Influence des conditions physiologiques

L’expression des HSP70 est également variable, en fonction de l’état physiologique des organismes étudiés. En effet, elles interviennent dans de nombreuses voies de signalisation immunitaires ou hormonales, ce qui implique des variations de leur expression lors d’infections ou au cours du développement des organismes.

23 Influence des agents pathogènes. Les études d’expression des HSP70 lors de stress infectieux portent majoritairement sur des espèces d’invertébrés marins à fort intérêt économique. Ces études ont comme objectif d’évaluer l’amélioration des conditions d’élevage des animaux en aquaculture (Rungrassamee et al., 2010), mais surtout d’enrayer les épisodes saisonniers de forte mortalité, particulièrement importants chez les huîtres ces dernières années. En effet, la mortalité des bivalves en aquaculture a été expliquée par l’impact de pathogènes tels que le virus OsHV-1 (Ostreid herpes virus type 1) et des bactéries du genre Vibrio (Domeneghetti et al., 2014).Le système immunitaire des invertébrés est uniquement inné, et non acquis comme chez les vertébrés (Roch, 1999), et son activation est fortement corrélée avec une surexpression de HSP70 (Tableau 1.6). L’induction des HSP70 intervient très rapidement dans les haemocytes, 1 à 12 heures après exposition aux pathogènes, chez la majorité des invertébrés étudiés (Altincicek et al., 2008; Cui et al., 2010; Fu et al., 2013; Li et al., 2016; Rungrassamee et al., 2010; Song et al., 2006; Wang et al., 2009; Xiu et al., 2014; Yang et al., 2013; Zhang et al., 2013; Zhou et al., 2010). Cette induction est généralement de courte durée puisqu’elle décroit rapidement après 24 h de stress biotique, bien qu’elle puisse rester significative pendant plusieurs dizaines de jours chez Crassostrea virginica (Nikapitiya et al., 2014). On peut également noter que les HSP70s peuvent montrer des profils d’expression distincts en fonction de la forme étudiée. Par exemple, les HSP70-1 et HSP70-2 montrent des inductions décalées, après respectivement 1 h et 1β h d’exposition aux pathogènes (Xiu et al., 2014).

Tableau 1.6 : Conditions d’induction des HSP70 par des agents pathogènes. Pour chaque stress, l’espèce pathogène et les conditions expérimentales sont précisées (durée de l’infection / dose inoculée). Abréviations des classes : Ant : Anthozoa, Biv : Bivalvia, Ins : Insecta, Mal : Malacostraca. Abréviations des tissus et organes : Bra. : branchies, Haem. : haemocytes, Hepat. : hepatopancréas, Morc. : morceau.CFU (Colony Forming Unit) : nombre de cellules vivantes comptées ; CPU (Chloroplatinate unit) : nombre de cellules estimées par colorimétrie.

Pathogène Espèce Tissu Mol. Conditions expérimentales Référence

Aeromonas hydrophila Mal Macrobrachium nipponense Hepat. ADNc ^{1 h / 5.10} _{12 h / 5.10}^{2 CFU} 2 CFU ^{Xiu et al., 2014}

Alteromonas sp. Ant Acropora millepora Morc. ADNc 24 h / 106 CFU.mL-1 Brown et al., 2013

Escherichia coli (toxines) Ins Tribolium castaneum Tout ADNc 8 h / 10 mg.mL-1 Altincicek et al., 2008

Roseovarius crasssostreae Biv Crassostrea virginica Haem. ADNc 30 jours / 7,5.106 CFU.mL-1 Nikapitiya et al., 2014

Staphylococcus aureus Mal Litopenaeus vannamei Haem. ADNc 1,5-6 h / 107 CFU Zhou et al., 2010

Vibrio alginolyticus Biv Pinctada fucata Haem. ADNc 4-6 h et 16 h / 5.106 CFU Wang et al., 2009 Biv Pinctada martensii ^Haem. _Bra. ADNc ^{6-12 h / 10} _{12-24 h / 10}^{7 CFU} 7 CFU ^{Li et al., 2016} Mal Litopenaeus vannamei Haem. ADNc 1,5-6 h / 107 CFU Zhou et al., 2010 Mal Portunus trituberculatus Haem. ADNc 6-24 h / 105 CFU Cui et al., 2010 Mal Scylla paramamosain Haem. ADNc 3-6 et 72 h / 2.105 CFU Yang et al., 2013 Mal Scylla serrata Haem. ADNc 3-48 h / 2.105 CFU Fu et al., 2013

Vibrio anguillarum Biv Argopecten irradians Haem. ADNc 2-32 h / 1.107 CPU Song et al., 2006

Vibrio coralliilyticus Ant Acropora millepora Morc. ADNc 24 h / 106 CFU.mL-1 Brown et al., 2013

Vibrio harveyi Mal Penaeus monodon Bra. ADNc 3-72 h / 2.107 CFU ^{Rungrassamee et al.,} ₂₀₁₀

Vibrio parahaemolyticus Mal Scylla paramamosain Haem. ADNc 6 h / 2.105 CFU Zhang et al., 2013

Influence du stade de développement des individus. L’une des premières études sur l’expression des hsp70 selon les stades de développement porta sur Drosophila melanogaster, où il fut démontré une expression deux fois plus élevée chez l’adulte que chez l’embryon ou la larve (Craig et al., 1983). Chez Plutella xylostella (Lepidoptera), comme chez D. melanogaster, les niveaux d’expression de HSP70 observés sont plus faibles chez l’embryon, puis augmentent graduellement de la pupe à l’adulte (Sonoda

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et al., 2006). Les mêmes conclusions furent apportées par l’étude des HSP70 chez Gammarus pulex (Amphipoda) (Cottin et al., 2015). Chez Xestia cnigrum (Lepidoptera), les individus au stade de pupe expriment également des niveaux 2 fois plus importants que les larves, lors de stress à basse température (Wang et al., 2015). A l’opposé, chez l’huître (C. virginica) et le gammare (G. pulex) l’induction des HSP70 en réponse à des stress chauds est globalement moins élevée pour les juvéniles par rapport aux adultes (Cottin et al., 2015; Ueda and Boettcher, 2009). De plus, les niveaux d’expression observés sont similaires pour la larve et l’adulte de Frankliniella occidentalis (Thysanoptera), et ne sont significativement plus élevés qu’au stade intermédiaire de pupe (Lu et al., 2016). Chez l’acarien Neoseiulus cucumeris, les niveaux d’expression sont, quant à eux, similaires à tous les stades de développement des individus et ne sont significativement plus élevés que dans les œufs fertilisés (Chen et al., 2015). Enfin, il fut aussi démontré chez l’huître Crassostrea virginica comme pour le papillon Xestia cnigrum, que l’expression des hsp70 est particulièrement élevée en début et en fin de stade larvaire, et présente une baisse significative pendant la période intermédiaire (Ueda and Boettcher, 2009; Wang et al., 2015). De ce fait, il est très difficile d’établir un schéma général de l’induction des HSP70s en fonction des stades de développement, car celui-ci varie selon l’espèce étudiée.

Influence de la période de mue chez les crustacés. L’expression des HSP70 a également été étudiée lors des périodes de mue chez plusieurs crustacés. Là encore, les résultats observés sont très variables d’une espèce à l’autre et montrent qu’il est nécessaire de prendre en compte ce facteur lors des expérimentations animales. Chez la crevette Litopenaeus vannamei, les HSP70 sont surexprimées dans les muscles abdominaux, durant les jours précédents la mue (Cesar and Yang, 2007). Chez le homard (Homarus americanus), la production de HSP70 n’est pas significativement changée dans les muscles abdominaux mais est significativement induite juste avant la mue, dans les muscles des pinces (Spees et al., 2003). En revanche, pour la crevette Exopalaemon carinicauda, le niveau d’expression ne change pas significativement dans les muscles, que ce soit avant ou après la mue. Étonnamment, c’est dans les branchies que les HSP70 sont particulièrement surexprimées, ponctuellement dans les 5 minutes suivant la mue (Gao et al., 2016).

Influence du sexe des individus : Quelques études concernant le niveau d’expression des HSP70 ont également porté sur le sexe des organismes étudiés. Chez le papillon Plutella xylostella (Lepidoptera), la cochenille Ericerus pela (Hemiptera) ou la daphnie (Daphnia magna, Branchiopoda) les niveaux d’expressions observés sont significativement plus élevés chez les femelles adultes que chez les mâles (Liu et al., 2014a; Mikulski et al., 2011; Sonoda et al., 2006). Les profils d’expression basaux sont également très variables en fonction du sexe des individus chez E. pela et la daphnie D. magna où les femelles expriment plus abondament les gènes de hsp70 que les mâles lors de stress thermique élevé (Liu et al., 2014a; Mikulski et al., 2011).

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