Faculté des sciences

Etude des gènes exprimés au cours du repas sanguin dans l'intestin de la tique "Ixodes ricinus"

Jacot, Steve ; Betschart, Bruno (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2003 ; 1677.

Les tiques sont parmi les plus importants vecteurs de maladies humaines et animales en raison de leurs multiples repas sanguins nécessaires pour leur développement. Ces arthropodes ectoparasites sont responsables de très grandes pertes économiques dans l'élevage du bétail notamment. De nombreux scientifiques ont cherché à isoler des molécules impliquées dans des rôles physiologiques... Plus

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    Résumé
    Les tiques sont parmi les plus importants vecteurs de maladies humaines et animales en raison de leurs multiples repas sanguins nécessaires pour leur développement. Ces arthropodes ectoparasites sont responsables de très grandes pertes économiques dans l'élevage du bétail notamment. De nombreux scientifiques ont cherché à isoler des molécules impliquées dans des rôles physiologiques essentiels pour les tiques (lutte contre le système immunitaire de l'hôte, digestion du sang par exemple), dans le but de produire un vaccin pour lutter efficacement contre ces parasites. Les différentes cellules intestinales des tiques produisent une variété de substances pendant le repas sanguin. La digestion chez ces arthropodes est principalement intracellulaire, mais plusieurs molécules sont aussi sécrétées dans la lumière intestinale ainsi que dans l'hémolymphe. Les séquences nucléotidiques et protéiques de nombreuses molécules ont été décrites chez les tiques, la majorité étant isolée à partir des glandes salivaires. Quelques études biochimiques et histologiques ont été réalisées sur l'intestin des tiques et peu de gènes fonctionnels impliqués dans la digestion du repas sanguin ont été décrits. Seules quelques séquences codant pour des enzymes protéolytiques comme des cathepsines ont été publiées. Ce travail porte sur les gènes impliqués dans la physiologie de la digestion chez Ixodes ricinus, la tique la plus commune en Suisse. Les travaux décrivant des molécules isolées dans l'intestin chez cette espèce sont très rares. L'approche utilisée dans cette étude pour identifier des substances intestinales impliquées dans la physiologie de la digestion a été de fabriquer des banques d'ADNc à partir d'ARNm provenant d'intestins de tiques femelles à jeun et partiellement gorgées pendant 5 jours. Ces banques ont été analysées pour la recherche de gènes participant à la digestion. Seul un gène codant pour une cathepsine L, une enzyme protéolytique déjà décrite chez d'autres espèces de tiques, a pu être identifié de cette manière. Une technique d'hybridation soustractive, la RDA (Representational Difference Analysis) a été utilisée pour obtenir des fragments de gènes spécifiques aux tiques gorgées uniquement. Les parties manquantes de ces fragments ont été obtenues grâce à la technique RACE (Rapid amplification of cDNA Ends). Trois gènes ont été obtenus, dont les parties codantes ont été identifiées. La recherche d'homologies de séquences avec les banques de données existantes a permis de caractériser ces trois gènes : un gène de 875 pb codant pour une cystatine (15 kDa), un de 914 pb codant pour une glutathion peroxydase (23.8 kDa) et un gène de 717 pb codant pour un allergène d'acarien (12.3 kDa). La cystatine et l'allergène sont des protéines sécrétées dans la lumière intestinale car toutes les deux présentent un peptide signal à leur extrémité N-terminale. La détermination du compartiment intra- ou extracellulaire de la glutathion peroxydase est plus floue, deux acides aminés méthionine différents pouvant être chacun le codon " start ", impliquant la présence d'un peptide signal dans un cas et pas l'autre. Des anticorps anti-cystatine et anti-allergène ont été produits dans des souris pour pouvoir suivre la cinétique de sécrétion de ces protéines pendant le repas sanguin et permettre leur localisation par immunocytochimie. La détection de la cystatine n'a pas donné de résultats probants, celle-ci étant probablement sous une forme masquant les épitopes. La protéine allergène a démontré une présence spécifique au niveau de certaines vésicules de sécrétion des cellules sécrétrices intestinales. Du premier jour de gorgement jusqu'au 6ème jour, cet allergène est présent dans ces cellules, avec une concentration maximale aux jours 3 à 5. Les fonctions possibles de ces 3 molécules isolées dans l'intestin d'I. ricinus ont été discutées. La cystatine serait impliquée dans la défense antibactérienne des tiques en inhibant probablement les protéases des pathogènes contenus dans l'intestin. La glutathion peroxydase empêcherait l'oxydation des molécules biologiques due aux radicaux peroxydes dans la cellule si cette enzyme est intracellulaire, et empêcherait les dommages oxydatifs de l'épithélium intestinal dus à la toxicité de l'hème si cette enzyme est extracellulaire. L'allergène serait impliqué dans un processus digestif indéfini ou ferait partie du système antibactérien des tiques. Ces trois substances permettent de compléter la connaissance des mécanismes de digestion des tiques, et ainsi de mieux comprendre leur mode de vie particulier.