La vacuole postérieure

Une vacuole délimitée par une membrane et présentant un contenu clair aux électrons est localisée au pôle basal de la spore (Vinckier et al., 1993). La taille de cette vacuole postérieure est variable selon les espèces et peut être absente dans certains cas. Sa formation à partir de vésicules golgiennes a lieu tardivement après la mise en place du tube polaire au cours de la sporogonie (Canning et Lom, 1986). Son gonflement interviendrait dans les processus d’extrusion du tube polaire et de transfert du sporoplasme.

Figure 3. La partie postérieure du tube polaire peut être enroulée en une ou deux couches à l’intérieur de la spore. (A) Chez Encephalitozoon hellem, le tube polaire est enroulé en 5 spires organisées en une seule couche (flèches). Echelle : 0,2 µm (cliché personnel). (B) Coupe d’une spore d’Antonospora locustae montrant les spires du tube polaire organisées en deux couches (flèches). Echelle : 0,5 µm. (C) Image montrant une organisation en deux couches du tube polaire d’A. locustae. Echelle 100 nm (d’après Slamovits et al., 2004). Pt : tube polaire; M : manubrium; Ex : exospore; En : endospore.

A Pt Ex En Pt M B C B A C C D

Figure 4. Changements morphologiques du tube polaire chez Brachiola algerae au cours du processus de dévagination. (A) Coupe longitudinale d’une spore de B. algerae montrant le disque d’ancrage (A), le diplocaryon (D), l’endospore (En), l’exospore (Ex), le réticulum endoplasmique (ER), le polaroplaste lamellaire (LP), le polaroplaste vésiculaire (VP), la membrane plasmique (flèche), le tube polaire (flèche épaisse) et une zone dense postérieure (Z). Echelle : 0,4 µm. (B). Section longitudinale du manubrium ne présentant que 3 couches. S : accumulation de membranes du polaroplaste. Echelle : 0,18 µm. (C) Sections du tube polaire enroulé dans la spore (astérisque) montrant les six couches concentriques. Echelle : 0,18 µm. (D). Sections de tube polaire après dévagination dans le milieu extérieur (M) où trois couches peuvent être distinguées. Echelle : 0,04 µm (d’après Chioralia et al., 1998).

I.2.2.4. Le tube polaire ou filament polaire

Elément principal de l’appareil d’invasion, le tube polaire intervient dans le transfert du sporoplasme infectieux vers la cellule hôte au cours d’un processus appelé dévagination ou extrusion. Deux parties peuvent être distinguées :

9 une partie antérieure rectiligne ou manubrium entourée par le polaroplaste lamellaire et connectée au disque d’ancrage au pôle antérieur de la spore.

9 une partie postérieure enroulée à la périphérie de la spore autour du sporoplasme dont le nombre de tours de spires variable (de 4 à 30) est un critère de taxonomie. Chez

Encephalitozoon, 5 à 7 tours de spires sont observés (Fig. 3A). Chez Antonospora locustae et Paranosema grylli, le tube polaire, organisé en une ou deux couches, présente respectivement

15 à 18 et 18 à 20 tours de spires (Fig. 3B, Slamovits et al., 2003 ; Sokolova et al., 2003). Le tube polaire enroulé à l’intérieur de la spore est délimité par une membrane et semble être constitué de plusieurs couches concentriques denses ou claires aux électrons organisées autour d’un corps central (Canning et al., 1992 ; Chioralia et al., 1998). Chez l’espèce

Brachiola algerae, des changements ultrastructuraux du tube polaire ont été mis en évidence

avant, pendant et après dévagination (Fig. 4) : trois couches de densités différentes aux électrons sont en effet observées au niveau des tubes polaires dévaginés et du manubrium (Fig. 4B-D) alors que la partie enroulée en spirale présente six couches concentriques (Fig.

4C, Chioralia et al., 1998). La présence de six couches concentriques pourrait être due à un

repliement du tube polaire sur lui même dans la partie postérieure enroulée en accord avec le fait que la longueur du tube polaire, variable selon l’espèce considérée (de 50 µm à 100 µm), peut atteindre 3 à 4 fois la longueur intrasporale après extrusion (Weidner, 1972). Une incorporation de protéines à l’extrémité croissante du tube polaire lors de la germination pourrait aussi expliquer la différence de taille entre le tube intrasporal et le tube dévaginé (Weidner, 1982).

Le diamètre du tube polaire est aussi fonction de l’espèce (de 0,1 à 0,15 µm), celui de la section enroulée étant constant et inférieur à celui du manubrium. Le tube polaire présente une certaine élasticité, son diamètre pouvant varier de 0,1 à 0,25 µm lors de la dévagination et atteindre 0,4 µm lors du passage du sporoplasme (Frixione et al., 1992).

I.2.3. La paroi

Epaisse et rigide, la paroi est mise en place très tôt au cours du cycle de développement. Elle protège le sporoplasme contre les stress environnementaux permettant notamment la survie des parasites après leur libération des cellules hôtes. La rigidité de la paroi permet également de maintenir une pression hydrostatique élevée et sa perméabilité aqueuse joue un rôle dans l’extrusion du tube polaire (Frixione et al., 1997). Certains constituants localisés à la surface de la paroi sporale pourraient aussi être impliqués dans le processus d’initiation de l’invasion, en interagissant avec des récepteurs cellulaires (Bohne et al., 2000).

De nature protéo-chitineuse, la paroi est constituée de deux couches intimement liées recouvrant une membrane plasmique : la couche la plus externe est appelée exospore, la plus interne étant l’endospore. L’endospore repose sur une membrane plasmique qui délimite le sporoplasme et reste dans la spore après dévagination. En effet, le réseau de l’endospore rend la membrane plasmique solidaire de la paroi ce qui explique qu’elle reste associée à la paroi de la spore « vide », après dévagination et expulsion du sporoplasme. Le sporoplasme libéré possède alors une nouvelle membrane plasmique probablement dérivée des membranes du polaroplaste lamellaire (Weidner et al., 1984).

I.2.3.1. L’exospore

D’épaisseur variable (15 à 100 nm), l’exospore est une région dense aux électrons constituée principalement de glycoprotéines (Vavra, 1976 ; Vivarès et al., 1976 ). Une analyse fine de la paroi d’E. hellem en cryodécapage montre que l’exospore peut être

Figure 5. Cycle de développement des microsporidies. (A) Cycle de développement du genre

Encephalitozoon. La spore extracellulaire libère son sporoplasme infectieux dans le cytoplasme de la

cellule hôte via le tube polaire « dévaginé » pour initier un nouveau cycle. Ce cycle se déroule au sein d’une d’une vacuole parasitophore à proximité des mitochondries de l’hôte. (B) Cycle de développement des microsporidies des genres Antonospora et Paranosema. Après extrusion du tube polaire, le sporoplasme se développe directement au contact du cytoplasme sans vacuole parasitophore. Les mérontes se divisent par fissions binaires puis les sporontes subissent une division binaire pour donner deux sporoblastes (modifié d’après d’après Weiss, 2001).

méronte sporonte sporoblaste spore Cellule hôte sporoplasme vacuole parasitophore Tube polaire mitochondrie Spore libre noyau cellulaire A. B. Extracellulaire Intracellulaire Sporoplasme diplocaryotique Phase de prolifération ou mérogonie Phase de différenciation ou sporogonie Spores matures diplocaryotiques Mérontes Sporontes Sporoblastes Spore libre Développement au contact direct du cytoplasme de la cellule hôte Dévagination du tube polaire

subdivisée en trois couches de nature, de structure et de densité différentes qui sont intimement liées (Bigliardi et al., 1996). La couche la plus interne présente un enchevêtrement de fibres sur lesquelles repose une lamina intermédiaire claire aux électrons constituée de fibrilles agencées parallèlement et formant une couche d’aspect strié. Enfin, la couche la plus externe est composée de blocs épineux.

I.2.3.2. L’endospore

L’endospore, plus épaisse, est une couche claire aux électrons sans organisation apparente constituée de chitine et de protéines (Bigliardi et Sacchi, 2001). Elle recouvre la spore avec une épaisseur constante de 100 nm mais présente une épaisseur réduite au pôle antérieur de la spore au niveau duquel aura lieu l’extrusion du tube polaire (Chioralia et al.,

1998). Elle est riche en polysaccharides et la chitine est l’un des composants majeurs (Vavra, 1976 ; van Gool et al., 1993). Une analyse de l’endospore d’E. hellem par cryofracture et

cryodécapage montre qu’elle est en réalité un espace parcouru par des ponts ou des connections de fibrilles s’étendant entre l’exospore et la membrane plasmique (Bigliardi et

al., 1996). Ces filaments seraient des molécules d’α-chitine interconnectées entre eux via des résidus de β-chitine ou d’autres protéines permettant de former un réseau.