Sciences de la Vie et de la Terre

SIDA et système immunitaire

Niveau :

3ème

Contenu notionnel

Une immunodéficience acquise, le SIDA, peut perturber le système immunitaire.

Description de l’activité :

Utilisation d’un logiciel de modélisation : NetBioDyn.

B2i :

C.3.6 Je sais utiliser un outil de simulation (ou de modélisation) en étant conscient de ses limites.

Durée :

20 minutes par expérimentation (interprétation comprise)

Modalités :

Le logiciel NetBioDyn est un logiciel de simulation qui permet de suivre des quantité de cellules, en interaction les unes avec les autres et/ou avec d’autres composés.

01_netBioDyn

1. Détermination de la cible du VIH

Dans un premier temps la question est de savoir quel est l’effet du VIH sur les cellules immunitaires. Pour ce faire il faudra ouvrir l’activité qui s’appelle "invivo" dans le dossier "modelinvivo". L’expérimentateur a donc plusieurs composés à disposition qu’il peut ajouter dans la zone "de vie".

02_invivo01

Dans le cas de la simulation n°1 l’expérimentateur peut ajouter des VIH, des lymphocytes T 4 (non activé, mais cela n’est pas précisé, ni utile d’ailleurs en collège), des lymphocytes B, des lymphocytes T8 et des macrophages. Première nouveauté pour les élèves, il y a plusieurs types de lymphocytes T. En soi rien de perturbant pour eux quand même.

Une brève explication du fonctionnement du logiciel permet aux élèves de lancer leur première simulation. En cliquant sur un élément, un graphique correspondant à leur nombre apparait à droite. Pour ajouter un élément il suffit de cliquer sur un outil de dessin (le crayon ou la bombe de peinture) puis de cliquer sur la zone de vie. Une fois mis en place les éléments, il suffit de lancer la simulation

Une simulation en cours

C’est au choix de l’élève de tester les VIH deux à deux avec les cellules de défense du corps, ou toutes ensemble. D’ailleurs des éléments nouveaux peuvent apparaitre, comme des anticorps. Pour savoir ce qu’est un nouvel élément (représenté par une nouvelle couleur) il suffit de faire un clic droit dessus.

Au final les élèves s’aperçoivent que le VIH se multiplie en présence des LT4. La première notion mise en place est que le VIH se multiplie dans des cellules du système immunitaire.

D’où la seconde question , quel est le rôle de ces LT4 ? Ou encore en quoi "l’attaque" des LT4 gène t elle le fonctionnement du système immunitaire ?

2. Le rôle des LT4 dans le système immunitaire

Pour ce faire, il va falloir ouvrir le fichier de simulation "marbrook".

04_marbrook debut

Il faut préciser que la chambre supérieure et la chambre inférieure sont séparées par une membrane qui laisse passer les produits chimiques mais pas les cellules. Les cellules déposées dans une chambre ne sont jamais en contact avec celle de l’autre chambre. Il faut préciser aussi que les lymphocytes ont été au contact d’un antigène Z.

Deux possibilités suivant le niveau auquel vous voulez arriver :
 le plus simple : vous laissez mettre ensemble des LB et des LT4 activés : les LB se multiplient et des plasmocytes se forment (près à produire des anticorps anti-Z, c’est précisé par clic droit).
 plus complexe : vous placez les LT4 et LB d’un côté et de l’autre de la membrane. Le résultat sera le même si les LT4 et les LB sont assez proches.

Donc dans tous les cas vous avez mis en évidence que les LT4 permettent aux LB de se multiplier et de se différencier. Mais dans le second cas vous aurez montré que cette stimulation se fait à distance (d’ailleurs en zoomant sur la zone de vie, avec le curseur en bas à gauche de la zone de vie, vous pouvez "voir" les interleukines).

Il ne reste qu’à conclure pour dire que le VIH s’attaque et détruit des cellules du système immunitaire qui permettent la multiplication et la différenciation des LB. Donc le SIDA correspond à une dégradation du fonctionnement du système immunitaire, jusqu’à sa disparition. C’est une immunodéficience acquise (puisqu’on en l’a pas à la naissance, cas qui aurait pu être étudié par avant).

Place de l’activité dans la démarche :

Cette activité se place à la "fin" de l’étude du système immunitaire. C’est à dire que les différents types de cellules de défense sont connus des élèves. D’autres fichiers de simulation sont fournis pour, par exemple, découvrir le rôle des LB (que l’on peut mettre en évidence dans les ganglions lors d’une infection). C’est possible (fichier "anticorps5" dans le dossier anticorps), mais je n’ai pas testé en classe.

Outils et logiciels nécessaires :

 logiciel netbiodyn
 machine java (installée sur le PC)
 fichier de simulation

Pour le logiciel netBioDyn (et les fichiers de simulation) j’ai tout regroupé dans un fichier ZIP joint à l’article. Il suffit de le décompacter puis de lancer "BioDyn_Applet". Les fichiers de simulation se trouve dans le dossier "exp"