Un parasite "accro" aux lipides de son hôte

Résultats scientifiques
Immunologie, infectiologie

Les microsporidies sont des champignons parasites intracellulaires à l'origine de maladies chez l'être humain (par exemple les patients atteints du SIDA) comme chez les insectes, ainsi que Pasteur l'a démontré dans le cas de la maladie du ver à soie. Leur étude est restée largement descriptive. Ce travail, publié dans la revue Nature Microbiology, révèle une dépendance élevée de ce parasite aux réserves métaboliques graisseuses de la mouche du vinaigre, Drosophila melanogaster. Ces résultats fournissent des nouvelles pistes pour comprendre les relations délétères entre de telles infections et l'exposition aux pesticides chez l'abeille.

La nutrition influence l'évolution des maladies infectieuses, par exemple en favorisant ou inhibant des mécanismes de l'hôte lui permettant de s'adapter aux conséquences nocives de l'infection. Ainsi, le glucose a un effet néfaste sur la survie des souris infectées par la bactérie Listeria monocytogenes mais en revanche favorise la survie des souris grippées. Une autre possibilité est que la nutrition influence directement la prolifération ou la virulence d'un pathogène.

La drosophile est un organisme modèle qui peut être modifié génétiquement de manière très fine ce qui permet des stratégies d'étude difficilement mise en œuvre chez les vertébrés. Elle peut être infectée par une microsporidie, Tubulinosema ratisbonensis et l'injection expérimentale de spores conduit à la mort de l'hôte en une dizaine de jours. Comme il n'est pas possible à l'heure actuelle de modifier génétiquement le parasite, bien que son génome ait été déchiffré, l'alternative pour mieux comprendre l'infection est d'agir sur  l'hôte.

Les réserves métaboliques de la drosophile décroissent lorsque le parasite prolifère. Afin d'essayer de rétablir la santé de l'hôte en supplémentant sa nourriture avec de la levure pour restaurer ses stocks, il a été constaté que ce régime riche favorisait au contraire la prolifération du parasite. Alors que les levures sont constituées de 50% de protéines et de 30% de sucres, il s'est avéré que les facteurs déterminants pour la prolifération du parasite sont les acides gras.

Le parasite infecte de manière préférentielle le tissu adipeux de l'insecte. En fait, il consomme les gouttelettes lipidiques qui y sont stockées et est même capable d'utiliser les phospholipides des membranes basales et latérales des cellules adipeuses regroupées en lobule de corps gras (voir la Figure). Il apparait donc que la microsporidie a développé des stratégies élaborées pour détourner le métabolisme lipidique de l'hôte à son profit, son génome réduit ne lui permettant pas d'assurer la synthèse de lipides de manière autonome.

En se basant sur l’idée que la perturbation de la synthèse des métabolites détournés par le parasite permettrait une meilleure survie de la drosophile (en réduisant la prolifération du parasite), les chercheurs ont procédé à une dissection génétique du métabolisme de l'insecte. Cette approche d'inactivation de gènes impliqués dans diverses voies métaboliques a permis d'identifier un composé critique pour la multiplication du parasite, l'acide phosphatidique qui est nécessaire à la synthèse des membranes.

L'injection d'acide phosphatidique dans l'hôte infecté par la microsporidie conduit à sa mort précoce, corrélée avec une charge parasitaire plus élevée. Il est vraisemblable que les microsporidies dépendent de l'acide phosphatidique synthétisé par les cellules de l'hôte pour élaborer leurs propres membranes, ce qui leur permet de remplir complétement les lobules du corps gras de spores.

Les microsporidies infectent aussi les abeilles. Au cours des dernières décennies, il y a eu une invasion progressive des ruchers par une microsporidie d'origine asiatique, Nosema ceranae. Les ruches situées au sud de l'Europe sont plus particulièrement affectées, ce qui pourrait refléter des conditions climatiques plus favorables pour le parasite (ainsi, la prolifération de T. ratisbonensis dépend fortement de la température est peut être bloquée en plaçant les drosophiles à 18°C). Par ailleurs, il a été montré que les abeilles infectées par N. ceranae sont beaucoup plus sensibles à ce parasite lorsqu'elles sont exposées à des concentrations sublétales de pesticides (le fipronil par exemple, suspecté d'avoir largement contribué à la perte des colonies d'abeilles lors de son introduction en France en 1993). Il serait intéressant de déterminer si cette sensibilité accrue en présence de pesticides implique le métabolisme lipidique de l'insecte.

 

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Figure : Lobules de tissu adipeux (corps gras) d'une drosophile infectée par la microsporidie T. ratisbonensis. Le lobule à gauche n'est pas infecté et les membranes des cellules qui le constituent sont marquées en vert. Les zones sans signal vert à l'intérieur des cellules correspondent aux gouttelettes lipidiques stockées dans ces cellules. Les deux lobules à droite du cliché sont fortement infectés: le signal bleu correspond aux noyaux des parasites, lesquels sont beaucoup plus petits que ceux des cellules-hôtes et les spores ont été marquées en jaune et sont visibles dans le lobule de droite vers le bas. La seule membrane cytoplasmique qui reste est celle qui délimite le lobule. Il est possible que les cellules infectées dans le lobule ont été fusionnées par le parasite. Ainsi, la structure du lobule est préservée tout en exploitant au maximum les lipides de l'hôte.

© Adrien Franchet

 

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Contact

Dominique Ferrandon
DR1, chercheur CNRS