La symbiose à Wolbachia (α-protéobactérie) : impacts sur le système immunitaire et l'immunocompétence de son hôte Armadillidium vulgare (crustacé isopode)

Wolbachia (α-proteobacteria) symbiosis : impacts on the immune system and the immunocompetence of its host Armadillidium vulgare (crustacean isopod)

• Auteur / Autrice : Frédéric Chevalier
• Direction : Christine Braquart-Varnier, Pierre Grève
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytométrie de flux

Expression génique

Immunocompétence

Relations hôte-bactérie

Cellules sanguines

Résumé

La symbiose constitue une force évolutive majeure permettant entre autre l'adaptation et la réponse des hôtes aux agents pathogènes. Chez le crustacé isopode Armadillidium vulgare, la présence de Wolbachia altère l'immunocompétence de son hôte en diminuant le taux d'hémocytes circulants (THC) et en augmentant la septicémie naturelle. La présence de Wolbachia dans les hémocytes et les organes hématopoïétiques a soulevé de nombreuses questions quant aux conséquences que cela entraîne sur le fonctionnement du système immunitaire et sur l'immunocompétence d'A. Vulgare. Nous avons donc étudié l'impact de cette symbiose sur les hémocytes, l'immunocompétence et l'expression de gènes de l'immunité. Ainsi Wolbachia est présente dans plus d'un tiers des hémocytes et sa présence diminue la proportion d'hémocytes granulaires circulants chez les animaux âgés d'un an, sans affecter le THC à cet âge. L'activité phénoloxydase diminue avec l’âge et le statut symbiotique. En revanche, la présence de Wolbachia semble protéger les hémocytes de l'apoptose et augmenter l'immunocompétence d'A. Vulgare lors d'une infection par Listeria ivanovii. Enfin, la quantification de l'expression des gènes de l'immunité a révélé une tendance à la sous-expression au niveau de l'animal entier et des ovaires mais à la sur-expression dans les tissus immunitaires. La présence de Wolbachia modifie donc les caractéristiques du système immunitaire aux niveaux cellulaire et humoral, ainsi que l'immunocompétence d'A. Vulgare. L'étude de nouveaux paramètres permettra d'établir si la présence de Wolbachia constitue réellement un avantage pour son hôte ou si au contraire la bactérie présente un coût parasitaire important.

Symbiosis represents a major evolutionary force leading to many adaptations of the partners, especially in host response to pathogens. In the crustacean isopod Armadillidium vulgare, Wolbachia modify the host immunocompetence by decreasing total hemocyte count (THC) and increasing the natural septicemia. The presence of the bacteria in hemocytes and hematopoietic organs raises many questions about consequences of this presence on immune system functions and on immunocompetence of A. Vulgare. We thus studied the impact of the symbiosis on hemocytes, immunocompetence and immune genes expressions. We showed by fluorescent in situ hybridization that Wolbachia infect more than one third of the hemocytes and by flow cytometry that the proportion of circulating granular hemocytes is lower in one-year old infected animals, without any difference in THC at this age. Phenoloxidase activity decreases with age and symbiotic status. However, the Wolbachia presence seems to protect hemocytes against apoptosis and to increase host immunocompetence during infection with Listeria ivanovii. Finally, the quantification of the expression of immune genes revealed a trend to under-expression in whole animals and ovaries but an over-expression in immune tissues. Therefore, the Wolbachia presence modifies immune system characteristics at cellular and humoral levels and the immunocompetence of A. Vulgare. The study of new parameters will clarify if the Wolbachia presence is a real benefit to its host or if the bacteria do have a significant cost to its host.