Réponse immunitaire de l'hôte dans la symbiose bactérienne intracellulaire du charançon sitophilus zeamais

• Auteur / Autrice : Caroline Anselme
• Direction : Abdelaziz Heddi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Analyse et modélisation des systèmes biologiques
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunité

Sitophilus

Insectes

Résumé

De nombreuses espèces d’insectes dépendent de bactéries symbiotiques intracellulaires (ou endocytobiotes) pour leur survie et leur reproduction. Ces bactéries sont transmises maternellement et sont localisées dans le bactériome, un organe spécialisé qui se différencie chez l’embryon en présence des symbiotes. Bien que la symbiose ait largement été étudiée depuis les années trente, le mode de perception des endocytobiotes par l’hôte et les aspects immunitaires de ces associations mutualistes demeurent inconnus. Pour aborder ces aspects, nous avons utilisé chez le charançon Sitophilus zeamais une approche de soustraction d’ADNc (SSH) pour identifier les gènes de la réponse immunitaire (GRI) de l’insecte. Cette approche a permis d’obtenir un large spectre de gènes présentant des similitudes de séquence avec des peptides antibactériens, des lysozymes, des éléments de la cascade prophénoloxydase et des régulateurs de la réponse immunitaire. La surexpression de ces gènes après une infection des larves par des bactéries Gram (-) a ensuite été confirmée par RT-PCR en temps réel. La quantification du taux de transcrits des GRI a révélé l’existence d’une réponse immunitaire de l’hôte dans le bactériome larvaire. Cette réponse est toutefois modérée puisqu’à l’exception d’une coléoptéricine, les peptides antibactériens ne sont pas induits par la présence des endocytobiotes. On observe en revanche la surexpression d’un homologue de Tollip, un inhibiteur de la réponse immunitaire décrit chez les mammifères, et la surexpression d’un gène de la famille des “Peptidoglycan recognition proteins” (PGRP) dont l’homologue chez la drosophile (PGRP-LB) est un régulateur négatif de la réponse immunitaire. L’étude du gène PGRP montre qu’il est induit par les bactéries Gram (-), et que son niveau d’expression dépend de la densité bactérienne. Par ailleurs, au cours du développement de l’insecte, ce gène est induit au stade nymphal. Des expériences de FISH ont révélé que cette induction serait liée à la libération d’endocytobiotes à la suite de l’altération du bactériome au cours de la métamorphose. Enfin, nous avons montré l’existence de deux transcrits alternatifs du gène PGRP. Un des transcrit coderait une protéine intracellulaire, et l’autre une protéine transmembranaire. L’analyse du taux de ces deux transcrits révèle que le premier est épissé après une infection des larves par E. Coli, alors que le second est épissé majoritairement dans le bactériome larvaire, en présence des endocytobiotes. L’ensemble des données présentées dans ce travail révèle l’existence d’une réponse immunitaire modérée dans l’organe symbiotique, et suggère que la régulation moléculaire de cette réponse serait adaptée au maintien de la symbiose intracellulaire.

Many insect species require for their reproduction and development the presence of symbiotic intracellular bacteria that are localized in a specialized organ called the bacteriome. Yet, little is known about the host-symbiont interaction with regard to immunity. To tackle this aspect, we have identified immune-relevant genes from the weevil Sitophilus zeamais and we have quantified their expression level in the bacteriome. We have revealed the overexpression of one antibacterial peptide (coleoptericin) and two negative regulators of the immune response (Tollip, PGRP) in the symbiotic organ. Furthermore, we have shown that the weevil PGRP gene is alternatively spliced: one isoform is spliced after infection of the larvae by Escherichia coli while the other is mainly spliced in the bacteriome. Taken together, these data show the existence of a moderate host immune response in the bacteriocyte and suggest that the molecular regulation of the immune system is adapted to intracellular bacterial maintenance and growth in the symbiont-bearing organ of insects.