Immunité mémoire chez les invertébrés : spécificité et mécanismes de l’immunité mémoire chez le mollusque Lophotrochozoaire Biomphalaria glabrata. – INVIMORY

Une approche transcriptomique globale et une approche protéomique bidimensionnelle ciblée ont été utilisées conjointement à des approches d'ARN interférence pour décrire et caractériser les déterminants moléculaires impliqués dans la mémoire immunitaire innée chez Biomphalaria glabrata. Les processus épigénétiques impliqués dans la régulation de l'expression de ces candidats moléculaires sont également étudiés. Pour ce faire un travail ciblé sur les hémocytes (cellules immunitaires du mollusque) est actuellement développé. Des approches de séquençage des petits et micro ARN, BS seq et d'ATAC seq sont en cours de développement.
Ce travail constitue la première démonstration des processus moléculaires impliqués dans la mémoire immunitaire innée chez un invertébré.

Suite à une primo-infection de Biomphalaria glabrata par le parasite Schistosoma mansoni, les mollusques se trouvent totalement protégés contre une infection successive. De plus cette protection décroit avec la distance génétique entre les parasites utilisés pour les stimulations. Des observations microscopiques ont démontré que la protection observée était liée à une réponse humorale. Une approche de transcriptomique massive nous a permis d'identifier des candidats moléculaires circulants et induits suite au challenge immunitaire, parmi ceux-ci un certain nombre de récepteurs immuns (FREPs, C-type lectins, Beta-1,3-glucan binding protein and Hemagglutinin/amebocyte aggregation factors) sont présents mais également des effecteurs cytotoxique-cytolytiques anti-schistosome ont pu être identifiés (protéases, espèces réactives de l'oxygène, Biomphalysine). Finalement l'invalidation par RNAi des FREPs a confirmé le rôle joué par ces molécules des les processus de priming immunitaire.

Ce travail nous a conduit à participer à une ANR sur les bases moléculaires du priming trans-générationnel chez le vers de farine démarrée en janvier 2015 (Coordinateur Yannick Moret) et sur un projet «chercheur d'avenir« (coordinatrice Caroline Montagnani) sur la mémoire immunitaire antivirale chez l'Huître creuse, Crassostrea gigas.

Notre hypothèse actuelle est que la protection de priming observée implique un répertoire de récepteurs immuns spécifiques qui vont pouvoir cibler des déterminants antigéniques propres au parasite. Il est donc maintenant essentiel de déterminer comment se met en place la spécificité de la réponse de priming immunitaire.
Enfin, notre projet a également des impacts socio-économiques et en santé humaine importants. En effet Biomphalaria glabrata est le mollusque vecteur de la Schistosomose, maladie parasitaire affectant 200 millions de personnes dans 74 pays et causant 200 000 morts annuellement. Par conséquent, une attention tout particulière a été portée à ces mollusques car une meilleure compréhension des interactions immunobiologiques et de la compatibilité entre Biomphalaria glabrata et Schistosoma mansoni peut avoir une grande incidence sur la découverte de nouveaux moyens de prévenir ou de contrôler la maladie, en limitant la transmission du parasite sur le terrain.

La production scientifique de ces 30 premiers mois du projet prend la forme de quatres publications dans des journaux internationaux de rang A (Plos Neglected Tropical disease, Fish Shellfish Immunology, Developmental and Comparative Immunology, Plos Pathogens). Trois chapitres d'ouvrages scientifiques sur l'immunité chez les invertébrés ou sur la Shistosomose. Plusieurs participations à des congrès nationaux et internationaux viennent compléter cette production scientifique. 5 conférences internationales et 6 conférences nationales.
De plus nous avons également organisé un WorkShop sur l'immunité innée mémoire chez les invertébrés en Mars 2016, 40 participants et des conférenciers invités nationaux et internationaux : Thomas Pradeu (Immunology Unit, ALYSAI/CIRID, UMR5164, CNRS & University of Bordeaux, philosophy of immunology); Joachim Kurtz (Animal Evolutionary Ecology Institute for Evolution & Biodiversity, Munster, Germany); Yannick Moret (BioGeosciences, Université de Dijon); Mihai Netea (Radboud Institute for Molecular Life Sciences, Nijmegen, the Netherlands); Louis Du Pasquier (Institute of Zoology and Evolutionary Biology,University of Basel, Basel, Switzerland).

La question de savoir si la mémoire immunitaire ou priming est uniquement le privilège des vertébrés est soumise à controverse et reste intensément discutée au sein de la communauté scientifique. La vision actuelle de l'immunité laisse penser que seuls les vertébrés possèdent les mécanismes de mémoire immunitaire par l'intermédiaire de la réponse adaptative qui leur permet (i) de reconnaitre des antigènes avec un haut niveau de spécificité assuré par un vaste répertoire de récepteurs immuns créé par des processus d'hypermutations somatiques et de recombinaisons et (ii) d'être capable de mettre en place une seconde réponse plus efficace en utilisant les mêmes récepteurs amplifiés par multiplication clonale des cellules T et B mémoire. Jusqu'à présent et du fait qu'aucune de ces molécules diversifiées ou de ces cellules mémoires n'ai pu être mises en évidence chez les invertébrés, il était supposé que ces animaux ne possédaient pas d'immunité adaptative et que leur système immunitaire était basé seulement sur une réponse innée et non-spécifique. Récemment, des travaux particulièrement intéressant ont mis à mal cette vision simpliste et ont mis en évidence que le système de défense des invertébrés est beaucoup plus complexe et spécifique que supposé jusqu'à lors. Ces travaux ont pu montrer que la réponse immunitaire des invertébrés pouvait faire preuve de priming, une réponse maintenue dans le temps résultant en une protection contre les infections parasitaires successives. Ces réponse immunitaires ont été décrites sous le terme de résistance acquise ou réponse maintenue et répondent plus généralement au nom de priming immunitaire. Les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans ces différents processus n'étant pas décrits, la distinction entre priming ou mémoire immunitaire reste difficile et l'existence d'une réelle immunité mémoire chez les invertébrés reste controversée.
Récemment nous avons pu mettre en évidence que l’immunité mémoire ou priming immunitaire chez le mollusque lophotrochozoaire Biomphalaria glabrata était hautement spécifique à l’encontre de son parasite métazoaire, le trématode Schistosoma mansoni. De ce fait dans le projet présenté ci-après nous proposons d'étudier les bases moléculaires de cette spécificité chez le mollusque Biomphalaria glabrata. L'objectif principal de ce projet est de (i) analyser les processus moléculaires et cellulaires impliqués dans la mémoire immunitaire et dans la spécificité immunitaire, (ii) analyser le niveau de diversification ou polymorphism des molécules immunitaires candidates et finalement, (iii) comprendre la diversité et l'évolution du priming ou mémoire immunitaire chez les invertébrés.