Comprendre l'immunité des tiques peut être la clé pour empêcher les virus tueurs de se propager
Une minuscule coche rampe sur votre peau, portant potentiellement un virus si mortel qu'il tue jusqu'à quatre personnes sur dix qu'il infecte. Pourtant, cette même tique ne montre aucun signe de maladie – elle se nourrit, bouge et reproduit comme si de rien n'était.
Les scientifiques étudiant de la fièvre sévère avec le virus du syndrome de thrombocytopénie (SFTSV) se sont longtemps demandé pourquoi cela se produit. Le pathogène, identifié pour la première fois en Chine en 2009, provoque des fièvres élevées, des saignements et une insuffisance organique chez l'homme, mais laisse les tiques complètement indemnes.
Parallèlement aux collègues, j'ai mené des recherches sur la façon dont les tiques peuvent transporter des virus mortels sans tomber malade eux-mêmes. Comprendre ces mécanismes de résistance pourrait aider les scientifiques à développer de nouvelles façons de bloquer ou d'affaiblir les maladies transmises par les tiques avant de se répandre en humains ou en animaux.
Les résultats viennent alors que le changement climatique pousse les tiques dans de nouveaux territoires à travers le monde. Le tick asiatique longhorne qui porte le SFTSV a été identifié en Australie, en Nouvelle-Zélande et dans l'est des États-Unis, soulevant les inquiétudes que la maladie pourrait se propager à des régions qui ne l'ont jamais vu auparavant.
Contrairement aux souris, aux humains ou même aux moustiques, les tiques posent un défi scientifique unique: la plupart des outils moléculaires que les chercheurs utilisent pour étudier l'infection ne fonctionnent tout simplement pas dans les tiques.
Au lieu de cela, nous nous sommes tournés vers l'analyse des données. Nous avons capturé des instantanés moléculaires détaillés de cellules de tick infectées, suivant simultanément des milliers de gènes et plus de 17 000 protéines. Cela a permis à l'équipe d'étudier la réponse cellulaire de manière globale, à différents moments après l'infection.
Nous avons constaté que si les cellules humaines réagissent à l'invasion virale en montant des réponses immunitaires agressives, mobilisant plusieurs systèmes de défense pour lutter contre l'infection, les cellules de tiques adoptent une approche fondamentalement différente.
Stratégie de survie
Les tiques ont des systèmes immunitaires mais ils fonctionnent très différemment de la nôtre. Comme les humains, les tiques ont des voies de signalisation cellulaire qui aident à détecter et à répondre à l'infection. Connues sous le nom de péage, IMD et JAK-STAT, ces voies coordonnent les réponses défensives et déclenchent la production de protéines antimicrobiennes. https://www.youtube.com/embed/tapcub7ev6c?wmode=transparent&start=0
Mais lorsqu'il est infecté par SFTSV, le système immunitaire de la tick n'a montré qu'une activité minimale. Au lieu de lancer des réponses défensives à grande échelle, ces voies sont restées largement silencieuses. Le virus semble avoir évolué des moyens d'éviter de déclencher les sonneries de l'alarme immunitaire de la tique.
Au lieu de cela, les cellules de tiques ont apporté des modifications majeures à leurs systèmes de réponse au stress, à leur production d'ARN et de protéines et des voies qui contrôlent la mort cellulaire. (L'ARN est une molécule qui porte des instructions génétiques – comme une copie de travail de l'ADN – utilisée par les cellules pour fabriquer des protéines.) Plutôt que d'attaquer le virus de front, les cellules de tiques semblent tolérer l'infection, réorganisation de leur machine interne pour gérer les dommages tout en continuant à fonctionner.
Cette approche a un sens évolutif lorsque vous considérez les contraintes auxquelles ces minuscules créatures sont confrontées. Le montage d'une réponse immunitaire à part entière est énergiquement coûteux – il nécessite beaucoup de ressources et peut nuire aux propres tissus de l'hôte.
Pour les tiques, qui ne nourrissent que quelques fois dans leur vie et vivent des réserves d'énergie limitées, une réponse plus douce peut être plus durable. Et parce que ce virus infectait probablement les tiques depuis des millions d'années, les deux ont eu le temps de s'adapter l'un à l'autre.
Plutôt que de tuer l'hôte, le virus peut avoir évolué pour voler sous le radar, tandis que la tick a évolué des moyens de le tolérer – permettant aux deux de survivre et de se reproduire.
Gardiens antiviraux inattendus
Nous avons identifié deux protéines clés qui agissent comme des contrôleurs de qualité moléculaire de l'ARN. Ces protéines, appelées UPF1 et DHX9, sont des tuteurs anciens trouvés dans toutes les formes de vie complexes, des plantes aux humains. L'une de leurs fonctions normales consiste à surveiller et à contrôler la qualité de l'ARN, le messager moléculaire qui transporte des instructions génétiques autour des cellules. Considérez-les comme des correcteurs cellulaires, vérifiant constamment que les messages génétiques sont exacts et fonctionnels.
Mon équipe de recherche a d'abord identifié ces protéines lorsqu'elles sont apparues comme des partenaires cellulaires qui interagissent directement avec les protéines virales à l'intérieur des cellules infectées. Cette découverte nous a intrigués parce que UPF1 et DHX9 étaient des candidats inattendus – ils ne sont généralement pas associés à la défense antivirale – mais ils semblaient parfaitement positionnés pour détecter ou traiter l'ARN viral, probablement parce que ces protéines scannent normalement l'ARN pour les erreurs, ce qui les rend bien adaptés à la repérer les structures inhabituelles souvent trouvées dans le matériel génétique viral.
Pour tester si ces protéines combattent le virus, nous avons utilisé des techniques génétiques pour faire taire l'expression de UPF1 et DHX9 dans les cellules de tick, éliminant essentiellement ces gardiens moléculaires. Nous avons constaté que la croissance virale du SFTSV a augmenté de manière significative lorsque ces protéines étaient absentes, démontrant leur fonction antivirale.
Cela suggère que les tiques ont peut-être évolué un autre type de défense immunitaire connue sous le nom d'immunité non canonique. Au lieu d'attaquer des virus de front en utilisant des systèmes immunitaires traditionnels, les tiques semblent utiliser des stratégies plus subtiles. Dans ce cas, leurs protéines de contrôle de la qualité de l'ARN agissent comme des moniteurs internes. Parce que l'ARN viral semble souvent différent de l'ARN cellulaire normal, ces protéines peuvent la reconnaître comme inhabituelles. Une fois détectés, ils peuvent déclencher des systèmes de contrôle internes qui ralentissent ou empêchent le virus de se multiplier – aider la tick à rester en bonne santé sans une réponse immunitaire à part entière. https://www.youtube.com/embed/yqpoxlgcmyg?wmode=transparent&start=0
Nos recherches ont des implications importantes car les protéines UPF1 et DHX9 existent également dans les cellules humaines. Comprendre comment ils fonctionnent dans les tiques pourraient révéler de nouvelles façons de renforcer les défenses antivirales humaines ou de développer des traitements qui améliorent ces mécanismes naturels de contrôle de la qualité.
La recherche ouvre également les possibilités d'utiliser ces mécanismes de tolérance pour arrêter la maladie – soit en renforçant des défenses similaires chez l'homme et les animaux, soit en les ciblant en tiques pour briser la chaîne de transmission. Les stratégies futures pourraient impliquer de stimuler les protéines antivirales dans les populations de tiques sauvages ou de développer des traitements qui ciblent spécifiquement les interactions virales de virus.
Les approches traditionnelles du contrôle des maladies ont du mal à suivre, d'autant plus que le changement climatique aide les tiques à se développer dans de nouvelles régions. Pour éviter de futures épidémies, nous avons besoin d'une compréhension plus approfondie de la façon dont les tiques et des virus qu'ils portent, interagissent avec les humains et les animaux.
Apprendre comment ces minuscules créatures tolèrent les agents pathogènes mortels pourraient être essentiels pour développer de nouveaux outils qui rendent les personnes et les animaux moins vulnérables à ces maladies – ou empêcher les tiques de les transmettre en premier lieu.
Marine J. Petit, conférencier en virologie, section de la virologie, Institut de durabilité, Université de Surrey
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