UNIVERSITE DE PERPIGNAN VIA DOMITIA Déterminants
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Délivré par UNIVERSITE DE PERPIGNAN VIA DOMITIA Préparée au sein de l’école doctorale ED305 Energie et Environnement Et de l’unité de recherche UMR5244 Ecologie et Evolution des Interactions Spécialité : Biologie Présentée par Julien Portela Déterminants moléculaires et spécificité du Priming immunitaire chez le mollusque d’eau douce Biomphalaria glabrata. Soutenue le 02/12/2013 devant le jury composé de M. Mathieu SICARD, PR, UM2 M. Jean-Marc REICHHART, PR, Université de Strasbourg Mme Delphine DESTOUMIEUX-GARZON, CR, UM2 M. Yannick MORET, CR, Université de Bourgogne M. Guillaume MITTA, PR, UPVD M. Benjamin GOURBAL, MC, UPVD M. André THERON, DR, UPVD Rapporteur Rapporteur Examinateur Examinateur Examinateur Co-Directeur Co-Directeur TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES ....................................................................................................... 1 PROLOGUE ............................................................................................................................. 4 LA PREMIERE DESCRIPTION D’UN PHENOMENE IMMUNITAIRE : ................................................ 5 LA VACCINATION :................................................................................................................... 5 LES MECANISMES ET LA MISE EN PLACE DES PREMIERES THEORIES : ....................................... 6 IMMUNITE CELLULAIRE ET IMMUNITE HUMORALE : ................................................................. 7 LES THEORIES DE L’IMMUNITE MODERNE : .............................................................................. 8 INTRODUCTION .................................................................................................................. 10 RANG TAXONOMIQUE, COMPLEXITE, DUREE DE VIE ............................................................... 11 UNE NOUVELLE VISION .......................................................................................................... 13 L’IMMUNITE CHEZ LES INVERTEBRES .................................................................................... 15 QU’EN EST-IL DE LA MEMOIRE IMMUNITAIRE ? ...................................................................... 18 LE PRIMING IMMUNITAIRE CHEZ LES INVERTEBRES : ............................................................. 19 LES MECANISMES DU PRIMING IMMUNITAIRE......................................................................... 22 LE MODELE : BIOMPHALARIA GLABRATA (SAY, 1818)/SCHISTOSOMA MANSONI (SAMBO, 1907) ..................................................................................................................................... 23 L’IMMUNITE CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA...................................................................... 24 LE PRIMING IMMUNITAIRE CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA .................................................... 25 L’INTERACTION BIOMPHALARIA / SCHISTOSOMA .................................................................. 25 METHODOLOGIE GENERALE ........................................................................................ 27 MAINTIEN DES CYCLES .......................................................................................................... 28 EXPERIENCES DE PRIMING ..................................................................................................... 30 VALEURS MESUREES .............................................................................................................. 30 CHAPITRE PREMIER :....................................................................................................... 32 LE PRIMING IMMUNITAIRE CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA ......................... 32 EVIDENCE FOR SPECIFIC GENOTYPE-DEPENDENT IMMUNE PRIMING IN THE LOPHOTROCHOZOAN BIOMPHALARIA GLABRATA SNAIL ........................................................... 33 CHAPITRE DEUX : .............................................................................................................. 51 LA VACCINATION CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA ............................................ 51 VACCINATION OF BIOMPHALARIA GLABRATA WITH PROTEIC EXCTRACTS FROM DIFFERENTS LARVAL STAGES OF ITS TREMATODE PARASITE SCHISTOSOMA MANSONI ................................. 52 INTRODUCTION ...................................................................................................................... 54 MATERIEL ET METHODE......................................................................................................... 55 1 Souches de parasites et de mollusques.................................................................. 55 Transformation in-vitro des miracidia en SpI....................................................... 56 Récupération des Sporocystes secondaires et des échantillons contrôles ............ 56 Extraction protéique native des miracidia, Sp1 et SpII ........................................ 57 Effet dose ............................................................................................................... 57 Vaccination ........................................................................................................... 57 Analyses statistiques ............................................................................................. 58 RESULTATS ............................................................................................................................ 58 Effet dose ............................................................................................................... 58 Vaccination ........................................................................................................... 59 DISCUSSION ........................................................................................................................... 59 CHAPITRE TROIS : ............................................................................................................. 63 MECANISMES MOLECULAIRES DU PRIMING IMMUNITAIRE CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA ............................................................................................. 63 A GLOBAL COMPARATIVE PROTEOMIC APPROACH TO INVESTIGATE THE FIRST HUMORAL FACTORS RESPONSIBLE FOR IMMUNE PRIMING IN THE LOPHOTROCHOZOAN SNAIL BIOMPHALARIA GLABRATA. ...................................................................................................... 64 ABSTRACT ......................................................................................................................... 68 1. INTRODUCTION ............................................................................................................ 70 2. MATERIAL AND METHODS ........................................................................................ 73 2.1. Ethic statements ............................................................................................. 73 2.2. Snail and parasite strains .............................................................................. 74 2.3. Histological procedures ................................................................................. 75 2.4. Plasma transfer .............................................................................................. 75 2.5. Proteomics ..................................................................................................... 76 2.6. Quantitative Real time PCR (qRT-PCR) ........................................................ 79 2.7. Statistical analysis.......................................................................................... 80 3. RESULTS ......................................................................................................................... 81 3.1. Histology ........................................................................................................ 81 3.2. Plasma transfer .............................................................................................. 81 3.3. Global comparative proteomic approach of primed snail plasma ................ 82 3.4. Quantitative Real Time PCR (qRT-PCR)....................................................... 86 DISCUSSION ....................................................................................................................... 88 REFERENCES ..................................................................................................................... 97 CHAPITRE QUATRE : ...................................................................................................... 117 2 LA BIOMPHALYSINE, ...................................................................................................... 117 UN EFFECTEUR DE LA REPONSE IMMUNITAIRE HUMORALE DE BIOMPHALARIA GLABRATA ........................................................................................... 117 BIOMPHALYSIN, A NEW Β PORE-FORMING TOXIN INVOLVED IN BIOMPHALARIA GLABRATA IMMUNE DEFENSE AGAINST SCHISTOSOMA MANSONI ............................................................. 118 DISCUSSION ....................................................................................................................... 136 LE PRIMING IMMUNITAIRE CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA .................................................. 137 LES CANDIDATS DU PRIMING IMMUNITAIRE CHEZ BIOMPHALARIA GLABRATA ........................ 140 CONCLUSION ....................................................................................................................... 142 PERSPECTIVES ..................................................................................................................... 144 Les molécules au cœur de la réponse de priming immunitaire........................... 144 Le support cellulaire de l’information immunitaire ........................................... 145 L’évolution des systèmes immunitaires invertébrés ............................................ 146 Des études sur le terrain ..................................................................................... 147 D’un point de vue populationnel ......................................................................... 149 En Conclusion ..................................................................................................... 152 BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................... 154 ANNEXES ............................................................................................................................. 171 3 Résumé : L’immunité des invertébrés a longtemps été définie comme reposant sur une immunité innée simple basée sur une reconnaissance peu spécifique. Cependant depuis 20 ans les preuves que l’immunité des invertébrés présente de la spécificité se multiplient. De la même façon un phénomène de mémoire immunitaire nommé priming immunitaire a également été décrit chez ces derniers. Dans le cadre de ce travail de thèse j’ai pu étudier sous différents aspect le priming immunitaire chez Biomphalaria glabrata, un mollusque d’eau douce, face à son parasite naturel Schistosoma mansoni. Dans un premier temps nous avons pu démontrer que le priming immunitaire était spécifique du génotype du premier parasite entrant dans le mollusque. De plus, il apparaît que la succession des différents stades de développement du parasite stimule l’immunité séquentiellement afin d’engendrer une protection totale. Enfin nous nous sommes intéressés aux mécanismes sous jacents à ce priming immunitaire en focalisant notre attention sur les facteurs humoraux impliqués dans cette réponse de priming immunitaire. Nous avons observé différentes molécules pouvant être associées à la réponse de priming tant dans la spécificité de reconnaissance que dans la phase effectrice de la réponse immunitaire. Mots clés : Biomphalaria glabrata, Schistosoma mansoni, priming immunitaire. Abstract : Invertebrate immunity was defined as simple and based on an aspecific recognition. Since twenty years there are some evidence that invertebrate immunity presented high levels of specificity. In the same way, a memory process named “immune priming” was also described in invertebrates. In this work, we studied under different aspects the immune priming in Biomphalaria glabrata, a fresh water snail, against its natural parasite Schistosoma mansoni. In a first approach we demonstrated that immune priming was genotype dependent. It also appeared that the successive developmental stages of the parasite are responsible of the total protection that occurred. Finally we were interested on the molecular mechanisms responsible of this immune priming and we identified some molecular candidates in the plasma of the snails. These molecules could be implicated in the specific recognition and/or in the parasite killing. Key words : Biomphalaria glabrata, Schistosoma mansoni, immune priming.
