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De la drosophile à l'Homme : même combat immunitaire

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La drosophile ou mouche du vinaigre est un modèle de choix pour disséquer les mécanismes moléculaires de l'immunité des invertébrés. Les résultats obtenus par Jules Hoffmann et son équipe Réponse immunitaire et développement chez les insectes (CNRS - Strasbourg), publiés dans Nature le 13 décembre, mettent en évidence le rôle des peptides microbiens (protéine de reconnaissance du peptidoglycane ou PGRP) dans la réponse immunitaire de l'insecte. La présence des gènes homologues des PGRP chez les vertébrés montre des similitudes de la réponse immunitaire au cours de l'évolution du règne animal.

La drosophile, insecte très étudié en médecine. © Pierre K, Flickr CC by nc-sa 2.0

Certaines espèces de micro-organismes sont pathogènes et peuvent induire des dérèglements biologiques importants chez l'hôte infecté et, dans certains cas, provoquer sa mort. Le maintien d'une certaine harmonie dans le monde vivant nécessite donc un équilibre entre les organismes qui cherchent à se protéger des agents infectieux et les microbes qui tentent de contourner les défenses de l'hôte. Confrontées aux mêmes grands groupes de micro-organismes (bactéries, virus, champignons, levures...), les espèces animales et végétales ont développé, au cours de l'évolution, des systèmes de défense qui leur sont propres. Si les mécanismes moléculaires mis en œuvre diffèrent, les buts à atteindre sont les mêmes. L'organisme contaminé doit dans un premier temps identifier l'agresseur, puis le neutraliser.

Dépourvus de système immunitaire adaptatif présent chez les vertébrés et conduisant entre autres à la production des anticorps, les invertébrés combattent les agents infectieux seulement avec leur système immunitaire inné, produisant notamment des peptides antimicrobiens. La synthèse de ces molécules est conditionnée à une étape préalable d'identification du micro-organisme. Les molécules impliquées dans cette reconnaissance sont encore mal connues aussi bien chez les vertébrés que chez les invertébrés et la génétique de la drosophile s'est avérée un outil puissant pour les découvrir.

Les travaux de l'équipe de Julien Royet dans le laboratoire Réponse immunitaire et développement chez les insectes ont permis d'isoler un mutant de drosophile incapable de reconnaître un certain type de bactéries pathogènes, les bactéries Gram-positives. Les drosophiles porteuses de la mutation succombent très rapidement aux infections par les bactéries Gram-positives. L'isolement de ce mutant a permis de mettre en évidence la protéine inactivée et impliquée dans le processus de reconnaissance. Des expériences in vitro ont démontré que cette protéine PGRP (protéine de reconnaissance du peptidoglycane), possède la capacité de se lier au peptidoglycane, un composant majeur peptidique et saccharidique de la paroi qui entoure les bactéries Gram-positives. L'étude du mécanisme de défense des mutants vis-à-vis des bactéries Gram-négatives suggère que l'hôte utilise des molécules différentes pour détecter chacune des familles de micro-organismes.

La présence de protéines PGRP dans le génome humain suggère qu'une partie au moins de l'étape de reconnaissance a été conservée au cours de l'évolution. La poursuite des travaux sur la drosophile pourrait donc aussi nous éclairer sur le fonctionnement de la composante innée de notre propre système immunitaire.

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