Avertissement - Station Biologique de Roscoff

Avertissement
Au vu de la législation sur les droits d'auteur, ce travail de thèse demeure la
propriété de son auteur, et toute reproduction de cette oeuvre doit faire l'objet
d'une autorisation de l'auteur. (cf Loi n°92-597; 1/07/1992. Journal Officiel,
2/07/1992)

Thèse de Doctorat de l'Université Pierre et Marie-Curie (Paris 6)
Spécialité : Océanologie Biologique et Environnement Marin
Présentée par
Arnaud LACOSTE
Pour obtenir le titre de DOCTEUR DE L'UNIVERSITE PARIS 6
Sujet de thèse :
Neuroendocrinologie et neuroimmunologie du stress
chez un modèle invertébré, l'huître Crassostrea gigas
Soutenue le 9 Mars 2001
Devant le jury composé de :
Dr Evelyne Bachère
Dr Antonio Figueras
Pr Steve Perry
Dr Richard Pipe
Dr Serge Poulet
Pr André Toulmond
Directeur de Recherche, Ifremer Montpellier
Directeur de Recherche, Vigo, Espagne
Professeur à l'Université d'Ottawa, Canada
Directeur de Recherche, Plymouth, Angleterre
Directeur de Recherche CNRS, Roscoff
Professeur à l'Université Paris 6
Rapporteur
Examinateur
Rapporteur
Examinateur
Directeur de Thèse
Examinateur

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Cette thèse est dédiée à mes grands-parents maternels
et à ma tante qui, lorsque j'étais enfant, ont éveillé et
encouragé ma passion pour la biologie et pour ces
mille créatures fantastiques qui peuplent les forêts, les
plages et les étangs landais.
Cette thèse est aussi dédiée à mes parents.

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Avant-propos
Cette thèse a été réalisée à la Station Biologique de Roscoff dans l'équipe Invertébrés
Marins et Zooplancton.
Je remercie le Professeur André Toulmond pour son accueil à la Station Biologique.
Je remercie le Docteur Serge Poulet pour son accueil chaleureux au sein de l'équipe
IMZ, pour avoir toujours veillé à ce que je dispose de bonnes conditions de travail et pour ses
conseils et son soutien tout au long de ces trois années de thèse.
Merci aux autres membres de l'équipe, Anne Cueff, Fabienne Jalabert, Florence
Gélébart, Anne Maubois, Shelagh Malham et Jean-Baptiste Marchand, pour leur soutien, leurs
conseils et pour avoir entretenu une atmosphère chaleureuse au sein du groupe.
J'adresse de sincères remerciements à Nicole Guyard et Maryse Collin du Service de
Documentation de la Station pour leur aide et la rapidité avec laquelle elles sont capables de
dénicher les plus obscures publications. Je remercie aussi Olivier Collin et Claude Leroux du
Service Informatique et le personnel du Service Administratif.
Je tiens à remercier le Conseil Régional de Bretagne, la Direction du Département du
Finistère, Côtes d’Armor et Ille-et-Vilaine et la Section Régionale Conchylicole de Bretagne
Nord qui ont financé une grande partie de ce travail.
Je remercie les membres du jury d'avoir accepté d'examiner ce travail.
Enfin, je remercie Marie-Cécile De Cian (mon petit coach personnel) pour son grand
soutien au cours de cette thèse et pour son indulgence à chaque fois que, passée la porte
d'entrée du labo, je pénètre dans un autre espace-temps. J'adresse aussi une pensée particulière
aux étudiants et jeunes chercheurs de la Station qui ont contribué, d'une manière ou d'une
autre, à ce que cette thèse soit un moment agréable, Annabelle, Julia, Fabrice, Laurence,
Stéphane, Stéphan, Florent, the Maries connection, Kamal, François-Yves, Florence et al...

RESUME
Chez les vertébrés, le système immunitaire et le système neuroendocrine communiquent de
façon étroite grâce à diverses cytokines et hormones. Ce type de communication joue un rôle
primordial dans le maintien de l'homéostasie, particulièrement lorsque l'animal fait face à une situation
de stress. Afin d'améliorer nos connaissances concernant l'origine évolutive de ces mécanismes
adaptatifs, nous avons étudié la neuroendocrinologie et de la neuroimmunologie du stress chez un
modèle invertébré.
Notre modèle d'étude a été choisi parmi les mollusques parce que ces organismes possèdent un
système immunitaire relativement simple et parce que leur système nerveux est assez bien caractérisé
aux niveaux fonctionnel, cellulaire et moléculaire. Parmi les mollusques, nous avons choisi l'huître
Crassostrea gigas, parce que ce bivalve présente un intérêt économique important et parce que les
recherches concernant la physiologie du stress chez l'huître sont applicables en aquaculture.
Nous avons pu déterminer que l'huître possède une forme primitive de réponse neuroendocrine
au stress. En effet, deux catécholamines, la noradrénaline et la dopamine, sont libérées dans
l'hémolymphe lorsque l'animal se trouve en situation de stress.
Les cellules responsables de la sécrétion de catécholamines chez l'huître présentent des
similitudes morphologiques, biochimiques et fonctionnelles avec les cellules chromaffines de
vertébrés. De plus, les cellules chromaffines d'huîtres peuvent se différencier en cellules nerveuses,
comme chez les vertébrés, ou en phagocytes apparentés aux cellules gliales.
La noradrénaline produite par les cellules chromaffines contrôle certaines fonctions
immunitaires (production d'espèces oxygénées réactives, phagocytose). Cette hormone peut aussi
déclencher des mécanismes d'apoptose et/ou l'expression de gènes de protéines de stress (hsp70) au
sein des immunocytes d'huîtres. Ces mécanismes impliquent des récepteurs α et β-adrénergiques, des
GTPases de la famille des protéines Ras (Rho), des MAP kinases et des caspases P35 sensibles.
Nous avons finalement pu montrer que le stress et la sécrétion de noradrenaline induite par le
stress, modulent les capacités de résistance des huîtres à des pathogènes bactériens.
Ces résultats présentent un intérêt en termes de neuroendocrinologie et d'immunologie
comparées et ils indiquent que des interactions neuroendocrino-immunitaires complexes existaient
avant l'apparition des vertébrés. Ce travail apporte de nouvelles informations en ce qui concerne les
mécanismes d'immunorégulation et les relations hôte-pathogène chez les mollusques. Enfin, ces
informations, ainsi que les outils mis au point au cours de cette thèse, permettent de mieux comprendre
comment apparaissent des pathologies en conchyliculture.