé sur la diphtérie et il a réalisé deux expériences qui lui ont permis de mettre en évidence l’existence de ces molécules particulières de défense que sont les anticorps.
Dans la première expérience, il a injecté de la toxine diphtérique (molécule produite par la bactérie responsable de la diphtérie) à des animaux et en même temps un produit antiseptique. Il s’est rendu compte que certains des animaux, même si la plupart mourraient après injection de la diphtérie, survivaient car l’antiseptique permettait d’atténuer la toxine. Les animaux survivants devenaient résistants à la diphtérie. Il leur a ensuite régulièrement fait des prélèvements sanguins. Il a prélevé le sang d’un animal résistant à a diphtérie et il a attendu. Lorsqu’on attend et qu’on laisse un tube de sang à l’air libre, il y a une décantation. C’est-à-dire qu’il y a une séparation entre le sérum (en haut), qu’il va réutiliser pour des injections et qui correspond à la partie liquide du sang, et les cellules comme les globules rouges et globules blancs (en bas). Ce sérum a été utilisé ensuite pour faire des injections chez un petit mammifère : le cobaye (ou cochon d’inde). Il a réalisé trois injections différentes :
– A un premier lot, il a injecté la toxine diphtérique seulement et il s’est rendu compte que cela provoquait la mort de ses animaux.
– A un deuxième lot, il a injecté le sérum récupéré sur les animaux résistants et la même toxine diphtérique. Il s’est rendu compte que le sérum semblait protéger les animaux car les cobayes survivaient.
– A un troisième lot de cobayes, il a injecté le sérum avec une autre toxine, la toxine tétanique, et cette fois-ci les animaux mourraient.
S’il avait travaillé avec le sang d’un animal qui n’était pas résistant (qui n’avait pas été traité au départ), et bien ce sérum ne pourrait pas protéger les cobayes contre la toxine diphtérique. Au final, les cobayes qui ont reçu l’injection, dans la deuxième expérience faite par Emil von Behring, ont été protégés par le sérum d’animaux résistants. Il y avait dans ce sérum des molécules protectrices, qui permettaient de combattre la toxine diphtérique mais pas la toxine tétanique. Il y a donc dans le sérum des molécules que l’on appelle maintenant « anticorps », qui permettent de protéger un individu contre une bactérie, une toxine.
Bilan
Le sérum des animaux résistants contient des molécules protectrices qui sont des anticorps. Ces anticorps sont fabriqués au premier contact de la maladie et uniquement contre une maladie donnée, ils sont donc spécifiques de certaines maladies et toxines.
Les anticorps
Les anticorps ont été mis en évidence, pour la première fois, par le docteur allemand von Behring. Il a montré que dans le sang de certains animaux protégés contre certaines maladies, il pouvait y avoir des molécules protectrices et qu’on pouvait les transmettre d’un animal à un autre en faisant un prélèvement du sérum et en injectant ce sérum à d’autres animaux. Ce n’est que plus tard que l’on a mis en évidence la forme, l’organisation et le fonctionnement des anticorps.
Voici ici un schéma très simplifié. Les anticorps, noté aussi Ac, sont des molécules présentes dans le sérum, dans notre sang. Ce sont des protéines, c’est-à-dire des chaînes d’acides aminés. En réalité, une molécule d’anticorps correspond à plusieurs chaînes d’acides aminés accrochées les unes avec les autres.
Ces protéines circulent dans notre sang et on globalement la forme donnée ici : une sorte de « Y » avec deux branches principales et un « tronc » qui permet à l’anticorps de s’accrocher à d’autres choses. Dans ces deux branches principales, on remarque aux extrémités deux sites qui sont des sites de fixation aux molécules contre lesquelles les anticorps nous défendent. Ces deux extrémités sont identiques, elles sont dessinées en vert sur ce schéma.
Elles permettent la liaison ou l’accrochage, sur un antigène. L’antigène c’est une molécule, une bactérie ou une partie de bactérie, susceptible, dans notre corps, de provoquer une maladie. C’est un élément étranger au corps, on parle de non-soi, qui est pathogène. L’antigène en abrégé est noté Ag. Il y a donc une fixation possible entre l’anticorps, par son extrémité de liaison, et l’antigène (ici la toxine diphtérique). Cet anticorps est donc capable de se fixer par des formes complémentaires, à la toxine diphtérique. On dit que dans l’espace, l’anticorps est construit de manière complémentaire à l’antigène.
Cette complémentarité est très spécifique. Il existe une spécificité de la liaison anticorps-antigène. Cela signifie que l’anticorps, ici capable de se fixer à la toxine diphtérique, n’est pas capable de se lier à une autre toxine produite par une autre bactérie. Par exemple, la toxine tétanique.
Conclusion
Les anticorps sont des protéines qui possèdent deux sites de fixation qui lui permettent de se lier à un antigène (en réalité à deux antigènes mais identiques). On dit que cette liaison est spécifique puisqu’un anticorps a une forme qui lui permet de se lier à un antigène mais pas aux autres antigènes. On parle donc d’une reconnaissance et d’une fixation spécifique anticorps-antigène.
Production et action des anticorps
Les anticorps sont des molécules qui font partie du système immunitaire, ils circulent dans notre corps et peuvent aider à se défendre contre des pathogènes. Ici, on propose de parler du mode de production, c’est-à-dire la façon dont certaines cellules profitent des anticorps et de leur mode d’action. Pour cela, on procède en cinq étapes :
1. L’infection
C’est lorsqu’un pathogène (bactérie, virus) pénètre dans l’organisme humain ou animal et se multiplie de façon dangereuse pour l’organisme. Lorsque les microbes pathogènes pénètrent dans l’organisme, en quelques jours, il y a une réaction inflammatoire.
2. La réaction inflammatoire
Elle est caractérisée par de nombreuses phagocytoses, l’action de certaines cellules du système immunitaire qui englobent puis digèrent les pathogènes. Cette phagocytose est donc une destruction des pathogènes : parfois elle permet la guérison, parfois les pathogènes se multiplient de façon trop intense ou trop rapide et ils prolifèrent malgré la phagocytose, qui n’est pas suffisante pour nous défendre. Dans ce cas, on entre dans les étapes qui font appel aux anticorps.
3. Alerte des lymphocytes
Si la prolifération microbienne persiste au bout de quelques jours, en une petite semaine (cinq à sept jours), il y a une alerte lancée au système immunitaire et en particulier aux globules blancs appelés lymphocytes. Certains de ces lymphocytes, une fois alertés, vont se multiplier activement. Parmi eux, les lymphocytes de type B sont les lymphocytes producteurs d’anticorps. Ces lymphocytes, une fois qu’ils ont proliféré, vont libérer dans le sang de grandes quantités de molécules d’anticorps, qui circulent ensuite dans tout l’organisme.
4. Les anticorps agissent
Lorsqu’on zoome à l’échelle moléculaire, sur ce schéma, on remarque qu’on a dessiné quatre molécules d’anticorps fixées par leurs extrémités spécifiques (sites de liaison) à des bactéries. A leur surface, il y a des motifs qui permettent aux anticorps de les reconnaître et de s’y fixer. Lorsque plusieurs anticorps se fixent ainsi à plusieurs bactéries grâce aux antigènes (molécules qui nous rendent malade), on appelle cela un complexe immun. Ce complexe immun (du système immunitaire) a la particularité d’être une étape au cours de laquelle les antigènes sont neutralisés. Ils ne sont pas encore détruits mais sont bloqués. Les bactéries fixées dans les complexes immuns sont neutralisées donc elles arrêtent de se multiplier. C’est un progrès dans la défense de l’organisme.
5. Destruction du complexe immun
Cela se fait par le mécanisme de la phagocytose. Les complexes entiers anticorps-antigènes sont digérés par des grosses cellules appelées phagocytes. La destruction des pathogènes passe par la destruction des complexes immuns entiers donc par la destruction des anticorps. Ils ne sont donc utilisés qu’une seule fois puis ils sont ingérés et digérés par des phagocytes.