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Copier l' « immortalité » d'un ver

Aurélie Dureuil

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Spécialisée dans l'immunologie et la biologie cellulaire, une équipe de chercheurs français a travaillé sur un nouveau modèle dans ce domaine : la planaire. Un ver plat qui leur a ouvert la voie d'un mécanisme éliminant des bactéries pathogènes.

De son petit nom « planaire », ce ver plat vivant dans l'eau ouvre aujourd'hui de nouvelles perspectives dans la lutte contre les bactéries. Elle ne mesure que quelques centimètres et est connue pour ses capacités de régénération. La planaire est le nouveau modèle de l'équipe de l'Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes (CNRS/IRD/Inserm/Aix-Marseille Université). « Nous voulions sortir des sentiers battus, travailler sur un modèle qui permettrait d'apporter quelque chose de nouveau », témoigne Éric Ghigo, directeur de recherche au CNRS et responsable de l'équipe Infections, Genre et Grossesse et de la plateforme Microscopie, imagerie, cytométrie. L'objectif était de découvrir de nouvelles voies, de nouveaux mécanismes de lutte contre les infections. Il ajoute : « Dans le domaine de l'infection, il y a déjà des collègues qui travaillent sur la drosophile, le ver C. elegans et la souris. Nous ne souhaitions pas faire doublons ». C'est cette volonté de bousculer les modèles qui a conduit son équipe à s'intéresser à la planaire. « Des collègues travaillant sur la régénération des tissus avaient comme modèle ce ver avec cette extraordinaire capacité de régénération. Nous avons imaginé qu'il aurait alors une fonction immunitaire atypique », détaille le responsable de laboratoire.

Les premières étapes ont consisté à vérifier les capacités de la planaire à se défendre contre les infections. Les chercheurs ont ainsi soumis le ver à différentes bactéries. « La planaire vit dans l'eau, nous avons donc débuté avec la Legionella qui vit dans le même milieu. En nourrissant le ver avec cette bactérie, il l'a éliminée. Nous avons réitéré l'expérience avec différentes bactéries », détaille Éric Ghigo. La planaire a ainsi été contaminée avec des bactéries comme L. pneumophila, S. aureus, M. tuberculosis, M. avium, M. marinum, BCG... Au total, la planaire s'est débarrassée de 16 bactéries, chacune dans un délai maximum de neuf jours.

 

Identifier les gènes et mécanismes moléculaires mis en oeuvre par le ver

 

Les chercheurs se sont alors interrogés, comme le souligne Éric Ghigo : « Ces bactéries sont pathogènes pour l'homme, et les modèles classiques en infectiologie. Pourquoi pas pour ce ver ? ». Ils ont donc poursuivi leurs travaux avec l'idée d'identifier les gènes et mécanismes moléculaires mis en oeuvre. L'équipe d'Éric Ghigo a identifié 1 600 gènes présents lors de la réponse immunitaire et en a analyse 135, sélectionnés par une analyse bio-informatique. Les chercheurs les ont alors invalidé un par un dans le ver afin de voir s'il était toujours capable d'éliminer les bactéries sans l'expression de ces gènes. « Nous avons identifié 18 gènes pour lesquels le ver n'était plus résistant à l'infection », indique Éric Ghigo. L'équipe marseillaise s'est alors concentrée sur le gène MORN2, qui permet l'élimination de toutes les bactéries et possède un orthologue chez l'homme, c'est-à-dire une séquence génétique équivalente chez l'homme et chez la planaire.

Une fois le gène MORN2 choisi, les chercheurs ont réalisé des cultures cellulaires en le sur-exprimant dans les macrophages, ces « globules blancs chargés d'éliminer les agents pathogènes en les digérant », explique le CNRS. « Cette sur-expression permettait de doper le macrophage en lui procurant une certaine activité de killing des bactéries », observe Éric Ghigo. Par exemple pour le M. tuberculosis, agent de la tuberculose, les travaux de l'équipe française ont montré que le mécanisme d'action de MORN2 favorise la séquestration de la bactérie dans une cavité où elle est détruite. Mécanisme auquel cette bactérie échappe généralement.

Fort de ces résultats, le responsable du laboratoire a déterminé deux axes de travail. « MORN2 représente un élément d'une voie très complexe. Nous devons étudier les autres éléments que nous avons mis en évidence au cours de nos travaux. Nous sommes en train de mettre en place une structure pour suivre cet axe », détaille Éric Ghigo. En effet, l'étude a identifié 18 gènes avec une action potentielle. Cela représente moins de 1 % des gènes qu'il reste à analyser. MORN2 ayant été privilégiée dans un premier temps pour sa présence chez l'homme. Reste à savoir si les 17 autres gènes ouvriront également des perspectives en immunologie.

En parallèle, l'équipe va poursuivre ses travaux sur MORN2. « Nous allons passer à un modèle plus complexe et essayer de voir comment moduler positivement ce gène chez la souris », indique le responsable du laboratoire. Il privilégie l'approche mettant en oeuvre des molécules chimiques plutôt que la thérapie génique. Il espère ainsi pouvoir « screener avec des molécules chimiques des laboratoires pharmaceutiques pour en trouver une qui pourrait doper ce gène ».

 

Bibliographie : Screening in planarians identifies MORN2 as a key component in LC3-associated phagocytosis and resistance to bacterial infection, P. Abnave, et coll., Cell Host and Microbe, 10 septembre 2014.

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