Mois : mars 2019

Les idées reçues sur le cerveau

Le par julienforsciencedans NeuroscienceLaisser un commentaire

Aujourd’hui je vais parler d’un autre sujet qui me tient à coeur: la neuroscience, ou l’étude du cerveau et des neurones. Le cerveau est considéré comme l’organe le plus important de notre corps, et c’est grâce à lui que nous sommes des humains. Mais malheureusement il y a encore beaucoup d’idées reçues sur le cerveau, donc jai décidé d’en parler de certaines aujourd’hui dans le but d’apporter une meilleure compréhension du sujet.

1. On n’utilise que 10% de notre cerveau

Cette idée reçue est la préférée des films. En effet, si on n’utilise que 10% de notre cerveau, que font les autres 90%? Malheureusement, l’utilisation de 100% de notre cerveau ne nous transforme pas en créature surnaturelle, puisque nous le faisons tous les jours. Nous sommes capable de prendre des images en temps réel du cerveau (avec les IRM par exemple), et ces images nous montrent quelles parties du cerveau sont utilisées, et nous avons découvert que la totalité du cerveau est utilisée. Cependant, tout le cerveau n’est pas utilisé en même temps. Par exemple, bouger son doigt utilisera des parties du cerveau que parler n’utilisera pas. Grâce au travail de beaucoup de scientifique, nous savons maintenant la responsabilité de chaque partie du cerveau. En conclusion, on utilise bien 100% de notre cerveau, mais pas tout en même temps [source / source / source / source / source].

2. Cerveau droit ou cerveau gauche?

On trouve beaucoup de quiz en ligne qui vont nous prédire si on utilise plus notre cerveau gauche ou notre cerveau droit. Il a été prouvé que personne n’a de préférence pour un côté du cerveau. Le cerveau est composé de deux hémisphères, un gauche et un droit, et ces deux hémisphères sont liés par ce qu’il s’appelle le corpus callosum. En théorie, les hémisphères sont identiques, et donc sont capables de faire la même chose. Ce n’est pas totalement le cas, car certains comportement n’utilisent qu’un seul hémisphère. C’Est le cas de la parole. La compréhension de la parole se fait par une partie du cerveau appelée l’aire de Wernicke, et la production de la parole est faite avec l’aire de Broca. Ces deux aires se trouvent dans l’hémisphère gauche et pas le droit. Il y a d’autres comportements, comme la recognition faciale, qui n’utilisent qu’un seul hémisphère, mais pour la plupart des comportements, les deux hémisphères sont utilisés. De plus, une étude publiée en 2013 cherchait à savoir si les gens avaient un hémisphère dominant. Pour ce faire, ils ont imagé le cerveau et observé quel hémisphère était le plus utilisé. Ils ont conclus qu’aucun sujet n’avait d’hémisphère dominant. En conclusion. certains comportements vont utilisé un hémisphère plus qu’un autre, mais en général il n’y a pas de dominance chez les hémisphères [source / source / source / source / source / source].

3. Perdre un neurone, c’est pour la vie

On a souvent entendu que si un neurone meurt, il ne peut pas être remplacé. Il est vrai qu’une blessure au cerveau est dangereuse, mais le cerveau est capable de se réparer. D’abord, il peut produire plus de neurones. C’est un procédé appelé neurogénèse, et il est présent toute notre vie. Donc si un neurone meurt, il peut être remplacé. Par contre, il y a des moments ou simplement remplacer un neurone ne suffit pas. Dans ces cas-là, le cerveau va demander à d’autres parties du cerveau d’intervenir et remplacer la partie endommagée. C’est un procédé appelé la plasticité. Ce procédé sera expliqué dans un article prochainement, mais il veut simplement dire que le cerveau s’adapte à son environnement. C’est un procédé essentiel à l’apprentissage, la mémoire, et la réparation. En conclusion, les blessures aux cerveaux sont certes dangereuses, mais on ne perds pas de neurones pour toujours [source / source / source / source / source].

4. Le cerveau contrôle absolument tout

Sans être une idée reçue, cette idée reste un peu fausse. Bien qu’on croît que le cerveau contrôle absolument tout ce qu’il se passe dans notre corps, ce n’est pas totalement vrai. Les protéines fonctionnent sans le cerveau, et les cellules se multiplient sans lui également. Le cerveau contrôle tout le processus de réflexion et cognition, et peut aussi contrôler les organes pour s’assurer qu’ils fonctionnent normalement. Mais il reste un concept plus compliqué: le mouvement. Techniquement, dire que le cerveau contrôle le mouvement est faux. Il est mieux de dire que le système nerveux contrôle le mouvement. Le système nerveux est séparé en deux parties: le système nerveux central (SNC), qui est composé du cerveau et de la moelle épinière, et le système nerveux périphérique (SNP), composé de toutes les autres parties nerveuses du corps. Dans la plupart des cas, le cerveau va initier tous les mouvements du corps, mais certaines exceptions existent, notamment les réflexes. Disons que je touche quelque chose de très chaud. En cas normal, le SNP va informer la moelle épinière que je touche quelque de chaud. Celle-ci va informer le cerveau, qui va décider de bouger ma main. L’information est envoyée à la moelle épinière, puis au SNP qui va enfin bouger ma main. Malheureusement, ce procédé est trop long, et le temps que le cerveau fasse une décision, ma main va être endommagé. Du coup, nous avons les réflexes. En cas de réflexe, le SNP informe la moelle épinière que je touche quelque chose de chaud, et celle-ci va d’abord bouger ma main, puis informer le cerveau de la situation. Dans ce cas-ci ma main n’est pas endommagée et le mouvement n’est pas initié par le cerveau. Il y a d’autres mouvements qui ne demande pas l’utilisation du cerveau; le SNP est responsable du mouvement des intestins, généralement sans que le cerveau intervienne. En général, le cerveau ne contrôle pas tout. En revanche, il PEUT tout contrôler: s’il y a un problème quelconque, le cerveau va tout modifier pour aider au problème. Il est même capable de modifier les battements du coeur et le flux sanguin [source / source / source].

Misconceptions About the Brain

Le par julienforsciencedans NeuroscienceLaisser un commentaire

Today I want to talk about another topic that greatly interests me: neuroscience, or the study of the brain and the neurons. The brain is often considered the most important organ in our body, and the reason why we are human in the first place. However, I still read a lot of misconceptions about the brain nowadays. Therefore, today I will address several of these misconceptions in the hopes of bringing a better understanding of the brain.

1. We only use about 10% of our brain

This is maybe one of the most common misconception I hear, and unfortunately it is widely believed. Oftentimes, movies will expand this misconception by saying that if we were to use 100% of our brain, we would be supernatural creatures. Unfortunately, using 100% of your brain will not grant you access to superpowers, because you are already using all of your brain. We are able to image your brain (using MRI or PET) in real time, which tells us which parts of the brain are used. And in doing so, scientists have seen that the entire brain is used, but not all at the same time. For instance, moving your fingers will use a part of the brain, while speaking uses a different one. Many scientist have managed to map the brain and nowadays we know how every part of the brain influences our behaviour. As a conclusion, you are using all of your brain, just not all at the same time [source / source / source / source / source].

2. Left brain vs. right brain

We often hear that some people have a more dominant left or right brain, or that the left part of the brain is logical and the right one artistic. While we do not know where this myth arose, we know that it is not entirely true. The brain is composed of two hemispheres, left and right, and these two are connected via what is called the corpus callosum. in theory, the left and right hemispheres are identical in structure, and both hemisphere are able to do the same thing. There are however some asymmetry in the brain. The most known one is speech comprehension and production, made by the Wernicke and Broca’s area respectively. These two area of the brain are found only on the left hemisphere and not the right one. Other asymmetrical behaviours include vision or face recognition but in reality, most behaviours use both hemispheres. Further, a specific study wanted to see if people had a dominant hemisphere. To do so, they imaged the brain of many people and looked at which hemisphere was more used. The results showed that there was no hemisphere dominance in any subject. Therefore, we can conclude that some of our actions will trigger one hemisphere preferably over the other, but people do not have a dominant hemisphere [source / source / source / source / source / source].

3. Damage in the brain is permanent

We have all heard that once a neuron dies, it cannot be replaced. While brain damage is extremely dangerous, the brain is surprisingly very good at repairing itself. First, it can make more neurons. This is a process called neurogenesis, and it has been extensively studied, and they have shown that neurogenesis occurs throughout the life of humans, showing that if a neuron dies, it can be replaced. However, sometimes simply replacing a neuron is not enough. In this case, the brain can recruit other parts of the brain to do the jobs of the damaged part. This is a process called plasticity, which means that a neuron is able to modify its function based on its environment. We will talk about plasticity in more detail in later articles, but this process is essential for learning and memory, as well as surviving dangerous brain damage. In conclusion, the brain is able to replace neurons and modify its function, making brain damage not so permanent [source / source / source / source / source].

4. The brain controls everything

This one is not so much a misconception as it is an incomplete information. We often say that the brain is the organ that controls absolutely everything in our body. Well technically that is not true. Proteins function without the brain saying anything, or the cell will multiply by themselves for example. The brain is usually responsible for any cognition, and control organs to make sure that they are working properly. However, there is the complicated topic of movement. It is technically untrue to say that the brain controls our movement, we would rather say that the nervous system controls it. The nervous system is composed of two divisions: the central nervous system (CNS), which comprises the brain and the spinal cord, and the peripheral nervous system (PNS), which is made of all the nervous structure outside of the brain and the spinal cord. In most cases, the brain will initiate any movement that we do, but there are instances where it does not. The main one are the reflexes. Let’s say you are touching something very hot. Under normal conditions, the PNS will indicate to the spinal cord that something is hot, and the spinal cord will tell it to the brain. The brain will then decide to move the hand, and the information goes down the spinal cord onto the hand. This mechanism is too slow and could result in the hand being damaged. To prevent that, we have reflexes: if you touch something hot, the PNS will inform the spinal cord, which will first make the hand move, and then tell the brain what happened. Therefore in this instance, the movement was initiated without the brain input. There are other instances where the brain is not needed for movement: the PNS is mostly responsible for bowel movement, usually without the brain input. In general, the brain does not control everything. However, it CAN control everything, because it is the decision center, and will modify our body function if it believes it is needed [source / source / source].

Comprendre la science: les anticorps

Le par julienforsciencedans Understanding Science / Comprendre la scienceLaisser un commentaire

Cet article marque le début d’une série sur les expériences en science. La plupart du temps, les médias ne montrent pas comment les chercheurs obtiennent les résultats ou les découvertes. Je trouve que comprendre les expériences en science aident à mieux comprendre la science en général, mais cela aide également à développer un esprit critique quand on lit de la vulgarisation scientifique. Aujourd’hui nous allons nous concentrer sur l’utilisation des anticorps dans les labos. Les anticorps sont essentiels pour l’étude des protéines. Nous verrons d’abord comment nous visualisons les protéines avec l’immunohistochimie, ensuite nous verrons comment nous quantifions les protéines avec le Western blot, et enfin nous parlerons de comment nous identifions les cellules avec la cytométrie en flux.

Avant toute chose, nous devons répondre à la question: pourquoi utiliser les anticorps? Comme on l’a vu dans notre série sur le système immunitaire, les anticorps sont capables de se lier à un antigène pendant une attaque immunitaire. Un antigène n’est qu’une partie de protéine pathogénique, du coup les chercheurs ont développé une façon de créer des anticorps spécifique à une protéine d’interêt. De nos jours, nous pouvons obtenir des anticorps spécifiques à n’importe quelle protéine connue. Un autre avantage des anticorps est leur spécificité. En principe, les anticorps ne peuvent s’attacher qu’à la protéine qu’ils reconnaissent et rien d’autre. Ce n’est pas totalement vrai; les macrophages peuvent s’attacher aux anticorps par exemple. Mais nous some capable d’empêcher toutes les liaisons non voulues [source].

Immunohistochimie: Comment voir les protéines

L’immunohistochimie (IHC) est une technique utilisée par la plupart des labos. Pour mieux la comprendre, je vais l’expliquer dans le contexte d’une expérience. Disons que je veux savoir dans quelle partie du cerveau la protéine adrénaline est exprimée le plus. Pour ce faire, je vais prendre un cerveau de souris et le couper en fine lamelle. Ensuite, je vais le bloquer, ce qui veut dire empêcher les interactions non voulue que l’anticorps peut avoir. Ensuite, je vais ajouter mon anticorps contre l’adrénaline. Pour visualiser la protéine, j’ai besoin d’un autre anticorps, mais celui-ci sera spécifique au premier anticorps. Du coup, notre tissus a deux anticorps: l’anticorps primaire spécifique à l’adrénaline, et l’anticorps secondaire spécifique à l’anticorps primaire. L’anticorps secondaire est modifié pour qu’il contienne un marqueur fluorescent, ce qui va nous permettre de voir la protéine. Maintenant que notre expérience est terminée, nous pouvons aller observer notre tissu sous un microscope et voir les protéines (sous la formes de points colorés) [source].

L’IHC offre beaucoup d’avantages, et le principal est la localisation. Dans notre expérience par exemple, je vais pouvoir savoir dans quelle partie exacte du cerveau l’adrénaline est exprimée le plus, et quelle partie en a le moins. De plus, l’IHC est une expérience assez simple et peu chère. De plus, il est possible de quantifier les protéines après un IHC, mais ce n’est pas la meilleure façon de faire. L’IHC a aussi une utilisation clinique. Par exemple, on peut prendre des tissus de patients et déterminer l’avancement du cancer. L’IHC a aussi ses limites. D’abord, nous ne pouvons utiliser qu’un nombre limité d’anticorps, environ 4, ce qui limite le nombre de protéines qu’on peut visualiser en une fois. De plus, le tissu qu’on utilise est mort, du coup nous perdons les mouvements des protéines. Enfin, l’expérience est sensible à la lumière, à cause du marqueur fluorescent. Du coup, si on expose nos tissus à la lumière pour trop longtemps, nous perdrons l’expérience complètement [source / source].

Les Western blots: comment quantifier les protéines

Les western blots sont des expériences phares dans les labos. Encore une fois, nous expliquerons cette technique à travers une expérience. Je veux savoir si stresser un animal va augmenter la production d’adrénaline. Pour cela, je vais prendre une souris et la stresser, puis prendre un peu de ses tissus. Comme groupe témoin, je vais utiliser les tissus d’une souris qui n’a pas été stressée. Je vais ensuite décomposer les tissus pour qu’il n’en reste que les protéines, pour ensuite les séparer par taille. Pour ce faire, je vais faire une électrophorèse par gel. Nous allons créer une membrane spéciale dans laquelle nous mettons nos tissus. Ensuite, nous injectons un courant électrique dans la membrane. Les protéines ont toutes une charge négative et du coup, comme un aimant, elles sont attirées par les charges positives. Du coup nos protéines vont descendre dans la membrane vers le positif. Cependant, notre membrane rend le mouvement très difficile pour les protéines plus lourdes. Du coup notre membrane contient toutes les protéines du tissu, avec les protéines plus légères vers le bas, et les plus lourdes vers le haut. Nous transférons ensuite nos protéines sur une autre membrane plus facile à manipuler et à conserver, encore une fois à l’aide d’un courant électrique. Ensuite nous allons bloquer la membrane comme pour un IHC, et ajouter notre anticorps primaire spécifique à l’adrénaline. Notre anticorps secondaire est différent d’un IHC, car au lieu d’un marqueur fluorescent, il contient une autre protéine appelée peroxydase de raifort (HRP). Cette protéine, quand elle est mise en contact avec une autre protéine appelée substrat d’HRP, nous permet de visualiser notre protéine d’intérêt sous la forme d’une bande noire. Pour ce faire, nous allons mettre le substrat sur la membrane, et y mettre un film spécial. Le film est ensuite exposé dans une machine pour y voir les protéines [source / source].

L’avantage du Western blot est la possibilité de quantifier les protéines. Plus la bande noire est épaisse, plus il y a de protéine. Dans notre expérience, la souris stressée montrera une bande plus épaisse que la souris non-stressée. Les Western blots sont également très sensibles: ils peuvent détecter une infime quantité de protéine, ce qui nous permet d’étudier des protéines plus rares. Malheureusement, les Western blots ont aussi leurs désavantages, le principal étant leur difficulté. Comme vous avez pu le deviner en lisant le protocole, c’est une expérience très dure à faire, et elle est également très longue. Personnellement, cela me prend deux à trois jours pour finir un Western. C’est aussi une expérience assez chère. Un autre problème est la difficulté à analyser l’expérience.Les Western ont tendance à montrer des résultats incorrects, la plupart du temps à cause d’une erreur pendant la préparation. Malheureusement, il est impossible de savoir si quelque chose s’est mal passé avant la fin de l’expérience [source / source].

Cytométrie en flux: comment identifier les cellules

La cytométrie en flux n’est pas utilisée dans la plupart des labos. C’est une technique essentielle dans les labos d’immunologie, et dans beaucoup d’hôpitaux également. La cytométrie en flux a beaucoup d’utilisations, mais la plus intéressante est l’identification des cellules. Étudions cette technique avec une autre expérience: Je veux savoir si les cellules du système immunitaires sont capables de produire de l’adrénaline. Et si oui, quelle cellules en sont capables. Pour ce faire, je vais prendre le sang d’une souris, et le traiter pour qu’il ne reste que les cellules. Ensuite je vais bloquer mon échantillon et ajouter mes anticorps primaires. Pour cette expérience, j’utiliserais des anticorps primaires spécifiques à l’adrénaline, au CD4, au CD8, et au récepteur de la cellule B. Ensuite, j’ajoute mes anticorps secondaires avec marqueur fluorescent. chaque anticorps primaire est associé à un seul anticorps secondaire, et chaque anticorps secondaire a un marqueur fluorescent différent. Ensuite, nous allons analyser notre échantillon dans une machine appelée un cytomètre. Cette machine analyse les cellules une à la fois, et à l’aide de laser va identifier quels anticorps sont attachés aux cellules [source].

Analyser une expérience de cytométrie en flux est difficile. Pour notre expérience, je vais séparer mes cellules en trois groupes: les cellules avec l’anticorps CD4 sont identifiées comme des lymphocytes T CD4, les cellules avec l’anticorps CD8 sont des lymphocytes T CD8, et les cellules avec l’anticorps récepteur de cellule B sont des lymphocytes B. Ensuite, dans chaque groupe, je vais pouvoir voir si ils ont également l’anticorps adrénaline, et combien de cellules l’exprime. Enfin, le cytomètre me permet de reprendre mon échantillon pour l’étudier encore, mais si je le veux, je peux ne prendre que les cellules qui ont les anticorps pour CD4 et adrénaline, et pas les autres. Comme vous pouvez le voir , la cytométrie en flux permet de faire plein de choses: identifier des cellules, voir quelles cellules expriment quelles protéines, séparer notre échantillon pour qu’il ne contienne que des cellules spécifiques, etc… La cytométrie en flux a d’autres avantages: certains cytomètre permettent d’utiliser plus de 10 anticorps, ce qui permet d’étudier plusieurs protéines en même temps. De plus, puisque le cytomètre analyse les cellules une à la fois, c’est extrêmement spécifique. Mais comme toute expérience, elle a aussi ses limites. D’abord, l’expérience est très difficile, et le cytomètre est une machine extrêmement dure à utiliser. De plus, cette expérience est très chère. nos échantillon perdent leur intégrité, et contrairement à l’IHC, on perd la localisation des protéines [source / source].

Understanding Science: The Antibodies

Le par julienforsciencedans Understanding Science / Comprendre la scienceLaisser un commentaire

Today is the start of a series about scientific experiments. Oftentimes in the public media, scientific discoveries are presented without explaining how scientists got those results. Understanding how experiments work is a great way to understand science in general, and also be able to spot problems or misunderstandings spread by the lay media. Today, I will focus on the use of antibodies in labs. Antibodies are essential for any lab that studies proteins. We will talk about protein visualization through the use of immunohistochemistry, protein quantification via Western blots, and finally, we will see cell identification with flow cytometry.

Before going into the experiments, one question must be answered: why antibodies? As we saw in our series on the immune system, the antibodies are able to bing a specific antigen during an immune attack. An antigen is simply a specific spot on a pathogenic protein. So scientists thought of making antibodies to be specific to a protein of interest, and nowadays, we can get antibodies for virtually any protein in any animal that we want. Another advantage of antibodies is their specificity. Theoretically, they will only bind to the protein they recognize and nothing else. While this is technically not true, as macrophage can bind antibodies for example, any other binding can be prevented during the experiment so that they will only bind the protein of interest [source].

Immunohistochemistry: how scientist see the proteins

Immunohistochemistry (IHC) is a technique that most lab will use. I will explain it through a mock experiment. I want to know where the protein adrenaline is expressed the most in a mouse brain. To do so, I will slice the brain in thin slices, and block them. Blocking is the technique that prevents any non-wanted interaction with your antibody. Then I will put my antibody against adrenaline. Now, to visualize the protein, we need a secondary antibody that is specific to the first one. Thus we have a brain slice with our primary antibody binding adrenaline, and our secondary antibody binding the primary one. Our secondary antibody was modified so that it has a fluorescent tag on it. It’s this tag that will allow us to see the protein. And now the experiment is done, we can go to the fluorescent microscope. On there, we will be able to see the proteins (in the form of coloured dots) [source].

There are many advantages to IHC, and the main one is localization. for example, in our adrenaline experiment, I will be able to see in which specific parts of the brain there is more adrenaline, and which have less. Next, it is a very easy and relatively cheap experiment. Further, we can also quantify how much protein there is by counting the dots, although this is not the best way to quantify proteins. However, the quantification can be region-specific, which is good for some proteins. IHC can also be used in more clinical applications. For example, taking tissue samples of patients, we can use IHC to determine the cancer stage for example. However, IHC also has some limitations. First, we can only use a limited number of antibodies, so we can visualize only about 4 proteins in one tissue. Further, the tissue is dead, thus we lose the protein movements. Lastly, the experiment is very sensitive to light (due to the fluorescent tag). If exposed to light for too long, then the tag will not work anymore and the experiment will be lost [source / source].

Western Blots: how scientists count proteins

Western blots are also a staple in scientific labs. I will explain it through this experiment: I want to know if stressing a mouse will increase the production of adrenaline. To do so, I will stress one mouse, and then take its tissues. I will take the tissues of another mouse that has not been stressed as a control. I will take the tissues and break them down so that we only have the proteins. Now I will separate the proteins based on size. To do so, we will perform a gel electrophoresis. We will create a special membrane in which we will put our samples. Then we will run an electric current through the membrane. Proteins are negatively charged and like a magnet, they are attracted to positive charge. This will allow the proteins to travel down the membrane. However, our membrane makes it harder for heavy proteins to travel. Thus in the end, our membrane will have all of our proteins, with the lighter ones at the bottom of the membrane and the heavier ones at the top. Next, we have to transfer our proteins on another membrane that is easier to work with and that we can keep for a longer time. This is also done with electricity. We will then block the membrane (similar to a IHC), and add the primary antibody against adrenaline, and our secondary antibody. This time however, our secondary does not have a fluorescent tag, instead it has another protein called horseradish peroxidase (HRP). This protein, when in contact with another protein called HRP substrate, will allow us to visualize our protein of interest as a black band. To do so, the substrate will be applied on the membrane, and then a film will be placed on the membrane. The film will then be exposed in a special machine so that the bands will be visible [source / source].

The biggest advantage of Western blotting is the ability to quantify. Basically, the bigger the black band, the more proteins we have. In our adrenaline experiment, the stressed mouse will have a bigger band than the non-stressed mouse. Western blots are also extremely sensitive: they can detect a very small amount of protein, which allows us to study rarer proteins more easily. However, Western blots also come with their disadvantages. The main one is its difficulty. As you may have guessed after reading the protocol, this experiment is very hard to do, and a lot of things can go wrong. It is also a very long experiment (it usually takes me two to three days to finish a blot), and it’s quite expensive as well. Another problem is the difficulty of analyzing the results. Western blots are prone to show wrong or misleading results, either because the experiment was not performed well, or because the primary antibody was not as specific as we thought. Unfortunately, there is no way of knowing what went wrong until the very end of the experiment, making this experiment very demanding [source / source].

Flow Cytometry: how scientist can identify cells

Flow cytometry is a rarer experiment. It is mostly used in immunological labs but other disciplines can also use it. It also has a big use in hospitals. Flow cytometry has many uses, but the most interesting one is to identify cells. Let’s go through it with another experiment: I want to know if immune cells are able to produce adrenaline, and if they are, which one of them are able to do so. For this, I will take a mouse and take some of their blood. I will treat the blood so that only the cells are in the sample. Then I will block it and add my primary antibodies. Here I will add antibodies for adrenaline, CD4, CD8, and B cell receptor. Then I add my secondary antibodies with my fluorescent tag. Each primary antibody has its own secondary antibody, and each secondary antibody has a different fluorescent tag. Then I can go to a machine called a cytometer. This machine will analyze the cells one by one and shine lasers on them to identify which antibody they have. We can then see which cell expresses which antibody [source].

Analyzing a flow cytometry experiment is hard. In our mock experiment, I will separate my cells into three groups: the cells that have the CD4 antibody will be CD4 T lymphocytes, the cells that have the CD8 antibody will be CD8 T lymphocytes, and the cells with the B cell receptor antibody will be B cells. Then, within each group, I can see if they express the adrenaline antibody, and how many cells within each group express it. Finally, the cytometer can allow me to take my sample back for further analysis, but if I want to, I can take only the cells that express both CD4 and adrenaline antibody, and discard the rest. As you can see, many things can be done with flow cytometry: we can identify cells, see which proteins express a specific cell, sort our cell so that our sample only contain specific cells, etc… Flow cytometry has other advantages: with the right cytometer, you can have more than 10 different antibodies, allowing you to have very specific subset of cells. Since the cytometer analyzes the cells one at a time, it is extremely specific. However, just like any experiment, there are some flaws. The biggest one is the difficulty: the experiment is very hard to perform, and the cytometer is extremely hard to use. It is also an extremely expensive experiment. Another problem is that we lose the integrity of the tissue, thus unlike IHC, we lose some of the localization [source / source].

Le système immunitaire IV

Le par julienforsciencedans Immunology / ImmunologieLaisser un commentaire
Quand le système immunitaire va mal

Aujourd’hui, nous finissons enfin notre saga épique sur le système immunitaire. Nous avons vu beaucoup sur le sujet, et on peut conclure que le corps est très efficace quand il faut se protéger. Malheureusement, le système immunitaire n’est pas parfait, et aujourd’hui nous allons voir trois cas où le système immunitaire ne se comporte pas correctement: les allergies, les maladies auto-immunes, et l’immunodéficience.

Les allergies: Quand le corps cherche désespérément des problèmes là où il n’y en a pas

Le concept d’allergie est simple: le corps réagit à un antigène inoffensive et cause une réaction immunitaire trop forte. Dans le cas d’Allergie, les antigènes sont appelés allergènes. Les allergènes les plus communs viennent de la nourriture ou du pollen, mais pratiquement tout peut potentiellement causer une réaction allergique. Une réaction allergique commence comme toute inflammation: l’allergène entre dans le corps, il est attrapé par les cellules dendritiques et présentés aux lymphocytes. Les lymphocytes CD4 se spécialisent ensuite dans une réponse Th2, forçant la grande production d’anticorps contre l’allergène. Cependant, la plupart des anticorps produits sont nommés IgE, et vont aller s’attacher à un globule blanc appelé mastocyte. Ces cellules sont remplis de vésicules pleines de cytokines. Du coup, les mastocytes sont maintenant capables de reconnaître l’allergène. L’allergie est développée, mais nous n’en souffrons pas encore les conséquences. Si l’allergène revient, les mastocytes vont le reconnaître et envoyer toutes leurs cytokines pour commencer une attaque immunitaire. Seulement, il n’y a rien à attaquer. Du coup, on se retrouve avec des symptômes comme des démangeaisons, des éternuements et de la toux. La plupart du temps, les symptômes s’en vont d’eux-mêmes quand l’allergène est sorti du corps. Cependant, en cas d’exposition à l’allergène à long-terme, les effets sont plus dangereux, causant la mort cellulaire, l’irritation des poumons, etc… Enfin, pour des raisons encore inconnues, certaines allergies sont extrêmement mortelles. Elles sont la cause de choc anaphylactique, qui est formé par une éjection immense de cytokines dans tout le corps, menant à une attaque immunitaire dans tout le corps. Normalement, les allergies sont restreintes à une partie du corps, comme la peau ou les poumons, mais en cas de choc anaphylactique, tout le corps est inflammé, ce qui est très dangereux. Les pires effets sont la contractions des muscles du coeur et des poumons, rendant la respiration difficile. De plus, la pression artérielle descend dangereusement. Heureusement, un choc anaphylactique peut être stoppé si on agit rapidement. Il suffit d’utiliser une EpiPen, qui va injecter de l’épinephrine (qu’on connaît sous le nom d’adrénaline), qui va contrer tous les effets du choc [source / source / source / source / source].

Malheureusement, nous ne savons pas tout sur les allergies. On comprends comment elles fonctionnent, mais on ne sait pas pourquoi seulement certains développent des allergies quand d’autres n’en ont pas. Une hypothèse pour expliquer cela et l’hypothèse de l’hygiène. Notre environnement est devenu de plus en plus propre alors que les humains ont évolués, ce qui a réduit les risques d’infection grandement. Malheureusement, cela a aussi réduit l’exposition à certains pathogènes. L’exposition aux pathogènes aident le corps à comprendre ce qui est dangereux et ce qui ne l’est pas, et ce manque pourrait expliquer pourquoi de nos jours il y a de plus en plus d’allergies. Ce n’est cependant qu’une hypothèse pas encore prouvée. Il y aurait également un grand composant génétique dans les allergies, ce qui expliquerait pourquoi certains pays ont plus d’allergies que d’autre [source / source / source].

Les maladies auto-immunes: quand le corps s’en prend à lui-même

Dans mon premier article sur le système immunitaire inné, j’ai mentionné l’importance de la discrimination du soi et du non-soi. Quand cette discrimination ne fonctionne pas, on se retrouve avec une maladie auto-immune. Les personnes atteintes de ces maladies voient leur système immunitaire attaquer leur propre corps. Aujourd’hui je vais parler de deux maladies assez communes: le diabète de type 1 et la sclérose en plaque [source].

Le diabète de type 1 est causé par une attaque immunitaire contre les cellules beta du pancréas, ce qui cause une perte totale d’insuline. L’insuline est une hormone essentielle pour la régulation du glucose. Les sucres que l’on mange sont séparés en plusieurs molécules de glucose qui se retrouvent dans le sang. L’insuline fait en sorte que les cellules puissent absorber le glucose et l’utiliser comme énergie. Dans le cas du diabète de type 1, les cellules ne peuvent pas absorber le glucose, ce qui cause de l’hyperglycémie, soit un fort taux de glucose dans le sang. Les symptômes sont souvent un appétit et une soif intense, et une dangereuse perte de poids. Malheureusement, il n’y a pas de remède contre le diabète de type 1, et on ne sait pas encore pourquoi cette maladie existe. Les personnes avec le diabètes peuvent très bien vivre du moment qu’ils s’injectent de l’insuline [source / source / source / source].

La sclérose en plaque est plus complexe puisqu’elle touche les neurones. Les personnes atteintes ont des attaques immunitaires contre une partie du neurone appelée la myéline. Du coup les neurones deviennent moins efficaces. Cela cause plusieurs symptômes comme des troubles moteurs ou de la vue, des problèmes de balance, et plein d’autre. La sclérose en plaque est unique à chaque individu, ce qui la rend très difficile à traiter. Pire encore, la plupart des cas empire avec le temps: pour chaque attaque immunitaire chez la personne, les symptômes empirent. Malheureusement, il n’y a aucun remèdes, et les traitements aident seulement à calmer les symptômes et empêcher qu’ils empirent. La cause de la sclérose en plaque n’est pas entièrement connue, l’environnement a beaucoup d’influence sur le développement de la maladie. Par exemple fumer, une infection virale, ou une exposition au soleil trop forte pourrait augmenter les chances de développer la sclérose en plaque [source / source / source].

L’immunodéficience: quand il n’y a pas de système immunitaire

Comme son nom l’indique, l’immunodéficience c’est l’absence du système immunitaire. La plupart du temps, c’est l’absence de lymphocyte fonctionnels. Ces maladies sont particulièrement dangereux: la maladie en elle-même n’est pas mortelle, mais une simple infection peut tuer. Les cas d’immunodéficience les plus communs sont le SIDA et le DICS.

Le SIDA, ou syndrome d’immunodéficience acquis, est la forme avancée d’une infection VIH. Quand le virus entre le corps, il va infecter les lymphocytes T CD4 et empêcher leur fonctionnement. Du coup, le système immunitaire ne fonctionne pas correctement. If le VIH persiste et n’est pas éliminé, la personne ne pourra plus former de lymphocyte CD4 du tout. Les raisons de ce changement sont inconnus, mais il en résulte un système immunitaire complètement dysfonctionnel. Comme on le sait, il n’y a aucun remède contre le SIDA, mais si le VIH est repéré tôt, il peut être retiré avant le développement du SIDA. De plus, les personnes diagnostiqués du SIDA peuvent vivre très bien [source / source].

Le DCIS, aussi appelé le déficit immunitaire combiné sévère, est une maladie qui touche les nouveaux-nés, qui empêche la production de lymphocytes. N’importe quelle maladie est maintenant mortelle car le corps ne peut pas se défendre. Il n’y a qu’un remède: un transplant de la moelle osseuse. Cette maladie est devenue plus connue grâce à David Vetter. Il est né avec cette maladie, mais ne pouvait pas avoir de transplant. Du coup, il a vécu dans une bulle plastique dans un hôpital, le protégeant des maladies. Il a survécu 12 ans, ce qui est un exploit. Cette histoire a inspiré le film Bubble Boy [source / source].

Cette article marque la fin de notre série sur le système immunitaire. Bien sûr il y a encore beaucoup de chose à apprendre sur le sujet, mais cette série est un bon début. J’espère avoir rendu le sujet intéressant, et pas d’inquiétude, nous reviendrons sur le système immunitaire très bientôt, quand nous parlerons de la microbiologie.

The Immune System IV

Le par julienforsciencedans Immunology / ImmunologieLaisser un commentaire
When the immune system goes wrong

Today we will finally end our epic journey towards understanding the immune system. We have covered a lot on the subject, and we know that the body is amazing at protecting itself. Unfortunately, the immune system is not prefect, and there are many ways it can go wrong. Today we will review three ways where the immune system is not behaving properly: allergies, autoimmune diseases, and immunodeficiency.

Allergies, or when the body is desperately looking for problems when there are none.

The concept of allergies is simple: the body will react too strongly to a harmless antigen. In cases of allergies, antigens are called allergens. Allergens most often come from food or pollen, but virtually anything could cause an allergic reaction. The development of allergies is similar to any inflammatory reaction: an allergen enters the body and is picked up by dendritic cells to be presented to lymphocytes. Allergens causes the CD4 T cells to develop into a Th2 response, increasing antibody production against the allergens. This time however, a very specific type of antibody, called IgE, will be produced. These IgE will bind to a special type of white blood cell called the mast cells. These cells are loaded with large vesicles containing lots of cytokines. At the end of this phase, the mast cells will have many IgE and will be ready to act the next time the allergen comes. This phase is known as the sensitization. At this point, we have developed an allergy, but we haven’t suffered from it yet. If the allergen comes back, then it will be picked up by the mast cell, which will then unload all of its cytokines, resulting in an immune attack. The problem is, there is nothing to attack. Therefore, you end up with the allergic symptoms (itchiness, sneezing, coughing, etc…) but they usually resolve when the allergen is removed. However, if there is a consistent exposure to the allergen, then more damage will occur: cell death, irritation of the lungs, and many more will occur. Lastly, for still unknown reasons, some allergies are deadly. They lead to what is called an anaphylactic shock, which is due to the massive cytokine release all over the body, leading to a very strong immune response everywhere. Whereas allergies are usually limited to one part of the body, anaphylaxis is on the entire body, making it very dangerous. The most deadly effect is the constriction of heart and lung muscles, which prevent the person from breathing correctly, and the heart may stop. The blood pressure also drops significantly. Fortunately can be stopped if we act fast. The easiest way is using an EpiPen, which injects a hormone called epinephrine (also called adrenaline), which opposes every effects of anaphylaxis: it increases blood pressure, and relaxes muscles [source / source / source / source / source].

Allergies can be very dangerous, but unfortunately we still don’t know everything about them. While we understand how they work, we do not know why certain individual develop allergies while other don’t. We however have many hypotheses, and one of them is the hygiene hypothesis. During evolution, humans have evolved to clean themselves and their environment, which drastically reduced the incidence of diseases. Unfortunately, it also reduced exposure to those diseases. Exposure is what helps the immune system understand what is dangerous and what isn’t. Nowadays, the almost too-clean environment prevents a decent exposure, which makes the body more wary to everything. While this hypothesis is not proven, it is supported by the increase in allergies nowadays. However, the hygiene hypothesis cannot be the only explanation to allergies, and many think that there is a heavy genetic component. It would explain why certain countries are more at risk to allergies than other. In the end, we still need to study allergies to better treat people that suffer from it [source / source / source].

Autoimmune diseases, or the body attacking itself

I mentioned in the article on the innate immune system how essential the self vs. non-self discrimination was. A failure to discriminate both will result in autoimmune diseases. People suffering from these diseases will have their own immune system attacking specific parts of their body. Today I will talk about two common ones: diabetes type I and multiple sclerosis [source].

Type I diabetes is caused by an immune attack against the beta-cells in the pancreas. This results in a complete loss of insulin. Insulin is a hormone essential for glucose control. When you eat something containing carbohydrates, the body will break them down into glucose, and it will go into the blood. Insulin will then make sure that the cell will pick up the glucose to use it as energy. In type I diabetes, the absence of insulin prevents the cell from using glucose, causing hyperglycemia, which means too much glucose in the blood. It causes intense hunger and thirst, and dangerous weight loss. Unfortunately, there is no cure to type I diabetes, and we do not know why the disease occur. There is a treatment however, which is simply to inject insulin to allow the body to use glucose [source / source / source / source].

Multiple sclerosis is a more complicated disease that involves the neurons. People with multiple sclerosis have an immune attack against a part of the neurons called the myelin. It results in neurons being less efficient. It results in many symptoms such as vision or motor problems, balance issues, and more. Multiple sclerosis is unique to every individual, making it very difficult to treat. Worse, many cases worsen over time: for every immune attack, the symptoms get stronger and stronger. Unfortunately, there is no cure for this disease either, and treatment will only prevent the worsening of symptoms. The cause of multiple sclerosis is unclear, but there are evidence of a strong environmental cause such as viral infection or smoking [source / source / source].

Immunodeficiency, or the lack of the immune system

Like the name suggest, immunodeficiency is the absence of an immune system. More commonly, no lymphocytes are present or functional. These disorders are particularly dangerous because while they won’t kill you by themselves, any infection following it will. The two most common cases of immunodeficiency are AIDS and SCID.

AIDS, or Acquired ImmunoDeficiency Syndrome, is the advanced disease caused by the HIV virus. When a person is infected with HIV, the virus will enter CD4 T lymphocyte and prevent their normal function. This will lead to a dysfunctional immune response. If HIV persists and is not removed, some unknown mechanisms cause the complete stop of CD4 T lymphocyte formation, and the immune system is completely inhibited. Again, there are no cure, but if diagnosed soon, living with HIV/AIDS is very manageable. IF the HIV virus is found early on, it can be eliminated, preventing the development of AIDS. [source / source].

SCID, or severe combined immunodeficiency, is a disease affected newborn where they completely lack lymphocytes. Any disease or infection is now deadly. The only cure for SCID is a bone marrow transplant. This syndrome was made famous because of a boy named David Vetter, who suffered from SCID. No transplant was available for him, thus he lived in a bubble in a hospital to protect him from germs. He survived for 12 years, which is very high considering that newborn with SCID at the time died very early. This story influenced the movie Bubble boy [source / source].

This article marks the end of the story on the immune system. There is of course much more to study and understand, but this series is a good start. I hope that I made the topic interesting, and don’t worry, we will come back to the immune system very soon, when we go into microbiology.

Le système immunitaire III

Le par julienforsciencedans Immunology / ImmunologieLaisser un commentaire
Les conséquences de l’activation du système immunitaire: Les lymphocytes mémoires et les vaccins

Aujourd’hui, nous continuons notre saga épique sur le système immunitaire. La semaine dernière, nous avions gagné et le pathogène était enfin détruit. Mais ce n’est pas la fin pour notre système immunitaire: d’abord, on doit l’atténuer pour empêcher qu’il cause des dommages. Ensuite, il doit réparer les dommages que le pathogène a créé, et enfin, il doit faire en sorte que la prochaine fois que le pathogène apparaît, il sera prêt au combat.

Même si le pathogène est entièrement retiré du corps, le système immunitaire est toujours dans l’action: il cherche des antigènes et des cellules infectées a détruire. Mais il n’en reste plus. Pire encore, les cytokines produites par le système immunitaires sont souvent la cause de symptômes désagréables. C’est le cas de la molécule interleukine-6, qui est la cause des fièvres. Pour que le corps soit en santé de nouveau, on doit désactivé le système immunitaire. C’est là qu’une sous-catégorie des lymphocytes T CD4 entre en jeu: les lymphocytes T régulateurs ou Treg. Le but des cellules Treg est de restaurer la balance: si le système immunitaire est activé pendant trop longtemps, il fait plus de mal que de bien, du coup les cellules Treg l’atténue. Les cellules Treg agissent principalement en inactivant la prolifération et la multiplication des lymphocytes, mais il peut aussi les inactiver complètement. Pour ce faire, elles utilisent principalement la cytokine appelée interleukine-10 (IL-10). Une fois le système immunitaire désactivé, il va mettre toute son attention sur la réparation du corps. Le pathogène a fait beaucoup de dégâts: il y a pleins de résidus de cellules mortes, et des « trous » dans les tissus là où les cellules infectées étaient. La plupart des cellules immunitaires, particulièrement les macrophages, vont enlever tous les débris. Les lymphocytes quant à eux vont produire des cytokines qui vont accélérer la multiplication des cellules pour remplacer celles qu’on a perdues. Ces mécanismes font partis du système immunitaire de type 2, qui ne s’occupe que de la réparation [source / source / source / source].

Maintenant que le corps est en santé, il est temps pour le système immunitaire de se regrouper: ce genre de dommage ne doit pas se reproduire. Pour cela, un petit groupe de lymphocyte va devenir presque immortel et s’appeler des lymphocytes à mémoire. Par exemple, on trouvera des lymphocytes B à mémoire. Ceux-ci vont produire à l’infini des anticorps capables de combattre le pathogène qu’elles connaissent. Du coup, notre sang sera plein d’anticorps prêts à combattre dès que le pathogène sera découvert. Il existe aussi des lymphocytes T à mémoire, mais ils existent sous différentes formes. Les lymphocytes T effecteurs à mémoire vont se balader dans tous le corps, prêt à tuer les cellules infectées par le pathogènes qu’ils connaissent. Les lymphocytes T de la mémoire centrale résident dans les ganglions lymphatiques et sont capables de se multiplier très rapidement en cas d’infection. Tous type de lymphocyte mémoire créé le même effet: si le pathogène est rencontré de nouveau, le corps possède déjà l’arsenal du système immunitaire adaptatif, ce qui le rend plus fort et plus rapide à combattre le pathogène [source / source / source / source / source / source].

La présence des lymphocytes mémoires fait en sorte que le body soit prêt à combattre n’importe quelle maladie. Du coup, est-ce qu’on peut préparer le corps contre les maladies nous-même? La réponse est oui: si notre corps est en présence d’antigènes, il va pouvoir préparer ses défenses sans entrer dans une attaque immunitaire complète. C’est le concept des vaccins. Je pourrais parler des vaccins pendant très longtemps, mais aujourd’hui je me contenterais de répondre à quelques questions que je vois le plus souvent.

1. De quoi est composé un vaccin?

Il y a différentes sortes de vaccins en fonction du virus ou de la bactérie utilisée, mais en général on y trouve deux ingrédients principaux. D’abord, il y a la substance active. C’est une très petite quantité de l’antigène du pathogène contre lequel nous voulons être protégés. Cela peut être le pathogène entier mais mort, ou simplement une partie du pathogène qui contient l’antigène. Mais ce n’est jamais le pathogène capable de créer une maladie. Encore une fois, le but est simplement de présenter les antigènes, pas le pathogène, comme ça les symptômes de la maladie ne sont pas présents. Cependant un pathogène mort n’est pas capable d’activer le système adaptatif, puisque le système inné va l’enlever très rapidement. Du coup, les lymphocytes à mémoire ne seront pas formés. C’est pour cela que l’on utilise un deuxième ingrédient: les adjuvants. Les adjuvants vont simplement stimuler le système immunitaire, ce qui forcera l’activation du système adaptatif et la création des lymphocytes à mémoire. Les autres composants des vaccins vont soit nous protéger du pathogène, soit le désactiver. Par exemple, on entend souvent que les vaccins contiennent du formaldehyde, ce qui est vrai. La présence de formaldéhyde est essentielle pour inactiver certains virus, et la quantité est si faible qu’aucun dommage ne peut être causé [source / source].

2. Les vaccins peuvent-ils nous faire du mal?

Comme tout médicament, les vaccins peuvent aussi causer des problèmes. D’abord, il y a des effets secondaires, comme de la fièvre ou un mal de tête, qui est causé par l’activation du système immunitaire. On a reporté des cas plus graves, comme des saignements ou des problèmes gastro-intestinaux. Ces cas sont très rares, mais malheureusement, on n’en connaît pas la cause. Il se peut que les vaccins n’y soit pour rien et qu’une maladie en soit la cause. Il y a également des cas où les vaccins peuvent être dangereux. Un vaccin peut interagir avec un médicament et causer des effets néfastes par exemple, du coup il faut mentionner à son médecin quels médicaments sont pris au moment du vaccin.Certains virus deviennent plus forts en présence d’autres virus, donc se faire vacciner alors qu’on est malade n’est pas une bonne idée. Enfin, les personnes avec un système immunitaire dysfonctionnel ne peuvent pas se faire vacciner. Cela inclut les personnes sous chimiothérapie, les personnes qui prennent des hormones pour réattribution sexuelle, ou les personnes atteintes de maladies comme le SIDA. Puisque les vaccins actionnent le système immunitaire, les effets secondaires sont obligatoires. Mais les bénéfices du vaccins sont plus importants. Certaines maladies sont mortelles, et les vaccins sont notre seul ligne de défense face à elles. Cependant, si vous êtes préoccupés par des effets secondaires, ou si des membres de votre famille ont eu des problèmes après s’être fait vacciné, il faut en parler avec votre médecin, qui décidera s’il est sécuritaire pour vous d’être vacciné [source].

3. Pourquoi se faire vacciner?

Les vaccins sont importants pour deux raisons: d’abord, ils font en sorte que nous pouvons combattre certaines maladies. Mais la vaccination est aussi importante pour l’immunité grégaire. J’ai mentionné que certaines personnes ne peuvent pas se faire vacciner, du coup elles sont susceptibles d’être malades. La plupart des virus fonctionne par transmission entre humains. Si tout le monde est vacciné, le virus ne peut pas rentrer dans la population et atteindre les personnes qui ne peuvent pas être vaccinés. À l’inverse, les personnes qui ne se vaccinent pas donne une porte d’entrée aux virus, qui peut ensuite atteindre les personnes qui ne peuvent pas se vacciner. De nos jours, les vaccins servent à protéger les personnes susceptibles plus qu’à nous protéger nous-même [source].

4. Les vaccins peuvent-ils causer l’autisme?

Non. Cela a été prouvé des centaines de fois, il n’existe aucun lien entre le vaccin et l’autisme. Mais il est intéressant de comprendre d’où vient cette légende. En 1998, un scientifique nommé Andrew Wakefield a publié un article prouvant que le vaccin MMR causait l’autisme. La presse l’a vulgarisé et le public s’est enragé contre les vaccins. Mais il y avait un problème: personne dans la communauté scientifique n’était capable de reproduire les résultats de Wakefield. C’est normal: il les avait inventés. Il avait modifié ses données pour montrer ce qu’il voulait. Pire, il a ensuite été découvert qu’il y avait un but financier: son article mentionne que les seuls vaccins qui n’étaient pas dangereux étaient ceux qu’il avait inventé. Enfin, on découvrit que son utilisation de souris et d’humains n’était pas éthique. Résultat, il perdit sa license médicale et l’article fut détruit. Mais le mal était fait: les gens avaient peur des vaccins, et malgré l’immense quantité d’article prouvant que les vaccins n’ont aucun lien avec l’autisme, les gens continuent de le croire. Cette controverse nous montre également la discrimination toujours présente dans notre société: les parents préfèrent des enfants morts à des enfants autistes. L’autisme est vu comme une maladie horrible, alors que les personnes autistes vivent très bien avec et s’adaptent parfaitement. C’est le manque d’éducation sur les maladies mentales qui les présentent comme monstre [source].

5. Les vaccins sont-ils sécuritaires?

Pour répondre à cette question, je vais paraphraser mon professeur d’immunologie, qui l’explique mieux que personne. Cela dépend de la définition de sécuritaire. Si cela veut dire ne peut pas causer de tort, alors non, les vaccins ne sont pas sécuritaires. Mais prendre de l’Advil, ou faire une opération ne l’est pas non plus. Il y aura toujours des effets secondaires, mais encore une fois les bénéfices sont bien plus importants. Cependant, si sécuritaire veut dire capable de protéger d’un danger 9comme une ceinture de sécurité de voiture par exemple), alors les vaccins sont les médicaments les plus sécuritaires qui existent au monde. Les vaccins sont les seuls lignes de défense contre certaines maladies dont on ne possède pas de traitement.

Cet article est peut-être un des articles les plus importants que j’ai écrit, surtout en voyant ce qu’il se passe de nos jours. L’épidémie de rougeole au Canada et États-Unis était 100% évitable par vaccination. Cela prouve le danger du mouvement anti-vaccin. On doit continuer à éduquer les personnes sur la vaccination pour empêcher d’autres enfants de tomber malade.

The Immune System III

Le par julienforsciencedans Immunology / ImmunologieLaisser un commentaire
The aftermath of the immune system activation: Memory lymphocytes and vaccines

Today we are continuing our journey towards understanding the immune system. Last week, we finally won, and the pathogen was destroyed. However, the immune system is not done: we first need to calm it down to prevent potential damage, then it will repair the damage the pathogen has done, and finally, it will make sure that the next time we encounter this pathogen, we will be ready to fight.

Even if the pathogen has been cleared, the immune system is still working actively: it is searching for more antigens and infected cells so that it can destroy them. However, none are left. Further, many of the cytokines produced by the immune system are actively contributing to the disease symptoms. For instance, interleukin 6 is a cytokine that reaches the brain and activate a fever. In order for the body to get better, the immune system has to be deactivated, and this is done thanks to another subset of CD4 T lymphocytes: the regulatory T cells, or Treg cells. Treg cells are here to restore the balance: if the immune system is activated too strongly or for too long, it causes more harm than good, hence Treg cells dampens it. It is mainly responsible for the inactivation of proliferation and multiplication of lymphocytes, and can also completely inhibit them. It is done mainly through a cytokine called interleukin-10 (IL-10). When the immune system is inactivated, it has now a new purpose: repair. The pathogen has caused a lot of damage by infecting cells and fighting off the immune system, and as a results there is a lot of dead cell debris and « holes » in the tissues in place of infected cells. Many immune cells will be involved in the debris cleaning, particularly macrophages, and for the tissue repair to happen, many lymphocytes will produce cytokines to accelerate cell multiplication and replace the dead cells. We call this the immune system Type 2, which is focused solely on repair [source / source / source / source].

Now that the body is clean and healthy, it is time for the immune system to regroup: They do not want this fight to happen again. To prevent this, they will immortalize a small subset of activated lymphocytes, and call them memory lymphocytes. An example are the memory B cells. These will continuously produce antibodies against the pathogen they fought. As a result, our blood will have many of these antibodies, and if we encounter the pathogen again, they can already act without the adaptive immune system being active. Memory T cells also exist, but in many forms. Effector memory T cells will roam around the body, and as soon as they see a cell infected with the pathogen they know, they will kill it. Central memory T cells are located in lymph nodes and have very high proliferation capability, allowing it to produce many T cells very fast in case of infection. Regardless of the type of memory lymphocyte, the effect is the same: if the pathogen is encountered again, the immune system is activated faster, it is more efficient, and it already has the arsenal of the adaptive immune system, so hopefully we would not need to activate it [source / source / source / source / source / source].

The presence of memory lymphocyte makes the body ready for any disease that it already encountered, which prevents a lot of damages that are due to the immune system. So a question arose: can we prepare the body for diseases ourselves? Simply put, yes we can: if the body encounters specific antigens, it can prepare its defenses without going into a full on immune activation. This is the concept of vaccines. While I could talk about vaccines for a very long time, today I will simply answer some of the most asked questions about vaccines.

1. What is inside a vaccine?

There are many type of vaccines depending on the virus or bacteria that is targeted, but in general it is composed of two main ingredients. First, the active ingredient is the part you want to be protected against. It can either be the full pathogen that has been killed, or simply a part of its structure that contain the antibody. The amount of the active ingredient is extremely small, and it never contains a pathogen that can cause a disease. We simply put the antigens in the vaccine so that we can create memory lymphocytes. However, a small amount of dead pathogen will not activate the adaptive immune system, since the innate immune system can easily get rid of it, and thus, no memory lymphocytes will be formed. Therefore we need the second part of the vaccine: the adjuvant. The adjuvant is here to force the immune system to be activated. It simply stimulates it long enough for lymphocytes to receive the antigens and become memory cells. Any other components are either to help you fight the pathogen, or inhibit the pathogen. For example, the presence of formaldehyde is to inactivate the virus so that it does not cause a disease. The amount of formaldehyde is so low that it is impossible to be dangerous for humans [source / source].

2. Can vaccine cause harm?

Like any medication, vaccines can also cause problems. There are side effects, such as headache or fever, all associated with the activation of the immune system. Some cases have shown more severe problems, including bleeding or violent gastrointestinal problems. These cases are very rare, and unfortunately we do not know what is their cause, as it might not even be due to the vaccine itself, but another unrelated diseases. There are instances where vaccines can be very dangerous. If you take a drug regularly for example, it might have interaction effects. Some viruses also work in cooperation to infect humans, thus if you are sick it is not advisable to get a vaccine as the presence of a viral antigen can cause problems. Lastly, people with a dampened immune system cannot get vaccinated, considering that they cannot have a proper immune response. It is the case if you are undergoing cancer treatment, hormone treatment for sex reassignment, or suffer from diseases like AIDS. Since you are activating your immune system, you are bound to have side effects, but the benefits of vaccines greatly outweigh the risks. Many diseases you are vaccinated against are deadly, and vaccination is the only method that will save you. Still, if you feel concerned about potential side effects, or if you have family members that had problems with vaccines in the past, you have to talk about it to your doctor, who will decide if it is safe for you to get vaccinated [source].

3. Why get vaccinated?

We get vaccinated for two reasons: first, to make sure you can fight off the disease you are vaccinated against. But more importantly, vaccination contribute to the herd immunity. In the last question, I mentioned that some people could not get safely vaccinated, and as such they are at risk of developing these diseases. To protect them, we have to get vaccinated. Viruses mostly work by transmission from human to human. If most people are vaccinated, then a virus cannot enter the population and infect non-vaccinated people. However, if people do not get vaccinated, then the virus can enter the population and get transmitted to non-vaccinated people. Nowadays, we use vaccines to protect other people more than to protect ourselves [source].

4. Do vaccines cause autism?

No. It has been disproved by thousands of papers. There is no link between vaccine and autism, but it is interesting to understand where the idea came from. A scientist named Andrew Wakefield published in 1998 that the MMR vaccine was causing autism. This article sparked outrage in the public, making people wary of vaccination. However, no one in the scientific industry was able to reproduce Wakefield’s experiments and get the same results. That was because he fabricated the results. He modified his data to get what he wanted. It was also shown that he published this article for financial gain: he said the MMR vaccine was bad, but the one he created was good and people should buy it. Lastly, it was discovered that he performed unethical experiments on mice and humans. His medical license was revoked and the article retracted, but the seed was planted: people were suspicious of vaccination despite the huge amount of literature proving that no problem existed. Finally, this controversy also show the bias that runs in our society: people would rather have their children die than have autism. Autism is seen as a horrible thing, when autistic people live very well in our society. The lack of education on mental disorders vilify them [source].

5. Are vaccines safe?

I will answer this question by paraphrasing my old immunology teacher, who explained it best in my opinion: It depends on your definition of safe. If safe means free of harm then no, vaccines are not safe. But neither is taking Advil, or get an operation. There will be side effects but the benefit of being vaccinated greatly outweigh the risks. However, if safe means that it protects you from harm (like a seatbelt in a car), then vaccines are the safest medical procedures that exists nowadays. Vaccines are the only way you can protect yourself from dangerous diseases, many of which we do not have a treatment for.

This article was very important to me, especially considering what is happening nowadays: the measles outbreak was 100% preventable by vaccination, and the event proves that the anti-vaccination movement is extremely dangerous. We need to educate people more on vaccine to prevent other children from suffering.