Immunité et Symbiose chez les Arthropodes – ImmunSymbArt

Les animaux entretiennent avec des microorganismes des interactions symbiotiques qui s’échelonnent du parasitisme au mutualisme. Dans tous les cas, ces associations modifient le phénotype individuel et la valeur sélective de l’hôte, et constituent ainsi une force sélective majeure comme l’attestent les adaptations qui ont évolué pour limiter ou au contraire faciliter l’infection. La compréhension du fonctionnement intime de ces interactions présente un intérêt fondamental du fait de l’importance de la symbiose comme mécanisme évolutif, mais aussi appliqué car elles impactent directement l’agronomie et la santé publique. Les interactions parasitaires et mutualistes ont longtemps été étudiées de manière cloisonnée, mais deux raisons conduisent aujourd’hui à unifier ces thématiques. Tout d’abord, il apparaît de plus en plus que les mécanismes impliqués dans ces interactions sont similaires quel que soit le type d’association, incluant notamment les voies immunitaires classiques mais aussi les stress oxydatifs, l’autophagie et l’apoptose. La réponse des hôtes aux pathogènes à longtemps été considérée dans le contexte de leur interaction réciproque, mais l’implication d’autres microorganismes présents au sein de l’hôte est aujourd’hui mise à jour. La réponse globale de l’hôte doit donc être intégrée dans le contexte de la communauté symbiotique avec laquelle il interagit. Ces nouvelles découvertes requièrent une redéfinition des questions à étudier : (i) comment, à partir de mécanismes communs, l’association s’oriente-t-elle vers le parasitisme ou le mutualisme ? (ii) comment le type d’interactions se répercute sur le dialogue cellulaire et moléculaire entre les partenaires ? (iii) Les symbiotes interagissent-ils directement avec les pathogènes, ou bien leur rôle est-il indirect via leur impact sur la réponse immunitaire ? (iv) Comment la trajectoire co-évolutive de l’association se traduit-t-elle sur la réponse globale du système hôte-symbiote à la présence d’un troisième partenaire ?
Les associations symbiotiques chez les Arthropodes constituent des modèles fantastiques pour aborder ces questions avec un impact fondamental et appliqué important. Les Arthropodes sont fréquemment associés à des bactéries intracellulaires à transmission verticale qui couvrent l’ensemble du continuum parasitisme-mutualisme et permettent la mise en place d’études comparatives ancrées dans une perspective évolutive. De plus en plus d’études montrent que ces symbiotes interagissent avec les pathogènes. Enfin, de nombreux arthropodes sont des pestes ou des vecteurs de maladies chez les plantes, les animaux et l’homme, et l’insuffisance de moyens de contrôle respectueux de l’environnement posent des problèmes importants en agronomie et en santé publique. Le développement de nouvelles méthodes de contrôle efficaces et s’inscrivant dans le cadre du développement durable, ne pourra être réalisé que sur la base d’une connaissance approfondie des interactions entre hôtes, symbiotes et pathogènes.
Le programme ImmuSymbArt est développé à l’interface entre immunité et symbiose et est intégré dans une analyse comparative de cinq modèles de symbiose. L’objectif principal est de déterminer les processus cellulaires et moléculaires impliqués dans le maintien et le contrôle de la symbiose, en se focalisant sur la réponse immunitaire au sens large et en prenant en compte la dynamique co-évolutive du système symbiotique. Nous souhaitons également intégrer le projet dans le contexte de la communauté symbiotique des Arthropodes. Le fort impact de la symbiose sur la réponse des hôtes aux infections par des pathogènes est en effet d’une importance centrale à la fois au niveau fondamental qu’au niveau appliqué. La compréhension de la régulation des interactions hôtes-symbiotes face à l’infection par d’autres microorganismes est une voie privilégiée pour comprendre l’évolution de la virulence des associations symbiotiques le long du continuum parasitisme-mutualisme.