UNIVERSITE DE PERPIGNAN VIA DOMITIA Déterminants

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
Soutenue le 02/12/2013 devant le jury composé de
M. Mathieu SICARD, PR, UM2 Rapporteur
M. Jean-Marc REICHHART, PR, Université de Strasbourg Rapporteur
Mme Delphine DESTOUMIEUX-GARZON, CR, UM2 Examinateur
M. Yannick MORET, CR, Université de Bourgogne Examinateur
M. Guillaume MITTA, PR, UPVD Examinateur
M. Benjamin GOURBAL, MC, UPVD Co-Directeur
M. André THERON, DR, UPVD Co-Directeur
Déterminants moléculaires et spécificité du Priming
immunitaire chez le mollusque d’eau douce
Biomphalaria glabrata.

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.