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Les cœlomocytes du ver de terre, un exemple de cellules immunitaires



 
  •  Introduction
 Dès la fin du dix-neuvième siècle, les travaux d’Élie Metchnikoff et de Paul Ehrlich démontrèrent que les réactions immunitaires mettent en jeu deux catégories d’effecteurs, des cellules et des molécules. Ces travaux, qui leur valurent le prix Nobel de médecine en 1908, ont conduit à la distinction aujourd’hui classique entre réactions immunitaires à médiation cellulaire, assurées par divers types de leucocytes et réactions immunitaires à médiation humorale, assurées par les anticorps. 

Si l’identification et l’étude de diverses molécules intervenant dans les réactions immunitaires à médiation humorale est rendue aisée par la mise en œuvre de techniques in vitro (électrophorèse, immunoélectrophorèse, double diffusion en gel, hémagglutination, hémolyse immune, tests ELISA, etc.), il n’en est pas de même quand on désire étudier les cellules immunitaires. L’interdiction d’utiliser des produits du corps humain et d'expérimenter sur des vertébrés vivants qui s’applique dans l’enseignement limite l'étude des cellules immunitaires à l'observation au microscope optique de frottis de sang ou de moelle osseuse et de préparations microscopiques d’organes immunitaires.

Toutefois, les mécanismes immunitaires des vertébrés ayant évolué à partir de mécanismes primitifs vraisemblablement présents chez les invertébrés les plus anciens, on retrouve chez les invertébrés actuels, en particulier chez les annélides, les mollusques et les insectes, des éléments du système immunitaire qui partagent des caractéristiques communes avec ceux des vertébrés. Des cellules participant chez les vertébrés à l’immunité innée, non spécifique, se retrouvent ainsi chez les invertébrés. C'est notamment le cas de certains cœlomocytes capables, comme les macrophages, de phagocytose. Les invertébrés offrent ainsi des modèles alternatifs à l'étude de certains mécanismes immunitaires.

Les vers de terre présentent des réactions immunitaires complexes, cellulaires et humorales, qui dépendent de cellules et de molécules présentes dans le liquide cœlomique de l'animal. Différents types de cœlomocytes y sont présents, notamment des phagocytes, dont certains sont doués de deux propriétés fondamentales de l’immunité acquise, la spécificité et la mémoire. 
Le liquide cœlomique contient également du lysozyme, des agglutinines, des hémolysines, des peptides antimicrobiens, des protéases et même des protéines capables de détruire des cellules cibles en formant des pores dans leur membrane comme le font les perforines ou le complément chez les vertébrés. C’est pourquoi le ver de terre constitue un modèle intéressant pour l’étude de certains aspects de l’immunité qui peuvent ainsi être abordés de manière expérimentale.

On trouvera ci-dessous une technique de prélévement des cœlomocytes de ver de terre qui peut être utilisée aussi bien pour l'observation des cellules vivantes et l'étude de la phagocytose in vivo ou in vitro que pour préparer des frottis fixés et colorés. 
 

  • Prélèvement du liquide cœlomique
Le liquide cœlomique des vers peut être récolté de deux façons :
    • Méthode 1
Étirer la partie capillaire d’une pipette Pasteur à la flamme de façon à former une extrémité pointue et creuse. 
Laisser refroidir et placer une tétine sur la pipette.
Anesthésier un ver de terre en le plaçant pendant quelques minutes dans l'éthanol à 10 %.
Introduire la pointe de la pipette dans la cavité générale du ver entre le tube digestif et la paroi du corps. 
Lorsque la pointe se trouve dans la cavité cœlomique, le liquide cœlomique monte dans la pipette par capillarité sur quelques millimètres.
Retirer la pipette du ver et chasser le liquide receuilli dans une goutte d’une solution de NaCl à 0,7 % placée sur une lame porte-objet.
Si le liquide qui monte par capillarité dans la pipette est brun foncé à noir, c’est que la pipette a pénétré le tube digestif et le liquide obtenu est à rejeter.
Recommencer plusieurs fois l’opération pour récolter une quantité suffisante de liquide. Quelques gouttes sont suffisantes, qu’il s’agisse d’observer des cellules vivantes ou de préparer un frottis.
Il est nécessaire de mélanger le liquide cœlomique avec un volume à peu près équivalent de solution de NaCl pour éviter sa coagulation et la formation de paquets de cellules qui adhèrent entre elles.
    • Méthode 2
Anesthésier un ver de terre en le plaçant pendant quelques minutes dans l'éthanol à 10 %.
Faire une entaille dans la paroi de l’extrémité postérieure du corps avec des ciseaux fins.
Attendre quelques dizaines de secondes et laisser exsuder le liquide dans une goutte d’une solution de NaCl à 0,7 % placée sur une lame porte-objet. 
Là encore, il est nécessaire de mélanger le liquide cœlomique avec un volume à peu près équivalent de solution de NaCl pour éviter sa coagulation et la formation de paquets de cellules qui adhèrent entre elles.
  • Observation des cœlomocytes

  •  
    • Observer les cellules vivantes
Après le prélèvement, placer la lame porte-objet pendant une demi-heure dans une chambre humide, le temps que les cellules vivantes adhèrent à la lame.
La chambre humide est réalisée avec une boîte de Pétri dont le fond est tapissé de papier absorbant saturé d'eau. 
On peut observer les cœlomocytes vivants directement sans coloration et sans lamelle au grossissement moyen du microscope optique mais la durée d'observation est limitée par l'évaporation du liquide.
Pour observer plus longtemps et/ou à plus fort grossissement, il est nécessaire de placer une lamelle sur la préparation mais de manière à ce qu'elle n'écrase pas les cellules. Pour cela, faire reposer la lamelle sur deux cales formées soit avec deux autres lamelles collées aux extrémités de la lame, soit avec des miettes de pâte à modeler disposées à chaque coin de la lamelle.

Il est possible d'observer les cellules vivantes directement sans coloration et de suivre leurs mouvements au cours du temps mais il est alors difficile d'identifier les différents types de cœlomocytes.

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Cœlomocytes de ver de terre
(observation vitale x 250)
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Cœlomocytes de ver de terre
(observation vitale x 400)
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Cœlomocytes de ver de terre
(observation vitale, objectif à immersion x 1000)
    • Observer les cellules colorées
Une simple coloration par le bleu de méthylène permet de distinguer différents types de cœlomocytes par la forme des cellules et la façon dont elles prennent le colorant.
Une goutte de solution de bleu de méthylène à 0,1 % est mélangée sur la lame avec le liquide cœlomique et une lamelle est mise en place après cinq minutes de coloration. Les clichés ci-dessous montrent les résultats obtenus.
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Cœlomocytes de ver de terre
(coloration par le bleu de méthylène x 250)
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Cœlomocytes de ver de terre
(coloration par le bleu de méthylène x 400)
  • Réalisation de frottis fixés et colorés
La méthode  utilisée pour colorer les frottis sanguins de vertébrés est également utilisable pour colorer les frottis de liquide cœlomique et c'est la méthode la plus appropriée pour distinguer les différents types de cœlomocytes en microscopie optique.
Les clichés ci-dessous ont été obtenus avec des frottis de liquide cœlomique de ver de terre colorés par une variante de la méthode de May-Grünwald-Giemsa exposée par ailleurs sur ce site (voir : réalisation d'un frottis sanguin).
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Frottis de liquide cœlomique
(Coloration de May-Grünwald Giemsa x 250) 
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Frottis de liquide cœlomique
(Coloration de May-Grünwald Giemsa x 250)
Noter la diversité des cœlomocytes qui se distinguent par la forme, la taille, l'aspect du cytoplasme et du noyau.
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Frottis de liquide cœlomique
(Coloration de May-Grünwald Giemsa x 400) 
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Frottis de liquide cœlomique
(Coloration de May-Grünwald Giemsa x 400) 
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Frottis de liquide cœlomique
(Coloration de May-Grünwald Giemsa, objectif à immersion x 1000)
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Quelques types de cœlomocytes
(Coloration de May-Grünwald Giemsa, objectif à immersion x 1000)
  • Observation de la phagocytose
Pour observer la phagocytose, le liquide cœlomique est prélevé sur une lame porte-objet comme indiqué ci-dessus et une goutte d'une suspension de levures à 1 % est mélangée avec liquide cœlomique, directement sur la lame. Après 30 minutes d'incubation en chambre humide, les cellules peuvent être observées directement, avec ou sans coloration, ou après réalisation d'un frottis fixé et coloré. 
La forme ronde et la taille des cellules de levure (3 à 4 µm de diamètre) permettent de les identifier aisément y compris à l'intérieur des cellules qui les ont phagocytées. 
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 Cœlomocytes de ver de terre en présence de
cellules de levure Saccharomyces cerevisiae
(observation vitale x 400)
Noter les cellules de levure incluses dans le cytoplasme de l' un des cœlomocytes.
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