Fonctions immunitaires échangées contre le succès reproducteur

La baudroie des grands fonds utilise une stratégie de reproduction incroyable. De minuscules mâles nains s’attachent en permanence à des femelles relativement gigantesques, fusionnent leurs tissus puis établissent une circulation sanguine commune. De cette manière, le mâle devient entièrement dépendant de la femelle pour l’apport en nutriments, comme un fœtus en développement dans l’utérus de sa mère ou un organe donneur chez un patient transplanté. Chez la baudroie, ce phénomène inhabituel est appelé parasitisme sexuel et contribue au succès de la reproduction de ces animaux vivant dans le vaste espace de la mer profonde, où les femelles et les mâles se rencontrent rarement.

L’attachement permanent des mâles aux femelles représente une forme de jonction anatomique, qui est par ailleurs inconnue dans la nature, à l’exception de la rare occurrence chez des jumeaux génétiquement identiques. Le système immunitaire représente un obstacle extraordinaire. Il attaque les tissus étrangers car il détruirait les cellules infectées par des agents pathogènes. Voyez simplement les difficultés entourant la transplantation d’organes chez l’homme, qui nécessite un croisement minutieux des types de tissus du donneur et du receveur, ainsi que des médicaments immunosuppresseurs, pour assurer la survie à long terme de la greffe d’organe. Mais comment est-il possible que la baudroie s’accepte si facilement quand on peut s’attendre à un rejet des tissus?

Le phénomène du parasitisme sexuel a posé une énigme qui existe depuis 100 ans, depuis que le premier couple attaché a été découvert par un biologiste des pêches islandais en 1920. Aujourd’hui, des scientifiques allemands et américains ont résolu cette énigme centenaire et rapportent leur résultats dans la revue scientifique Science.

Élimination des fonctions clés du système immunitaire

Il y a quelques années, Thomas Boehm, médecin et immunologiste travaillant au Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics à Fribourg, en Allemagne, et Theodore W.Pietsch, ichtyologiste et expert de renommée internationale en baudroie travaillant à l’Université de Washington à Seattle, a entrepris d’étudier les génomes de différentes espèces de baudroie. Ils ont commencé par examiner la structure des antigènes majeurs d’histocompatibilité (CMH). Ces molécules se trouvent à la surface des cellules du corps et signalent une alarme au système immunitaire lorsque les cellules sont infectées par un virus ou une bactérie. Pour s’assurer que tous les agents pathogènes sont reconnus efficacement, les molécules du CMH sont extrêmement variables, à tel point qu’il est difficile de trouver des formes identiques ou presque identiques chez deux individus d’une espèce. Cette caractéristique est à l’origine du problème d’appariement tissulaire qui sévit dans la transplantation d’organes humains et de moelle osseuse.

Fait intéressant, les chercheurs ont constaté que les baudroie qui utilisent l’attachement permanent sont largement dépaupérées en gènes qui codent ces molécules du CMH, comme si elles avaient supprimé la reconnaissance immunitaire au profit de la fusion tissulaire. «Outre cette constellation inhabituelle de gènes du CMH, nous avons découvert que la fonction des lymphocytes T tueurs, qui normalement éliminent activement les cellules infectées ou attaquent les tissus étrangers pendant le processus de rejet d’organe, était également gravement émoussée, voire complètement perdue. possibilité que le système immunitaire de la baudroie soit très inhabituel parmi les dizaines de milliers d’espèces de vertébrés », explique Jeremy Swann du MPI d’immunobiologie et d’épigénétique et premier auteur de l’étude.

Survie sans équipement immunitaire acquis

Après ces découvertes inattendues, les scientifiques ont soupçonné que la réorganisation du système immunitaire de la baudroie pourrait être encore plus étendue que prévu. Et en effet, d’autres recherches ont indiqué que les anticorps, qui sont la deuxième arme puissante dans l’arsenal de la défense immunitaire, sont également absents de certaines espèces de baudroie. «Pour les humains, la perte combinée d’importantes installations immunitaires observées chez la baudroie entraînerait une immunodéficience mortelle», explique Thomas Boehm, directeur au MPI d’immunobiologie et d’épigénétique et scientifique principal du projet.

Cependant, la baudroie est évidemment capable de survivre sans fonctions immunitaires adaptatives essentielles. Ainsi, les chercheurs ont conclu que les animaux utilisent des installations innées bien améliorées pour se défendre contre les infections, une solution inattendue à un problème auquel sont confrontés tous les êtres vivants. En effet, jusqu’à présent, on pensait qu’un partenariat d’immunité acquise et innée, une fois formé en évolution, ne peut être démêlé sans conséquences graves.

Le système immunitaire affecte la stratégie de reproduction

L’étude montre ainsi que malgré plusieurs centaines de millions d’années de partenariat co-évolutif de fonctions innées et adaptatives, les vertébrés peuvent survivre sans les installations immunitaires adaptatives précédemment considérées comme irremplaçables. Nous supposons que des forces évolutives encore inconnues entraînent d’abord des changements dans le système immunitaire, qui sont ensuite exploités pour l’évolution du parasitisme sexuel », explique Thomas Boehm.

Fait intéressant, les scientifiques pensent que, parmi leur collection de poissons, ils ont même capturé une espèce en route pour développer un parasitisme sexuel. « Nous trouvons remarquable que le mode inhabituel de reproduction ait été inventé plusieurs fois indépendamment dans ce groupe de poissons », déclare Ted Pietsch de l’Université de Washington.

Bien que les détails des installations immunitaires innées améliorées chez la baudroie restent à découvrir, les résultats de cette étude mettent en évidence des stratégies potentielles qui améliorent les installations immunitaires innées chez les patients humains qui souffrent des conséquences d’une déficience innée ou acquise des installations immunitaires. Ainsi, le voyage scientifique qui a commencé par une obscure observation à bord d’un bateau de pêche au milieu de l’Atlantique ouvre de manière inattendue de nouvelles voies pour le traitement des troubles immunitaires chez l’homme.