Faculté des sciences

Caractérisation de chitinases chez les nématodes

Maeder, Muriel Nirina ; Betschart, Bruno (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2007 ; 1935.

Les plantes possèdent des mécanismes de défense contre les attaques externes utilisant des moyens constitutifs et des molécules chimiques. Les premières études des chitinases de plantes les ont classées comme des "protéines associées à la pathogénèse" (PR protéines) ; divisées en 5 classes en fonction de leurs séquences en acides aminés. Des études postérieures ont indiqué que... Plus

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    Résumé
    Les plantes possèdent des mécanismes de défense contre les attaques externes utilisant des moyens constitutifs et des molécules chimiques. Les premières études des chitinases de plantes les ont classées comme des "protéines associées à la pathogénèse" (PR protéines) ; divisées en 5 classes en fonction de leurs séquences en acides aminés. Des études postérieures ont indiqué que les chitinases sont non seulement trouvées chez les plantes mais également chez d'autres organismes comme les bactéries, les champignons et les animaux. Une nouvelle classification a donc établi une subdivision des chitinases en famille 18 et famille 19. La première famille est omniprésente alors que la famille 19 a longtemps été considérée comme spécifique aux plantes avant d’avoir récemment été décrite chez d'autres organismes comme les bactéries ou le ver Ascaris suum, mais pas chez l’Homme. Dans la lutte contre les parasites et l'infection de nouveaux hôtes, les chitinases ont été pressenties comme de bonnes cibles pour les vaccins. Des études ont été financées par l'OMS afin de développer de nouveaux vaccins pour empêcher la filariose lymphatique, maladie classée en troisième position en termes de pertes économiques dans les régions tropicales et subtropicales. La réaction croisée entre les chitinases de filaires et les chitotriosidases humaines a prématurément mis un terme à ce projet. Il est maintenant clair que ces études étaient basées sur l'analyse de chitinases de la famille 18. La biologie des nématodes est plutôt bien préservée dans le phylum et l'étude de C. elegans, modèle biologique pour les espèces de parasite, est une approche logique. Le but de cette étude était donc de décrire et d’analyser toutes les chitinases du génome de C. elegans. Les résultats ont ensuite été employés pour détecter et décrire des chitinases de la famille 19 chez les nématodes entomopathogènes, intestinaux et chez les filaires. La production de chitinases recombinantes a également été tentée. Quarante gènes ont été identifiés dans le génome de C.elegans parmi lesquels 34 codent pour des chitinases de la famille 18 et 6 pour des chitinases de la famille 19. Les chitinases de la famille 18 sont localisées sur tous les chromosomes excepté le chromosome I alors que les chitinases de la famille 19 sont toutes présentes sur le chromosome V. Les chitinases de la famille 18 semblent également être exprimées dans tous les stades de développement, excepté dans les larves L2. La chitinase cht-1 est jusqu’à présent la seule à avoir été étudiée en détails. L'identification des gènes codant pour des chitinases de la famille 19 chez C.elegans a également indiqué leur expression dans tous les stades de développement, excepté dans les oocytes et les adultes hermaphrodites de 10 jours. L'isolation et le séquençage de cette famille de gènes a permis l'utilisation d’amorces spécifiques afin d’également rechercher des chitinases de la famille 19 chez les nématodes parasites. La présence de ces chitinases a été détectée pour la première fois dans les vers entomopathogènes Heterorhabditis megidis, dans les filaires Brugia pahangi et B. malayi ainsi que dans les vers intestinaux A. suum. L'analyse de l'ADN génomique des larves L3 de H. megidis a indiqué la présence du gène chia-5, les trois chitinases (chia-2, 3 et 5) ont été détectées dans les banques d'ADN de B. pahangi, aux stades L3 et adulte. Ces trois chitinases ont également été détectées chez B. malayi, mais avec un modèle d'expression différent mais aussi dans le génome des vers adultes d’A. suum chez qui une chitinase (As-p50) a récemment été décrite. En dépit de nombreux efforts, l'expression des chitinases recombinantes n'a pas été réussie. Les résultats correspondent cependant aux observations faites par d'autres groupes. Le rôle précis et les fonctions des chitinases des deux familles doivent ainsi encore être élucidés pour comprendre leur implication en tant que protéines potentiellement associées à la pathogénèse.