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Première infection Seconde infection
47 Le premier de ces scénarios consiste en une activation sur le long terme d’effecteurs immunitaires permettant une meilleure défense lors d’une seconde infection. Le second correspond à une réponse immunitaire qui s’estompe avec le temps mais qui est activée plus rapidement et plus intensément lors de la seconde infection. Ces différentes hypothèses reposent sur des mécanismes différents, la première consistant en une réponse maintenue et une activation continue tandis que la seconde repose sur un stockage de l’information impliquant une forme de mémoire immunitaire. Des auteurs suggèrent qu’en réalité ce soit une combinaison de ces scénarios qui soit à la base des mécanismes de priming immunitaire chez les invertébrés (Milutinovic et al. 2016).
Parmi ces mécanismes il est à noter une diversification des récepteurs. Les invertébrés n’ont pas de cellules lymphocytaires comme les vertébrés, mais des récepteurs extrêmement diversifiés ont été identifiés. C’est le cas des « Down syndrome cell adhesion molecule» (Dscam) (Figure 14), dont l’épissage alternatif résulte en plusieurs milliers d’isoformes (Watson et al. 2005) pouvant être relié à une forme de spécificité de réponse ou un rôle d’opsonine chez la drosophile pouvant alors peut-être jouer un rôle dans le priming immunitaire (Dong et al. 2006, Kurtz and Armitage 2006, Dong et al. 2012). Ce rôle joué par une diversification de récepteurs est aussi au cœur des débats chez le gastéropode Biomphalaria glabrata dont la diversification des FREPs (Zhang and Loker 2003) semble être impliquée dans la mémoire immunitaire et la spécificité de réponse face à Schistosoma
mansoni (Mone et al. 2010, Pinaud et al. 2016). Chez Chlamys farreri, des auteurs ont montré une
augmentation transcriptomique de l’expression de lectines de type C en réponse à un priming par un vibrio (Wang et al. 2013a). La présence dans le génome de l’huître C. gigas d’une grande diversité de récepteurs immunitaires et d’une expansion massive de récepteurs (Zhang et al. 2012, Zhang et al. 2015), pourraient être impliqués dans les mécanismes de mémoire immunitaire et de spécificité de réponse.
Par ailleurs, de plus en plus de travaux suggèrent que la phagocytose joue un rôle important dans le priming immunitaire, notamment en termes de spécificité (Figure 14). Les travaux de Pham et collaborateurs en 2007 ont montré que le priming immunitaire antibactérien avec Staphylococcus
pneumoniae est dépendant de la phagocytose (Pham et al. 2007). La stimulation avec cette bactérie
tuée à la chaleur protégeait la drosophile contre une seconde infection homologue avec une dose sub-létale mais ne protégeait pas d’une infection hétérologue (Pham et al. 2007). Ces auteurs ont montré qu’en bloquant la phagocytose, la spécificité de réponse était perdue. Ces travaux suggèrent une sécrétion de PRR par les hémocytes ou une augmentation de l’expression de ces PRR directement chez les hémocytes permettant de reconnaître spécifiquement les agents pathogènes lors d’une seconde infection. D’autre travaux ont suggéré le rôle de la phagocytose dans le priming immunitaire, notamment chez Porcelio scaber dont une seconde infection homologue augmentait
48 l’activité de phagocytose (Roth and Kurtz 2009). Chez l’huître, des travaux réalisés lors de priming bactériens avec Vibrio splendidus ont aussi montré une augmentation de l’activité de phagocytose lors d’une seconde infection homologue et ont permis de faire l’hypothèse d’un rôle de la phagocytose et de superoxyde dismutase extracellulaire dans les mécanismes de priming (Zhang et al. 2014, Liu et al. 2016, Li et al. 2017a). D’autres mécanismes à médiation cellulaire ont été suggérés comme participant aux mécanismes de mémoire immunitaire et de spécificité de réponse au cours du priming immunitaire, comme l’encapsulation (Roth et al. 2010) ou des différentiations ou proliférations hémocytaires chez la drosophile (Rodrigues et al. 2010). En 2015, Futo et collaborateurs ont montré la dépendance du microbiote dans l’induction du priming immunitaire chez Tribolium castaneum face à Bacillus thuringiensis (Futo et al. 2015). D’autres travaux réalisés chez la drosophile ont montré un rôle important du microbiote dans le priming immunitaire antiviral. Le microbiote stimule la régulation de différentes voies immunitaires comme les voies ERK et NF-κB, impliquées dans ce phénomène de priming antiviral (Sansone et al. 2015).
D’autre travaux ont suggérés l’implication de protéines et peptides antimicrobiens dans le phénomène de priming immunitaire (Figure 14), particulièrement chez les insectes (Dubuffet et al. 2015). Différents travaux ont montré que la persistance de peptides antimicrobiens dans l’hémolymphe d’insectes pour des durées pouvant aller jusqu’à 28 jours (Haine et al. 2008) pouvait participer à la protection sur le long terme jouant un rôle prophylactique (Moret and Siva-Jothy 2003). Cependant, les peptides antimicrobiens ne sont souvent qu’à large spectre et peu spécifiques. Leur rôle de ce maintien dans le temps et la spécificité de réponse reste encore à être identifié.
49 Figure 14 : Mécanismes potentiellement impliqués dans le phénomène de priming immunitaire chez les arthropodes. Extrait de (Milutinovic et al. 2016).
50 Enfin, Hauton et collaborateurs titraient : « une immunité adaptative chez les invertébrés : une maison de paille sans fondations mécanistiques » (Hauton and Smith 2007). Ils relèvent bien ici la question au cœur des débats scientifiques, la mémoire immunitaire innée ne sera acceptée que lorsque des mécanismes seront clairement identifiés. Il est donc nécessaire de bien décrire les phénotypes du priming, pour ensuite pouvoir identifier les mécanismes moléculaires du priming immunitaire dont les approches globales peuvent permettre de comprendre l’ensemble de la mécanistique. A ce jour, seulement quelques études se sont intéressées à une approche génomique globale pour explorer les mécanismes du priming immunitaire (Barribeau et al. 2016, Pinaud et al. 2016).