Lors des tests de liaison par affinité, nous avons démontré la présence d’au moins quatre sous-types de nAChRs distincts chez le puceron A. pisum caractérisés notamment par leur sensibilité ou non à l’α-Bgt, et qui présentent des affinités différentes pour les molécules insecticides testées. Etant donné que la nature des sous-unités est connue pour influencer les propriétés pharmacologiques des nAChRs (Lansdell et Millar 2000 b), ces différents sous-types de nAChRs pourraient correspondre à des assemblages de sous-unités différents, qui restent encore à déterminer. Cependant, les données obtenues lors de la caractérisation des sous-unités permettent d’avancer des hypothèses sur les différents assemblages de sous-unités qui pourraient former des nAChRs fonctionnels.
Influence du niveau d’expression
Dans un premier temps, nous avons montré que les 8 sous-unités (Pamα1-4, Pamα6- 8 et Pamβ1) clonées chez P. americana sont exprimées dans les corps pédonculés et que les 11 sous-unités identifiées dans le génome de A. pisum sont présentes dans les têtes de puceron. Cependant, les expériences de PCR quantitative ont démontré une expression différentielle de ces sous-unités. Ainsi, nous avons mis en évidence une expression majoritaire des sous-unités Apisumα3, Apisumα7, Apisumα10 et Apisumβ2 chez le puceron
A. pisum et des sous-unités Pamα1, Pam α3, Pamα7, Pamα8 et Pamβ1 chez la blatte P. americana.
Certaines de ces sous-unités sont connues pour former des récepteurs homomériques ou hétéromériques chez d’autres espèces d’insectes. Ainsi, la sous-unité Dα7 de D. melanogaster est capable de former des récepteurs homomériques sensibles à l’α-Bgt
Conclusion générale et Perspectives lors de son expression dans des ovocytes de xénope (Lansdell et coll. 2012) tout comme la sous-unité Sgα1 de S. gregaria (Marshall et coll. 1990; Amar et coll. 1995). Chez N. lugens, la sous-unité Nlβ1 est impliquée dans la formation de l’ensemble des nAChRs sensibles à l’IMI et est co-assemblée avec les sous-unités Nlα3 et Nlα8 pour former des nAChRs fonctionnels sensibles à l’IMI (Li et coll. 2010) et la sous-unité Mpα3 du puceron M. persicae est capable de former des récepteurs fonctionnels sensibles à l’IMI lorsqu’elle est co-exprimée avec une sous-unité β2 de rat (Huang et coll. 1999). Enfin, chez l’abeille, il a été suggéré que les sous- unités Amelα2, Amelα8, Amelβ1 et Amelα7 pourrait former des récepteurs homomériques et/ou hétéromériques. En effet, l’ACh induit un seul type de courant au niveau des cellules de Kenyon exprimant uniquement les sous-unités Amelα2, Amelα8 et Amelβ1 (Dupuis et coll. 2011) alors que dans les lobes antennaires, deux profils de courants sont observés en corrélation avec une expression supplémentaire de la sous-unité Amelα7 (Dupuis et coll. 2011; Barbara et coll. 2008).
Ainsi, les sous-unités Apisumα7 de A. pisum ainsi que les sous-unités Pamα7 et Pamα1 de P. americana pourraient former des récepteurs homomériques sensibles à l’α-Bgt. De plus, on peut supposer la présence de récepteurs hétéromériques associant les sous- unités Pamα3, Pamα8 et Pamβ1 chez P. americana. La sous-unité Apisumα3 pourrait également former des nAChRs fonctionnels hétéromériques en association, par exemple, avec la sous-unité Apisumβ2 qui est largement prédominante chez A. pisum. Etant donné que les sous-unités Nlα3 et Nlα8 forment un site de haute affinité pour l’IMI chez N. lugens (Li et coll. 2010), ces nAChRs hétéromériques pourraient présenter des sites de liaison de haute affinité pour l’IMI.
Influence de l’organisation génomique des sous-unités
L’analyse des gènes codant pour les sous-unités de nAChRs chez le puceron A. pisum a mis en évidence la présence de clusters de gènes qui pourrait faciliter la co-expression et l’assemblage des sous-unités. En effet, chez la drosophile les trois sous-unités Dα1, Dα2 et Dβ2 peuvent se co-assembler et former un cluster de gènes (Sawruk et coll. 1990b ; Chamaon et coll. 2000 et 2002). De plus, chez les Vertébrés les gènes codant les sous-unités de nAChRs α3, α5 et β4, qui sont proches sur le génome (Boulter et coll. 1990), et ces sous-
Conclusion générale et Perspectives unités forment des récepteurs présents au niveau des neurones selon deux assemblages différents, α3β4 et α3α5β4 (Couturier et coll. 1990; Conroy et Berg 1995). Ces deux exemples montrent que des sous-unités identifiées dans des clusters communs sont capables de s’assembler pour former des récepteurs fonctionnels. Ainsi, chez le puceron A.
pisum, les sous-unités Apisumα1 et Apisumα2 qui sont proches dans le génome pourraient
former un sous-type de nAChRs. De même, les sous-unités Apisumα9, Apisumα10 et Apisumβ2, présentes dans un cluster, pourraient s’assembler pour constituer une ou plusieurs populations de récepteurs différents.
Influence du stade de développement
Il est important de noter que chez le puceron A. pisum, l’expression des sous-unités varie en fonction des stades de développement et que les nAChRs présents aux différents stades pourraient donc être différents au niveau de la nature et/ou de la stœchiométrie des sous-unités formant les récepteurs. Une telle régulation développementale de l’expression de sous-unités de nAChRs a déjà été démontrée par hybridation in situ chez l’abeille A.
mellifera, où les sous-unités Amelα8, Amelα5 et Amelα7 sont exprimées dans différentes
régions cérébrales en fonction des stades de développement. Pour exemple, Amelα7 est exprimée au niveau des lobes dorsaux, des cellules de Kenyon externes et en périphérie au stade pupe et présente une localisation supplémentaire au niveau des cellules situées entre la lamina et la medulla au stade adulte (Thany et coll. 2003 et 2005). La sous-unité Amelα2 présente un profil d’expression similaire chez la larve et l’adulte (Thany et coll. 2005). Au contraire, chez A. pisum, nous avons montré une variation du niveau d’expression des sous- unités Apisumα2 et Apisumα8 tandis que l’expression de Apisumα7 apparait stable au cours du développement. L’ensemble de ces données amène différentes hypothèses: (1) la régulation développementale de l’expression des sous-unités est différente en fonction des espèces d’insectes, suggérant ainsi la présence d’assemblages de sous-unités spécifiques. (2) les variations globales du niveau d’expression des transcrits peuvent masquer des variations de localisation des sous-unités au cours du développement et inversement. Ainsi, la stabilité de l’expression de Apisumα7 pourrait être associée à une variation de sa localisation tandis que les variations du niveau d’expression de Apisumα2 pourraient être en lien avec une localisation conservée de cette sous-unité en fonction des stades.
Conclusion générale et Perspectives De plus, la sous-unité Apisumα7 est exprimée de façon stable au cours du développement chez A. pisum, suggérant un rôle important des nAChRs impliquant cette sous-unité, comme démontré chez la drosophile (Fayyazuddin et coll. 2006). Les sous-unités Apisumα1 et Apisumα2 présentent des variations d’expression similaires au cours du développement chez A. pisum, supposant leur implication dans la formation d’un même sous-type de nAChRs comme démontré chez N. lugens (Li et coll. 2010). Les sous-unités Apisumα1 et Apisumα2 sont toutes deux affectées de la même façon après intoxication des larves avec l’IMI et pourraient ainsi être impliquées dans un même sous-type de récepteur. Etant donné que les sous-unités Nlα1 et Nlα2 forme un site de basse affinité pour l’IMI chez
N. lugens (Li et coll. 2010), les nAChRs formés par les sous-unités Apisumα1 et Apisumα2
pourraient constituer des récepteurs de basse affinité pour l’IMI.