Biology · Livre 2 · Grades 10–12

Biologie du lycée

Biologie du lycée · Grades 10–12

34L’immunité adaptative et la vaccination

En 1796, un médecin de campagne inocula au bras d’un garçon, par scarification, le contenu d’une pustule de vaccine prélevée sur une trayeuse, attendit six semaines, puis lui inocula la variole. Le garçon ne tomba pas malade. Rien, dans le monde de ce médecin, n’expliquait pourquoi ; le corps, semblait-il, avait été instruit. Deux siècles plus tard, la variole est éteinte, et cette instruction est comprise jusqu’aux molécules : un ensemble de cellules qui portent, entre elles, un récepteur pour presque toute molécule pouvant exister, qui se multiplient quand leur molécule paraît, et qui se souviennent. Ce chapitre décrit ce système, ses deux bras, sa mémoire, les vaccins bâtis sur lui — et le virus qui le détruit.

34.1 Antigènes et lymphocytes

Définition 34.1 (Antigène, lymphocyte)

Un antigène est toute molécule que le système immunitaire adaptatif sait reconnaître : en général une protéine ou un sucre de microbe, une toxine, la surface d’une cellule étrangère — ou, par erreur, l’une de celles du corps lui-même. Les cellules qui reconnaissent sont les lymphocytes, des globules blancs fabriqués dans la moelle osseuse et rassemblés dans les ganglions lymphatiques, la rate et le tissu lymphoïde de l’intestin. Chaque lymphocyte porte des milliers d’exemplaires d’un seul récepteur, et chaque récepteur ne lie qu’un antigène. Les lymphocytes B mûrissent dans la moelle et fabriqueront les anticorps ; les lymphocytes T mûrissent dans le thymus et agissent par contact et par signaux.

Proposition 34.2 (Un répertoire constitué d’avance)

Le récepteur de chaque lymphocyte est assemblé, pendant que la cellule mûrit, par un réarrangement au hasard de segments de gènes, différent dans chaque cellule. Le corps détient ainsi quelque 10810^{8} récepteurs différents avant même d’avoir rencontré le moindre antigène — assez pour que presque toute molécule trouve quelques cellules qui la lient. Les lymphocytes dont le récepteur lie les molécules du corps lui-même sont éliminés au cours de la maturation ; les autres attendent, quelques cellules pour chaque antigène possible, que leur antigène arrive.

Démonstration. Admis à ce niveau. ∎

Un lymphocyte, sur une micrographie électronique en fausses couleurs : une petite cellule ronde à surface rugueuse, l’une des cent millions de sortes qui portent chacune des récepteurs pour un seul antigène.
Un lymphocyte, sur une micrographie électronique en fausses couleurs : une petite cellule ronde à surface rugueuse, l’une des cent millions de sortes qui portent chacune des récepteurs pour un seul antigène.

34.2 La sélection clonale

Proposition 34.3 (Sélection et amplification)

Quand un antigène entre, seuls répondent les lymphocytes dont le récepteur lui convient : ils sont sélectionnés, et ils se multiplient par mitose en un clone de milliers de cellules identiques en quelques jours — c’est la sélection clonale. Le clone se différencie ensuite : la plupart des cellules deviennent des cellules effectrices qui combattent l’antigène une semaine ou deux puis meurent ; une minorité devient des cellules mémoire à longue vie, qui persistent des années et qui, si l’antigène revient, répondent plus vite et en bien plus grand nombre. La réaction est spécifique parce que seuls les clones adaptés se multiplient ; elle est lente la première fois parce qu’ils partent d’une poignée de cellules ; elle est rapide la seconde fois parce que les cellules mémoire sont déjà nombreuses.

Preuves. Les anticorps dirigés contre un antigène donné apparaissent dans le sang environ une semaine après une première injection, montent pendant deux semaines puis décroissent ; une seconde injection, des mois plus tard, produit en deux ou trois jours des anticorps à dix ou cent fois le premier maximum, qui persistent des années. Injecter un second antigène, sans rapport avec le premier, en même temps que la seconde dose donne, pour cet antigène, une réaction lente du premier type : la mémoire est spécifique. Des lymphocytes prélevés sur un animal immunisé et transférés à un animal naïf lui transmettent la mémoire ; ceux d’un animal non immunisé ne la transmettent pas. ∎

La sélection clonale. Parmi les nombreux clones de lymphocytes tenus en réserve, l’antigène sélectionne celui dont le récepteur lui convient ; il se multiplie en quelques jours en cellules effectrices qui combattent et en cellules mémoire qui persistent. Une seconde rencontre trouve le clone mémoire déjà nombreux.
La sélection clonale. Parmi les nombreux clones de lymphocytes tenus en réserve, l’antigène sélectionne celui dont le récepteur lui convient ; il se multiplie en quelques jours en cellules effectrices qui combattent et en cellules mémoire qui persistent. Une seconde rencontre trouve le clone mémoire déjà nombreux.
Les anticorps après deux doses du même antigène. La réaction primaire commence après une semaine et reste modeste ; la secondaire, issue des cellules mémoire, commence en quelques jours et atteint dix fois le niveau — c’est le principe de la dose de rappel.
Les anticorps après deux doses du même antigène. La réaction primaire commence après une semaine et reste modeste ; la secondaire, issue des cellules mémoire, commence en quelques jours et atteint dix fois le niveau — c’est le principe de la dose de rappel.

34.3 Deux bras : les anticorps et les cellules tueuses

Proposition 34.4 (Les lymphocytes B et les anticorps)

Un clone B sélectionné se différencie en plasmocytes, des usines qui sécrètent des milliers d’anticorps par seconde : des copies solubles du récepteur du clone, des protéines en forme d’Y dont les deux bras lient chacun l’antigène. Les anticorps ne tuent pas ; ils marquent. Liés à un virus ou à une toxine, ils l’empêchent d’entrer dans les cellules ou d’agir ; liés à une bactérie, ils l’enrobent, et c’est cet enrobage que les phagocytes du Chapitre 33 saisissent le mieux. Les antigènes pontés par de nombreux anticorps s’agrègent en complexes immuns, que la phagocytose élimine. C’est le bras dirigé contre les intrus présents dans le sang et les liquides.

Démonstration. Admis à ce niveau. ∎

Un anticorps et ce qu’il fait. Les deux bras lient l’antigène ; la tige est reconnue par les phagocytes. De nombreux anticorps liant de nombreux antigènes forment un complexe qu’un phagocyte engloutit d’un seul coup.
Un anticorps et ce qu’il fait. Les deux bras lient l’antigène ; la tige est reconnue par les phagocytes. De nombreux anticorps liant de nombreux antigènes forment un complexe qu’un phagocyte engloutit d’un seul coup.

Proposition 34.5 (Les lymphocytes T)

Les lymphocytes T ne reconnaissent l’antigène que sous forme de fragments exposés à la surface d’une autre cellule (Chapitre 33). Il en existe deux sortes :

  • Les lymphocytes T auxiliaires sont activés par les cellules dendritiques qui apportent l’antigène au ganglion lymphatique ; une fois sélectionnés et multipliés, ils sécrètent des cytokines qui autorisent et amplifient la réaction des lymphocytes B et des autres lymphocytes T. Ce sont les coordinateurs ; sans eux, presque aucune réaction adaptative n’a lieu.
  • Les lymphocytes T cytotoxiques reconnaissent les fragments d’un virus (ou d’une protéine tumorale) exposés par une cellule infectée, et tuent cette cellule par contact, avant que le virus qu’elle abrite ait pu se multiplier. C’est le bras dirigé contre les intrus cachés dans les cellules, là où les anticorps ne peuvent pas atteindre.

Démonstration. Admis à ce niveau. ∎

L’organisation de la réaction adaptative. Le rapport de la cellule dendritique active les lymphocytes T auxiliaires, dont les cytokines autorisent les lymphocytes B à fabriquer des anticorps et les lymphocytes T cytotoxiques à tuer ; chaque bras laisse derrière lui des cellules mémoire.
L’organisation de la réaction adaptative. Le rapport de la cellule dendritique active les lymphocytes T auxiliaires, dont les cytokines autorisent les lymphocytes B à fabriquer des anticorps et les lymphocytes T cytotoxiques à tuer ; chaque bras laisse derrière lui des cellules mémoire.

Exemple 34.6 (Un virus, rencontré deux fois)

Première grippe : le virus se multiplie trois jours avant que la réaction adaptative soit prête ; au jour 7, des lymphocytes T cytotoxiques tuent les cellules infectées des voies respiratoires et des anticorps neutralisent le virus libre ; au jour 10, la personne se rétablit, avec des cellules mémoire des deux sortes. La même souche un an plus tard : des anticorps déjà présents dans le sang bloquent l’essentiel du virus à l’entrée, les cellules mémoire se multiplient en deux jours, et l’infection est finie avant d’avoir été remarquée. Une souche différente, dont les protéines de surface ont muté, échappe aux anticorps — c’est pourquoi le vaccin est refait chaque année.

34.4 La vaccination

Définition 34.7 (Vaccin)

Un vaccin est une préparation qui provoque une réaction adaptative primaire, et donc une mémoire, contre un agent pathogène sans en causer la maladie : l’agent atténué (rougeole, tuberculose), tué (poliomyélite injectable), réduit à l’une de ses protéines ou à une toxine inactivée (tétanos, hépatite B), ou, tout récemment, aux instructions permettant à la cellule de fabriquer cette protéine. Un adjuvant ajouté à la préparation provoque la petite inflammation sans laquelle les cellules dendritiques ne porteraient pas l’antigène au ganglion lymphatique. Les doses de rappel transforment la réaction primaire en réaction secondaire et prolongent la mémoire de plusieurs décennies.

Une vaccination : un antigène délivré dans le bras, avec un adjuvant pour susciter une inflammation locale. En quelques semaines, les ganglions lymphatiques détiennent des cellules mémoire contre une maladie que la personne n’a jamais eue.
Une vaccination : un antigène délivré dans le bras, avec un adjuvant pour susciter une inflammation locale. En quelques semaines, les ganglions lymphatiques détiennent des cellules mémoire contre une maladie que la personne n’a jamais eue.
Edward Jenner, qui montra en 1796 que l’inoculation de la vaccine protégeait de la variole — la vaccination, avant qu’aucun de ses mécanismes ne soit connu. Peinture à l’huile, Wellcome Collection, CC BY 4.0.
Edward Jenner, qui montra en 1796 que l’inoculation de la vaccine protégeait de la variole — la vaccination, avant qu’aucun de ses mécanismes ne soit connu. Peinture à l’huile, Wellcome Collection, CC BY 4.0.

Proposition 34.8 (Protéger le groupe)

Une personne vaccinée est protégée ; une population vaccinée protège aussi ses membres non vaccinés. Une personne infectée transmet une maladie, en moyenne, à R0R_0 autres personnes dans une population sans immunité (environ 15 pour la rougeole, 2 à 3 pour la grippe) ; si une fraction vv est immunisée, seuls R0(1−v)R_0(1 - v) de ces contacts peuvent être infectés, et la maladie recule quand ce nombre tombe au-dessous de 1 — c’est-à-dire quand

v>1−1R0.v > 1 - \frac{1}{R_0}.

Pour la rougeole, 93% de la population doit être immunisée pour protéger aussi les nourrissons trop jeunes pour le vaccin et les personnes qui ne peuvent pas le recevoir ; pour la grippe, environ 60%. Cette immunité collective est ce qui fait de la vaccination un acte collectif.

Démonstration. Admis à ce niveau. ∎

La fraction d’une population qui doit être immunisée pour arrêter la propagation d’une maladie, en fonction du R_0 de celle-ci. Plus la maladie est contagieuse, plus la couverture doit approcher la totalité.
La fraction d’une population qui doit être immunisée pour arrêter la propagation d’une maladie, en fonction du R0R_0 de celle-ci. Plus la maladie est contagieuse, plus la couverture doit approcher la totalité.

34.5 Quand le coordinateur est détruit

Proposition 34.9 (Le VIH et le sida)

Le virus de l’immunodéficience humaine, le VIH, infecte les lymphocytes T auxiliaires, en entrant par le récepteur même qui les caractérise, et s’y multiplie. Pendant des années, le système immunitaire tue les cellules infectées et fabrique des anticorps — la personne est séropositive, et contagieuse — tandis que le virus, qui mute sans cesse, échappe à chaque réaction et épuise lentement les lymphocytes auxiliaires. Quand leur nombre tombe au-dessous du cinquième environ de la normale, la réaction adaptative ne peut plus être coordonnée : c’est le sida, où des infections qu’un corps sain élimine sans s’en apercevoir — un champignon de la bouche, un parasite bénin des poumons — deviennent mortelles, et où des cancers rares apparaissent. Des médicaments antiviraux bloquent les enzymes du virus, restaurent les lymphocytes auxiliaires et, pris à vie, tiennent la maladie à distance et arrêtent la transmission ; il n’y a pas encore de vaccin, ni de guérison.

Démonstration. Admis à ce niveau. ∎

L’évolution d’une infection à VIH non traitée (moyenne arrondie). Après une première flambée, le virus est contenu pendant des années par la réaction immunitaire tandis que les lymphocytes T auxiliaires déclinent ; au-dessous de 200 par microlitre environ, la réaction s’effondre, le virus repart, et les infections opportunistes commencent.
L’évolution d’une infection à VIH non traitée (moyenne arrondie). Après une première flambée, le virus est contenu pendant des années par la réaction immunitaire tandis que les lymphocytes T auxiliaires déclinent ; au-dessous de 200 par microlitre environ, la réaction s’effondre, le virus repart, et les infections opportunistes commencent.
Des particules de VIH (en vert) bourgeonnant à la surface d’un lymphocyte infecté, sur une micrographie électronique en fausses couleurs. Chaque particule porte des copies du génome du virus, et parmi elles les mutants que la réaction suivante ne reconnaîtra pas. Micrographie de C. Goldsmith, CDC, domaine public.
Des particules de VIH (en vert) bourgeonnant à la surface d’un lymphocyte infecté, sur une micrographie électronique en fausses couleurs. Chaque particule porte des copies du génome du virus, et parmi elles les mutants que la réaction suivante ne reconnaîtra pas. Micrographie de C. Goldsmith, CDC, domaine public.

Méthode 34.10 (Lire une réaction immunitaire)

  1. Repérer l’antigène et sa localisation : libre dans les liquides (les anticorps agissent) ou à l’intérieur des cellules (les lymphocytes T cytotoxiques agissent).
  2. Lire le calendrier : une semaine jusqu’au maximum signale une réaction primaire, quelques jours signalent la mémoire.
  3. Lire la spécificité : une réaction à un antigène laisse intacte la réaction à un autre.
  4. Situer les lymphocytes T auxiliaires : sans eux, rien ne se passe, ce que le sida démontre.
  5. Pour un vaccin, nommer la forme de l’antigène, l’adjuvant, le nombre de doses, et la fraction de la population nécessaire.

Remarque 34.11 (La sélection, une fois de plus)

Le système immunitaire adaptatif est darwinien : une population de cellules à récepteurs aléatoires, dont le milieu — l’antigène — sélectionne quelques-unes pour qu’elles se multiplient, et dont les descendantes héritent du récepteur gagnant. Il déroule le processus du Chapitre 25 à l’intérieur d’un seul corps en une semaine et, par la mémoire, en garde les résultats toute une vie. C’est aussi la raison pour laquelle le système immunitaire peut être instruit, ce que fait un vaccin, et pour laquelle un virus qui mute plus vite que le système ne sélectionne — le VIH, la grippe — est si difficile à vaincre.

34.6 Exercices

Exercice 34.1 ★

Définir l’antigène et le lymphocyte, et dire ce qui fait la spécificité de chaque lymphocyte.

Solution

Solution de Exercice 34.1.

Un antigène est toute molécule que le système adaptatif sait reconnaître ; un lymphocyte est un globule blanc portant des récepteurs pour un seul antigène. Sa spécificité vient de son récepteur, assemblé au hasard pendant la maturation et identique sur tous ses exemplaires.

Exercice 34.2 ★

Décrire la sélection clonale en quatre étapes.

Solution

Solution de Exercice 34.2.

L’antigène lie les quelques lymphocytes dont le récepteur lui convient ; ces cellules se multiplient en un clone au fil de quelques jours ; le clone se différencie en cellules effectrices qui combattent ; une minorité devient des cellules mémoire qui persistent.

Exercice 34.3 ★

Qu’est-ce qu’un anticorps, que lie-t-il, et que fait-il à une bactérie ?

Solution

Solution de Exercice 34.3.

Une protéine en forme d’Y sécrétée par les plasmocytes, copie soluble du récepteur du lymphocyte B ; chaque bras lie l’antigène. Sur une bactérie, il forme un enrobage que les phagocytes saisissent, et il ponte les bactéries en complexes qui sont englouties.

Exercice 34.5 ★

Que contient un vaccin, et pourquoi fonctionne-t-il ?

Solution

Solution de Exercice 34.5.

Une forme inoffensive de l’antigène de l’agent pathogène (atténué, tué, une protéine, une toxine inactivée, ou ses instructions), avec un adjuvant. Il provoque une réaction primaire et laisse des cellules mémoire, si bien que l’agent véritable rencontre une réaction secondaire.

Exercice 34.6 ★★

D’après la figure des anticorps, comparer le délai, le maximum et la durée des réactions primaire et secondaire.

Solution

Solution de Exercice 34.6.

Primaire : une semaine de délai, un maximum bas (environ le dixième de celui de la secondaire) à deux ou trois semaines, une décroissance en un mois. Secondaire : deux ou trois jours de délai, un maximum dix fois plus haut en dix jours, qui persiste des mois.

Exercice 34.7 ★★

Une seconde injection de l’antigène A en même temps qu’une première injection de l’antigène B donne une réaction forte et rapide à A et une réaction lente et faible à B. Que montre ce fait ?

Solution

Solution de Exercice 34.7.

La mémoire est spécifique : les cellules mémoire laissées par la première dose de A ne répondent qu’à A ; B, rencontré pour la première fois, obtient une réaction primaire.

Exercice 34.8 ★★

Pourquoi les anticorps ne peuvent-ils pas éliminer un virus une fois qu’il est à l’intérieur d’une cellule, et quelles cellules le peuvent ?

Solution

Solution de Exercice 34.8.

Les anticorps sont des protéines des liquides et ne peuvent pas entrer dans les cellules. Une cellule infectée expose à sa surface des fragments du virus, et les lymphocytes T cytotoxiques les reconnaissent et tuent la cellule.

Exercice 34.9 ★★

Calculer la couverture vaccinale nécessaire pour une maladie de R0=4R_0 = 4, puis de R0=18R_0 = 18.

Solution

Solution de Exercice 34.9.

1−1/4=75%1 - 1/4 = 75\% ; 1−1/18≈94%1 - 1/18 \approx 94\%.

Exercice 34.10 ★★

Pourquoi une campagne de vaccination contre la rougeole protège-t-elle les nourrissons trop jeunes pour être vaccinés ?

Solution

Solution de Exercice 34.10.

Au-dessus du seuil, chaque cas en infecte moins d’un autre, si bien que le virus ne peut pas circuler et n’atteint que rarement un nourrisson ; les adultes immunisés sont le mur qui les entoure.

Exercice 34.11 ★★

D’après la figure du VIH, relever le nombre de lymphocytes T auxiliaires à 1, 5 et 9 ans, et dire quand le sida commence.

Solution

Solution de Exercice 34.11.

Environ 750, 520 et 180 par microlitre ; le sida commence vers l’année 9, quand le nombre passe sous 200.

Exercice 34.12 ★★★

Expliquer pourquoi la destruction des seuls lymphocytes T auxiliaires désactive à la fois le bras des anticorps et celui des cellules tueuses, à l’aide de la figure d’organisation.

Solution

Solution de Exercice 34.12.

Les cytokines des lymphocytes T auxiliaires sont ce qui autorise les lymphocytes B à devenir plasmocytes et les lymphocytes T cytotoxiques à se multiplier ; les deux bras dépendent du même coordinateur, et le supprimer les réduit tous deux au silence.

Exercice 34.13 ★★★

Une personne séropositive porte des anticorps dirigés contre le VIH et n’est pourtant pas protégée. Expliquer pourquoi, à partir du rythme de mutation du virus et de sa cible.

Solution

Solution de Exercice 34.13.

Les anticorps ont été sélectionnés contre le virus tel qu’il était ; le virus mute ses protéines de surface plus vite que de nouveaux clones ne peuvent être sélectionnés, et chaque réaction est donc distancée. Et le virus se cache et se multiplie dans les cellules auxiliaires mêmes qui coordonneraient la réaction.

Exercice 34.14 ★★★

Le vaccin contre la grippe est refait chaque année ; le vaccin contre la rougeole de 1970 fonctionne encore. Expliquer la différence par la mutation des protéines de surface des virus et par la spécificité de la mémoire.

Solution

Solution de Exercice 34.14.

Les cellules mémoire reconnaissent les protéines de surface que le vaccin a présentées. Celles de la grippe mutent chaque année en formes que l’ancienne mémoire ne lie pas ; celles de la rougeole ne changent presque pas, si bien que la mémoire de 1970 convient encore au virus d’aujourd’hui.

Exercice 34.15 ★★★

Comparer la réaction immunitaire adaptative à la sélection naturelle dans une population : ce qui varie, ce qui sélectionne, ce qui est hérité, et l’échelle de temps. Où l’analogie s’arrête-t-elle ?

Solution

Solution de Exercice 34.15.

Ce qui varie : les récepteurs des lymphocytes, faits au hasard. Ce qui sélectionne : l’antigène, qui ne laisse se multiplier que les clones adaptés. Ce qui est hérité : le récepteur, par les descendantes du clone, cellules mémoire comprises. Échelle de temps : des jours pour une réaction, une vie pour la mémoire, contre des générations pour une population. L’analogie s’arrête à la transmission : les clones sélectionnés meurent avec le corps et ne passent pas à la génération suivante.

34.7 Problème : quatre-vingt-treize pour cent

Problème 34.1

Problème du week-end — une campagne de vaccination mise en comptes : les réactions à deux doses, l’arithmétique de l’immunité collective, une épidémie de rougeole modélisée, et le virus qui défait le système

La rougeole a un R0=15R_0 = 15. Une ville de 50 000 habitants a 90% de sa population immunisée par vaccination ou par une infection passée ; 1500 sont des nourrissons de moins d’un an, trop jeunes pour le vaccin.

Partie I — La réaction d’une personne. Un enfant reçoit la première dose à 12 mois et la seconde à 18 mois.

  1. Décrire la courbe des anticorps après la première dose : délai, maximum, décroissance.
  2. La décrire après la seconde dose et expliquer la différence par la sélection clonale.
  3. Le virus du vaccin est atténué mais vivant. Pourquoi emploie-t-on un virus vivant, et quel bras de la réaction entraîne-t-il qu’un virus tué n’entraînerait pas ?
  4. Dix ans plus tard, l’enfant rencontre la rougeole. Que se passe-t-il dans les trois premiers jours, et pourquoi ne tombe-t-elle pas malade ?
  5. Son cousin non vacciné rencontre le même virus. Décrire ses dix premiers jours, et ce qu’il en garde ensuite.

Partie II — Le seuil.

  1. Calculer la fraction de la population qui doit être immunisée pour que la rougeole cesse de se propager.
  2. Avec 90% d’immunisés, combien de personnes une personne infectée peut-elle infecter en moyenne ? La ville est-elle protégée ?
  3. Combien d’habitants de la ville ne sont pas immunisés, et combien d’entre eux sont les nourrissons ?
  4. Si la couverture montait à 95%, combien de personnes réceptives resterait-il, et que produirait un cas en moyenne ?
  5. Expliquer en une phrase pourquoi la sécurité des nourrissons dépend des décisions des adultes.

Partie III — Une épidémie. Un voyageur introduit la rougeole dans la ville immunisée à 90%.

  1. On admet que chaque cas en infecte 15×0.10=1.515 \times 0.10 = 1.5 autres, en générations successives de 12 jours. Combien de cas à la troisième génération ? À la sixième ?
  2. Combien de cas en tout après six générations ?
  3. Sur les 5000 personnes réceptives, 30% sont des nourrissons. Estimer le nombre de nourrissons parmi les cas après six générations, si les cas frappent uniformément les personnes réceptives.
  4. Chaque génération de cas laisse des survivants immunisés : expliquer pourquoi l’épidémie ralentit d’elle-même, et à peu près quand.
  5. Reprendre la question 11 pour une ville immunisée à 95%. Comparer les deux villes.

Partie IV — Le système défait. Un patient infecté par le VIH, non traité, passe de 1000 à 200 lymphocytes T auxiliaires par microlitre en 8 ans.

  1. Calculer la perte moyenne par an, puis par mois.
  2. À 200 par microlitre, le sida commence. Expliquer, à l’aide de la figure d’organisation, pourquoi les anticorps comme les cellules tueuses sont touchés alors que seules les cellules auxiliaires sont infectées.
  3. Les cellules mémoire du patient dirigées contre la rougeole sont intactes. Une exposition à la rougeole serait-elle dangereuse maintenant ? Expliquer.
  4. Un traitement antiviral commencé à l’année 8 ramène le nombre à 600 en deux ans. Que montre ce fait sur les cellules mémoire et sur le répertoire, et pourquoi le traitement doit-il être poursuivi ?
  5. Énoncer le résultat : la couverture qui protège les nourrissons de la ville, le nombre de cas qu’un seul voyageur sème en six générations à 90%, et l’unique cellule dont la perte fait tomber tout le système adaptatif.
Solution

Solution de Problème 34.1.

1. Rien pendant environ une semaine, un maximum modeste à deux ou trois semaines, une décroissance au fil des semaines suivantes.

2. Des anticorps en deux ou trois jours, un maximum dix fois plus haut, qui dure des mois : les cellules mémoire laissées par la première dose forment déjà un clone nombreux, de sorte que la multiplication part de milliers de cellules et non d’une poignée.

3. Un virus vivant se multiplie brièvement dans les cellules, si bien que les cellules infectées exposent ses fragments et que des lymphocytes T cytotoxiques sont sélectionnés en plus des anticorps ; un virus tué entraîne surtout le bras des anticorps.

4. Les anticorps déjà présents bloquent l’essentiel du virus ; les cellules mémoire B et T se multiplient en deux jours ; les cellules infectées sont tuées avant que le virus se répande. L’infection est arrêtée avant les symptômes.

5. Trois jours de multiplication silencieuse, puis fièvre, éruption et maladie tandis que la réaction primaire se construit sur une semaine ; guérison vers le dixième jour, avec des cellules mémoire et une immunité durable — s’il survit aux complications.

6. 1−1/15≈93%1 - 1/15 \approx 93\%.

7. 15×0.10=1.515 \times 0.10 = 1.5 : chaque cas en infecte plus d’un autre, la maladie peut donc se propager. La ville n’est pas protégée.

8. 10%×50 000=500010\% \times 50\,000 = 5000 non immunisés, dont 1500 sont les nourrissons.

9. 2500 personnes réceptives ; 15×0.05=0.7515 \times 0.05 = 0.75 : moins d’un, la maladie s’éteint.

10. Les nourrissons ne peuvent pas être vaccinés, de sorte que leur seule protection est que les adultes qui les entourent, en étant immunisés, ne laissent au virus aucun chemin pour les atteindre.

11. Troisième génération : 1.53≈3.41.5^3 \approx 3.4 cas ; sixième génération : 1.56≈111.5^6 \approx 11.

12. 1+1.5+2.25+3.4+5.1+7.6+11.4≈321 + 1.5 + 2.25 + 3.4 + 5.1 + 7.6 + 11.4 \approx 32 cas.

13. Environ 30% de 32 : quelque 10 nourrissons.

14. Chaque cas retire une personne réceptive et en ajoute une immunisée, de sorte que la fraction réceptive baisse, et avec elle le nombre de personnes que chaque cas infecte ; avec 5000 personnes réceptives, l’épidémie ne ralentirait qu’après des centaines de cas, au bout de plusieurs mois — à moins que la vaccination n’intervienne.

15. À 95% : 0.753≈0.40.75^3 \approx 0.4 et 0.756≈0.180.75^6 \approx 0.18 cas ; total d’environ 1+0.75+0.56+⋯≈41 + 0.75 + 0.56 + \dots \approx 4 cas. Dix fois moins de cas, et l’épidémie s’éteint d’elle-même.

16. 800 en 8 ans : 100 par microlitre et par an, soit environ 8 par mois.

17. Les lymphocytes B ont besoin des cytokines des cellules auxiliaires pour devenir plasmocytes, et les lymphocytes T cytotoxiques en ont besoin pour se multiplier : avec trop peu d’auxiliaires, aucun des deux bras n’est autorisé, bien que leurs cellules existent.

18. Oui : les cellules mémoire ont encore besoin des cytokines auxiliaires pour se déployer en réaction secondaire ; sans coordination, la mémoire ne peut pas servir, et la rougeole, inoffensive pour un adulte sain, peut être mortelle.

19. La population auxiliaire repousse à partir des cellules survivantes et de la moelle, et les cellules mémoire des autres bras n’ont jamais été détruites — le répertoire est intact dès que la coordination revient. Le virus persiste dans des cellules cachées, si bien qu’arrêter les médicaments le laisse repartir.

20. 93% de couverture ; environ 32 cas à partir d’un seul voyageur à 90% ; le lymphocyte T auxiliaire.

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