CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE

I. 5.2.2. « Matching phenotype »

I.5.3. Polymorphisme de compatibilité

I.5.3.2. Polymorphisme de compatibilité moléculaire

Le polymorphisme de compatibilité caractéristique de l’interaction B. glabrata / S.

mansoni est certainement supporté par des bases moléculaires clés qui maintiennent

la dynamique de l’interaction. Selon l’hypothèse du « matching phenotype », les hôtes et les parasites seront munis de molécules de reconnaissance, qui devraient être diversifiées permettant la concordance ou pas de l’interaction. Des études protéomiques comparatives effectuées au laboratoire entre les deux différentes souches du parasite, brésilienne Sm BRE et guadeloupéenne Sm GH2, ont mis en évidence des candidats moléculaires de la compatibilité chez le parasite.

Parmi les candidats, la famille multigénique SmPoMucs code des protéines très polymorphes, fortement glycosylées de type mucine (Roger et al. 2008c). Ce sont des variants moléculaires polymorphes secrétées surtout aux stades miracidium, stade infestant le mollusque (figure 16 A). Ces SmPoMucs sont sécrétées au niveau des glandes apicales du miracidium (figure 16 B), glandes sécrétrices des substances protéolytiques favorisant la pénétration du parasite au travers du tégument de l’hôte (Roger et al. 2008a). SmPoMuc est une famille multigénique qui code pour au moins 10 gènes divisés en 4 groupes (groupe 1, groupe 2, groupe 3 et groupe 4). Chaque groupe, à son tour est divisé en sous-groupes. Ces gènes codent pour des mucines, fortement glycosylées dans leur région N-terminale composée d’un domaine pour Variable Number of Tandem Repeats (VNTR). Ce domaine est composé de 9 acides aminés organisés en tandem ou unités répétées, composées essentiellement par les trois acides aminés : sérine (Ser), thréonine (Thr) et proline (Pro).

Nous distinguons trois différents types d’unités répétées r1, r1’ et r2 qui peuvent être répétées de 1 à 55 fois (figure 17 A). Cette région N-terminale constituée

essentiellement des unités répétées, se caractérise non seulement par un polymorphisme de séquence, mais aussi par un polymorphisme de O-glycosylation en fonction du nombre des unités répétées et de la position des acides aminés (Roger

et al. 2008b). Ce qui augmente aussi le degré du polymorphisme. La glycosylation des SmPoMucs chez le parasite jouerait le rôle du déclenchement des mécanismes

immunitaires chez l’hôte et la protection du parasite (Theodoropoulos et al. 2001). Le polymorphisme des SmPoMucs s’exprime aussi bien au niveau individuel de chaque des souches du parasite (figure 16 C), qu’au niveau populationnel (figure 16 D).

Figure 16 : Localisation et Polymorphisme d’expression des SmPoMucs chez les deux différentes souches de S. mansoni. (A) Cette figure représente le ratio de taux

des transcrits de SmPoMucs par rapport à celui de l’ARNr 28S. Sm BRE et Sm GH2 expriment les SmPoMucs essentiellement au stade miracidia. (B) Immunodétection des SmPoMucs dans la glande apicale du Sm GH2, utilisant un anti-SmPoMucs IgG (Roger et al. 2008a). (C) Profil de transcription individuel de SmPoMucs par RT-PCR, chez 11 individus Sm BRE et 11 individus Sm GH2 (Roger et al. 2008b). (D) Profil d’expression protéique de SmPoMucs par Western blot, chez Sm BRE et Sm GH2 utilisant anti-SmPoMucs (Moné et al. 2010).

Cependant la région C-terminale est relativement conservée entre les différents gènes codant les SmPoMucs, et par conséquent le polymorphisme des SmPoMucs repose surtout sur la région N-terminale.

Un des éléments marquant du polymorphisme des SmPoMucs est le gène SmPoMuc 3.1 (r1r2), où un effet de « combinatoire » a été observé. En effet, ce polymorphisme de combinatoire se traduit par la présence des deux types d’unités répétées r1 et r2 dans le même domaine VNTR d’un gène appartenant au groupe 3 (Roger et al. 2008b). Ce variant SmPoMuc 3.1 (r1r2), montre une expression différentielle entre les souches de parasites compatibles et incompatibles.

En effet, ce gène est transcrit chez la souche Sm GH2 alors qu’il est peu ou pas transcrit chez la souche Sm BRE. Ceci est illustré dans la figure 17 A où le cDNA du

SmPoMuc 3.1 (r1r2) est amplifié surtout chez la souche Sm GH2 (Roger et al. 2008b).

Des résultats d’expression effectués au laboratoire (non publiés), montrent que ce gène est beaucoup plus exprimé chez les souches du parasite incompatibles par rapport aux souches compatibles. Ici, les souches sont appelés compatibles ou incompatibles vis-à-vis de leur compatibilité avec le mollusque souche BRE (Bg BRE) (figure 17 B).

Les SmPoMucs constituent de très bons candidats moléculaires pour le polymorphisme de compatibilité, et potentiellement des molécules de reconnaissance par le système immunitaire de l’hôte invertébré B. glabrata. Le polymorphisme de transcription de SmPoMuc 3.1 (r1r2), a fait de ce gène le candidat de choix pour nos études.

Des études menées chez le mollusque B. glabrata, ont mis en évidence une famille multigénique, codant pour des immunoglobulines hautement diversifiées de type lectine, les FREPS pour Fibrinogen-RElated Proteins (Adema et al. 1997b). Les FREPs constituent une famille multigénique composée d’au moins pour 14 gènes (FREP 1 à FREP 14). Chacune des FREPs possède un ou deux domaines de type immunoglobuline en N-terminal et un domaine fibrinogène en C-terminal. Des études fonctionnelles basées sur l’ARN interférent montre leur implication dans la

reconnaissance et l’élimination du parasite (Hanington et al. 2012), jouant le rôle de défense contre les pathogènes.

Figure 17 : Polymorphisme transcriptionnel de la combinatoire SmPoMuc 3.1 (r1r2). (A) Les trois types d’unités répétées identifiés dans les cDNAs des SmPoMucs

(r1, r1’ et r2) (Roger et al. 2008b). Les cDNA de SmPoMuc 3.1 (r1r2) sont détectés uniquement chez la souche Sm GH2 (flèche rouge). (B) Résultat de transcription des

SmPoMucs groupes 1, 2, 3.1 et 3.1 (r1r2), effectué sur 11 individus de chaque souche

de S. mansoni, IC : incompatible et C : compatibles vis-à-vis du Bg BRE. En abscisse, c’est le pourcentage de la représentativité de chacun des groupes de SmPoMucs dans la population de 11 individus. SmPoMuc 3.1 (r1r2) est peu ou pas du tout exprimé chez les souches compatibles (données du laboratoire non publiées).

A l’instar des SmPoMucs, les FREPs sont des molécules très diversifiées au niveau individuel (Zhang et al. 2004; Hanington & Zhang 2010). Ces antigènes diversifiés interagissent avec les SmPoMucs du parasite formant des complexes potentiellement impliqués dans la compatibilité / incompatibilité de l’interaction hôte / parasite (Moné et al. 2010). Cette reconnaissance des deux répertoires des molécules hautement diversifiées de la part de l’hôte et de la part du parasite confirme l’hypothèse du « matching phenotype », élément clé pour le succès / échec de l’infestation, pour revue voir (Mitta et al. 2012).

I.5.4. Mécanismes de diversification des éléments clés de l’interaction

Dans ce processus de course aux armements, les deux partenaires l’hôte B. glabrata et le parasite S. mansoni disposent d’une plasticité phénotypique moléculaire essentielle pour l’interaction. Le parasite exprime un répertoire de protéines polymorphes, les

SmPoMucs, qui interagissent à leur tour avec un répertoire de molécules diversifiées

chez le mollusque, les FREPs. Cette interaction FREPs / SmPoMucs, avec l’intervention d’autres molécules pourrait participer au phénomène de compatibilité / incompatibilité de l’interaction hôte / parasite (Mitta et al. 2012).

La particularité de ces molécules hautement diversifiées est qu’elles sont codées par un faible nombre de gènes. Le nombre de gènes ne pourrait pas expliquer toute la variabilité de transcrits obtenus aussi bien pour les SmPoMucs que pour les FREPs. La compréhension de ces phénomènes de diversification constitue un enjeu scientifique majeur d’un point de vue évolutif. En effet, la découverte d’autres molécules hautement diversifiées chez les invertébrés (Adema et al. 1997b) et leur implication dans la réponse immunitaire innée ont secoué le paradigme généralement admis du système immunitaire exclusivement non spécifique chez les invertébrés (Zhang et al. 2004). Comprendre les origines de cette diversification moléculaire est essentielle pour bien comprendre les phénomènes de coévolution. Chez B. glabrata, les études effectuées jusqu’à l’heure actuelle montrent que la diversification de la FREP 3 chez B. glabrata est à l’origine des modifications somatiques aléatoires à travers des mutations et des conversions géniques (Zhang et

al. 2004).

En ce qui concerne les SmPoMucs, les études effectuées au laboratoire suggèrent que des mécanismes génétiques pourraient être à l’origine du polymorphisme de ces gènes par des recombinaisons générant de nouveaux allèles. Ils seraient ainsi régulés par des modifications trancriptionnelles, post-transcriptionnelles où les transcrits sont pourraient être soumis à des mécanismes d’épissage alternatif, trans-épissage et épissage aberrant (Roger et al. 2008b), et par des modifications post-traductionnelles comme les glycosylations.

Les mécanismes contrôlant l’expression et la régulation de toutes ces molécules diversifiées ne sont pas totalement clairs. La diversification extraordinaire des molécules démontrée chez l’hôte et le parasite ne serait pas uniquement le fruit des mécanismes génétiques. Ainsi nous avons émis l’hypothèse que cette variabilité pouvait trouver des bases au travers d’un mécanisme épigénétique.

Dans le document La contribution de l'épigénétique dans l'expression des variants phénotypiques essentiels pour l'interaction : Schistosoma mansoni / Biomphalaria glabrata (Page 50-55)