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Inf’eau n°5
Pathologie
L’IMMUNOSTIMULATION PAR VOIE ORALE
CHEZ LE POISSON
Ü RAPPEL SUR LE SYSTEME IMMUNTAIRE
Comme chez les Mammifères, le système immunitaire du poisson est composé d’un système non-spécifique et
d’un système spécifique (Figure 1).
Figure 1 : REPONSE IMMUNITAIRE SPECIFIQUE ET NON SPECIFIQUE
INFECTION
RE-INFECTION
IMMUNITE
NON SPECIFIQUE
Pas de
Maladie
Maladie
IMMUNITE
SPECIFIQUE
MEMOIRE
IMMUNITAIRE SPECIFIQUE
Guérison
Protection
Contre la Maladie
Ä LE SYSTEME IMMUNITAIRE NON SPECIFIQUE
Il est le support de l’immunité naturelle. C’est la première ligne de défense contre les corps étrangers pénétrant
l’organisme. A l’inverse des Mammifères, le système non-spécifique du poisson représente la majorité de la
réponse immunitaire. Comme son nom l’indique, il s’attaque à tous les corps étrangers sans spécificité et n’est
pas capable de les reconnaître en cas de récidive. Il est composé de :
F La peau et son mucus.
C’est le principal moyen de défense du poisson. En effet, d’une part le mucus empêche les bactéries d’adhérer
aux cellules épithéliales, d’autre part, il convient des composants de la lutte immunitaire non-spécifique
(complément, lysozyme, anticorps naturels – voir ci-dessous).
F Les cellules vasculaires et tissulaires.
Ce sont les macrophages et les PolyNucléaires Neutrophiles (PNN). Ils sont capables de reconnaître les
particules étrangères à l’organisme tels que les bactéries, virus, parasites…, puis de les fixer à la surface de leur
membrane pour enfin les phagocyter (du grec phagos =manger), c’est à dire les absorber. La particule est alors
tuée puis digérée à l’intérieur du macrophage ou du PNN par différents mécanisme : enzymes, pH acide,
production de radicaux libres oxydatifs (appelé « flambée respiratoire » car elle nécessite une consommation
accrue d’O2 par la cellule).
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F Le complément.
C’est un ensemble de protéines plasmatiques capables de s’auto-activer en chaîne, notamment après contact avec
certains composants (polysaccharides) de la membrane des microbes. Son activation produit des enzymes
attaquant la membrane des cellules étrangères. Toutefois, sa principale action se situe dans le cadre de la défense
immunitaire spécifique (cf ci-dessous).
F Le lysozyme.
C’est une enzyme synthétisée par les phagocytes et permettant une première attaque des parois des cellules
bactériennes.
Ä LES SYSTEME IMMUNITAIRE SPECIFIQUE
Quand un agent infectieux pénètre l’organisme, les mécanismes de défense non spécifique sont stimulés en
premier. Cette seule activation peut s’avérer suffisante pour stopper l’infection. Sinon la maladie se développe et
induit des mécanismes spécifiques. Il s’agit en particulier de la fabrication d’anticorps ou immunoglobulines. Ce
sont des protéines spécifiques de l’agent infectieux, plus précisément d’une de ses parties caractéristiques (partie
antigénique) nommée antigène. A un antigène correspond un et n seul anticorps, comme à une serrure
correspond une seule clef. Les anticorps vont non seulement contribuer à la destruction de l’agent infectieux
mais également rester « en mémoire » pour bloquer toute nouvelle infection causée par le même agent.
Les cellules et composés impliqués dans la réponse immunitaire spécifique sont (figure 2) :
F Les macrophages (1) qui interviennent aussi dans la réaction immunitaire spécifique en l’initiant. Après
phagocytose (étape de la réponse immunitaire non spécifique), le macrophage digère le microbe et garde la partie
antigénique afin de la présenter aux lymphocytes B producteurs d’anticorps. D’autre part, le macrophage secrète
des substances (interleukines 1) capables d’activer les lymphocytes T.
F Les lymphocytes B et T sont les véritables cellules de l’immunité spécifique :
Ø Les lymphocytes B (2) sont le support de l’immunité à médiation humorale (=production d’anticorps libérés
dans les « humeurs », c’est à dire le plasma). Après reconnaissance de l’antigène présenté par les macrophages,
ces lymphocytes se différencient en 2 sous-populations :
•
Les plasmocytes qui produisent les anticorps. Ces anticorps libérés dans le plasma se fixent
spécifiquement à leur antigène pour former des complexes immuns (clé-serrure). Ces complexes
vont activer les macrophages et le complément provoquant la destruction du microbe porteur des
antigènes recouverts de leurs anticorps spécifiques (le microbe est comme « hérissé » de complexes
immuns). Les anticorps persistent plusieurs mois dans la circulation sanguine et confèrent ainsi une
protection spécifique ; c’est l’effet recherché par la vaccination après introduction d’un agent
pathogène sous forme atténuée ou tuée dans l’organisme du poisson.
•
Les lymphocytes B mémoire à durée de vie longue qui sont à l’origine de la re-circulation
lymphocytaire (cf ci-dessous).
Ø Les lymphocytes T (3) sont le support de l’immunité à médiation cellulaire (c’est la cellule qui agit
directement dans la défense) et sont répartis eux aussi en 2 sous-populations :
•
•
Les lymphocytes T effecteurs, avec en particulier les lymphocytes T cytotoxiques qui
reconnaissent l’antigène spécifique de la cellule cible (bactérie, virus…), forment un complexe
« clé-serrure » et détruisent la membrane de cette cellule étrangère, provoquant sa mort.
Les lymphocytes T mémoire (cellule à vie longue) qui participent à la re-circulation
lymphocytaire.
La re-circulation lymphocytaire consiste en une redistribution permanente des lymphocytes B et T mémoire
dans tout l’organisme. Ceci favorise la mise en jeu rapide et amplifiée des réactions immunitaires lors d’une 2ème
stimulation.
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F Le complément (4) est activé par la présence de complexes immuns antigène-anticorps (principale voie
d’activation) qui provoquent la réaction en chaîne et la libération des enzymes destructrices des particules
étrangères.
Figure 2 : L’IMMUNITE SPECIFIQUE
Antigène
Microbe
phagocytose
1
Macrophage
Lymphocyte
B mémoire
Lymphocyte B
Prolifération
Interleukine 1 :
Activation
Lymphocyte T
mémoire
2
Lymphocyte T
Plasmocyte
Production d’anticorps
libérés dans le milieu
3
Lymphocyte T
cytotoxique
4
Formation de
Complexes Immuns
Activation du
Complément
Destruction du Microbe
Le siège de la production des lymphocytes sont les organes lymphoïdes, le thymus (producteur des lymphocytes
T, d’où leur nom), la rate et le rein antérieur.
Quand bien même le système immunitaire des poissons ressemble beaucoup à celui des Mammifères, quelques
différences sont à noter :
La production d’anticorps est étroitement dépendante de la température, ce qui explique la prépondérance du
système immunitaire non-spécifique par rapport à la défense spécifique.
A titre d’exemple, la Carpe en produit jusqu’à 12°C et la Truite jusqu’à 5°C. Toutefois, il semblerait que si la
phase d’induction (« vaccination » naturelle) a eu lieu à des température plus élevées, la production d’anticorps
serait possible quelque soit la température par la suite.
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F La présence d’un tissu lymphoïde très développé associé à l’intestin (GALT = Gut Associated Lymphoid
Tissu). Des cellules lymphoïdes et des macrophages intra-épithéliaux sont présents au niveau de l’intestin
postérieur. Cette particularité renforce la possibilité d’une immunisation par voie orale. En effet, ces
macrophages intestinaux pourraient être les cellules réceptrices de l’antigène ingéré et assurer la fonction de
présentation aux lymphocytes (Ogier de Baulny, 1996).
Ü L’IMMUNISATION PAR VOIE ORALE
Un ensemble de macromolécules organiques (peptides, extraits végétaux, animaux –chitine-, bactériens,
nucléotides, divers polysaccharides) peuvent être reconnus par l’organisme comme antigène (molécule
étrangère) et activer les phagocytes, macrophages en particulier, qui sont alors « prêts » en cas d’agression
pathogène. C’est ce qu’on appelle : élever le potentiel immunitaire de l’animal. Toutes ces molécules ont fait
leur preuve par injection, avec de nombreuses études en cancérologie humaine et des applications comme
adjuvants à des vaccins dans le but d’accompagner la réponse immunitaire spécifique d’une réponse nonspécifique. Parmi ces molécules, peu sont susceptibles d’être active par voie orale.
En effet, qui dit immunisation par voie orale, dit :
•
•
•
Absorption intègre (sans attaque enzymatique) de l’agent d’immunisation à travers la paroi stomacale ou
intestinale,
Transport sanguin jusqu’aux organes lymphoïdes,
Activation des macrophages ou présence de récepteurs spécifiques dans le cas de macromolécules.
Trois types de molécules répondent à ces critères et ont fait l’objet de travaux de recherche :
•
•
•
Le lévamisole,
Des polysaccharides,
Les vitamines C et E.
Ä LE LEVAMISOLE
C’est un anti-parasitaire surtout utilisé pour les Ruminants et est connu pour ces vertus immunostimulantes par
injection chez les Poissons (Ogier de Baulny, 1996). Les résultats par voie orale sont plus aléatoires. Les travaux
les plus récents à ce sujet de M. Ogier de Baulny (1996) mettent en évidence la problématique de la dose de
produit actif, sachant qu’au delà d’un certain seuil le Lévamisole devient immunodépressif.
Ä LES POLYSACCHARIDES
Les polysaccharides antigéniques sont des extraits de paroi cellulaire de levure, champignons, bactéries, algues
ou crustacés. La reconnaissance par le système immunitaire non-spécifique de ces molécules semble être un
mécanisme précoce dans l’évolution des organismes supérieurs, utilisé comme mode de défense contre les
levures et les champignons pathogènes. Les plus connus sont les glucanes (glucans en anglais).
F Les glucanes
Ce sont des polymères de glucose et mannose pouvant varier par leur type de liaisons (B1-3 ou B1-6) et leur
nombre, fonction de leur origine (levure, champignon, algue). Ils ont fait l’objet de nombreux travaux avec des
résultats particulièrement intéressants sur le B1-3D-glucane extrait de levure de bière (produit commercial
Macrogard). Son assimilation, transport et réception par les cellules de l’immunité ont été démontrés (Engstad &
al, 1993 ; Sveinbjornsson & al, 1995). Cependant l’intérêt pour le pisciculteur réside dans la prescription de la
molécule immunostimulante : à quelle dose ? Pendant combien de temps ?
F Les peptidoglycanes
Extraits de la paroi de bactéries non pathogènes, ces molécules ont surtout fait l’objet de recherches privées,
conduites en premier lieu par le laboratoire du Ministère de l’Agriculture en Israël à partir de 1995.
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Ainsi chez le Tilapia, l’addition d’un peptidoglycane à l’aliment a permis d’accroître l’activité des macrophages
(mesurée par la production de radicaux oxydatifs) et de réduire la mortalité de 70 à 40% suite à un challenge par
injection de Streptocoque.
Plusieurs travaux ont suivi celui-ci, sur la Carpe, la Sériole et la Truite avec l’étude des paramètres sanguins de
l’immunité et la résistance aux challenges bactériens…
Ä LA VITAMINE C
La vitamine C est impliquée dans la plupart des fonctions vitales : croissance, reproduction, cicatrisation,
réponse au stress, métabolisme des lipides, immunité… Elle est donc essentielle à la survie des poissons qui,
contrairement à la très grande majorité des Mammifères, sont incapables de la synthétiser.
Concernant l’immunité plus particulièrement et sur le plan biochimique, la vitamine C a deux grands modes
d’action :
F Elle agit comme co-facteur dans certaines réactions :
•
•
Dans la synthèse de cortisol et catecholamine, hormones stéroïdes secrétées en cas de stress. Le cortisol a
un effet dépressif sur le système immunitaire. Or en captivité, toute agression se traduit par d’importantes
secrétions de cortisol qui n’ont pas lieu d’être dans le milieu naturel où le poisson a la possibilité de fuir. Il
est donc important, pour le bon fonctionnement du système immunitaire, que la production de ces hormones
stéroïdes soit en permanence bien régulée, d’où un besoin accru en vitamine C chez les poissons d’élevage.
Dans la synthèse du collagène, principal constituant de la peau, des os, du cartilage. Elle joue donc un rôle
important dans l’intégrité de la 1ère ligne de défense de l’organisme (la peau) et dans le processus de
cicatrisation en cas de blessure.
F C’est un puissant anti-oxydant biolgique, qui protège les membranes des cellules vivantes. On la trouve
stockée en quantité importante entre autre dans les macrophages, les leucocytes, le thymus. Elle contribue ainsi
au maintien de l’intégrité et de la fluidité des membranes cellulaires mises à rude épreuve au cours de la flambée
respiratoire.
F La présence de vitamine C dans les tissus lymphoïdes, le thymus en particulier, suggère que cette vitamine
aurait un rôle dans la stimulation de la production et la prolifération des anticorps.
Doses, mégadoses et durée d’emploi :
L’étude du besoin des Salmonidés en vitamine C indique une valeur de 50 mg/kg d’aliment (NRC, 1993). Les
spécifictés de l’élevage aquacole conduisent à des supplémentations supérieures à cette norme (aliments Le
Gouessant : 100 mg/kg).
De nombreux travaux ont conduit à une pratique aujourd’hui courante : celle de l’emploi de mégadoses de 1000
mg de vitamine C/kg d’aliment en prévention, voire curation de problèmes pathologiques, pendant une durée
minimale de 2 semaines.
Ä LA VITAMINE E
Comme la vitamine C, la vitamine E est un puissant anti-oxydant biologique, dont le rôle dans l’immunité a été
démontré chez les Mammifères mais aussi chez les Poissons (Waagbo, 1994). Chez les Volailles par exemple,
les doses sont doublées (26 mg/kg d’aliment) au démarrage ou augmentées de façon imprécise (eau de boisson)
au moment des vaccinations.
Le besoin des Salmonidés est de l’ordre de 50 mg/kg (NRC, 1993), mais il augmente avec la teneur et la qualité
(insaturation) des lipides des régimes, d’où les valeurs actuellement rencontrées dans les aliments commerciaux,
d’au moins 100 mg/kg dans les aliments à 20-22% de matière grasse et jusqu’à 350 mg/kg dans les aliments
saumons à 30% et plus de matière grasse.
Les études concernant la fonction immunitaire de la vitamine E n’abordent pas l’emploi pratique de mégadoses.
Si des doses de 300 à 400mg/kg semblent avoir un effet positif sur certains paramètres de l’immunité, d’autres
travaux soulignent l’effet préjudiciable sur la coagulation et le production d’anticorps (Waagbo & al, 1993d).
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