Nouvelle recherche de l'Université d'East Anglia (UEA), ROYAUME-UNI, et l'Université Dalhousie, Canada, révèle comment les systèmes immunitaires peuvent développer une résistance aux parasites.

Une étude, publié aujourd'hui dans Communication Nature , résout l'énigme de la façon dont les espèces peuvent s'adapter et modifier leur système immunitaire pour faire face aux nouvelles menaces parasitaires - tout en montrant peu ou pas de changement évolutif dans la fonction immunitaire critique sur des millions d'années.

Les résultats aident à expliquer pourquoi nous, les humains, avons des gènes immunitaires presque identiques à ceux des chimpanzés.

Des scientifiques de l'UEA et de l'Université Dalhousie ont étudié comment les poissons Guppy (Poecilia reticulata) s'adaptent pour survivre en étudiant leurs gènes immunitaires, connu sous le nom de complexe majeur d'histocompatibilité ou gènes du CMH.

Ils ont découvert que les guppys affinent ces gènes à chaque endroit, leur permettant de s'adapter et de survivre dans de nombreux environnements différents et extrêmes. Malgré cette adaptation, les gènes ont maintenu leur fonction critique pendant des dizaines de millions d'années.

La découverte pourrait améliorer la compréhension des scientifiques sur la façon dont les espèces apparentées peuvent s'adapter et modifier leur système immunitaire pour faire face aux nouvelles menaces des parasites tout en partageant simultanément une fonction similaire.

Le Dr Jackie Lighten de l'UEA a dirigé l'étude. Il a dit:"Les Guppies sont un petit, poisson coloré originaire d'Amérique du Sud, Trinité-et-Tobago. Ils sont un modèle fantastique pour la recherche sur l'écologie et l'évolution des vertébrés.

"Les gènes du CMH sont une ligne de défense importante dans le système immunitaire des vertébrés, y compris les humains. Parce que les parasites évoluent plus vite que leurs hôtes vertébrés, les gènes immunitaires doivent être très diversifiés pour faire face aux parasites et prévenir les infections.

"Les gènes du CMH produisent des structures protéiques qui se trouvent à la surface externe des cellules. Ces gènes sont divers et produisent ainsi un éventail de protéines, dont chacun présente une partie spécifique d'un parasite ou d'un agent pathogène qui a tenté d'infecter le corps. La forme spécifique de la protéine dicte quels parasites elle peut reconnaître, et des signaux au système immunitaire pour prévenir l'infection."

L'étude a examiné la variation génétique du CMH dans 59 populations de guppy à Trinidad, Tobago, Barbade, et Hawaï. Les auteurs ont trouvé des centaines de variantes immunitaires différentes, mais ces soi-disant « allèles » semblent être regroupés dans un plus petit nombre de groupes fonctionnels ou « supertypes ».

le professeur van Oosterhout, également de l'École des sciences de l'environnement de l'UEA, a déclaré : « Chaque supertype protège l'hôte contre un groupe spécifique de parasites, et ces supertypes étaient communs à toutes les populations, et espèces, quel que soit l'emplacement.

"Toutefois, les allèles qui composent un supertype suivent l'évolution rapide des parasites, et eux aussi évoluent rapidement. Ces allèles sont largement spécifiques à chaque population, et ils aident à « affiner » la réponse immunitaire aux parasites (locaux) spécifiques qui attaquent l'hôte dans cette population. »

Avant cette étude, les scientifiques ont débattu de la façon dont ces gènes immunitaires peuvent évoluer rapidement (ce qui est nécessaire pour suivre les parasites à évolution rapide), tout en montrant peu ou pas de changement évolutif dans leur fonction sur des millions d'années, comme observé entre les humains et les chimpanzés. Cette étude résout ce débat.

Le professeur Bentzen de l'Université Dalhousie a déclaré :« Bien que cette étude se soit concentrée sur les gènes du CMH chez les vertébrés, la dynamique évolutive qui y est décrite s'applique probablement à d'autres familles de gènes, par exemple les gènes de résistance et ceux qui empêchent l'autofécondation chez les plantes (loci d'auto-incompatibilité) qui sont pris dans leurs propres races évolutives."

Le Dr Lighten a ajouté :« C'est un pas en avant important dans la compréhension de la génétique évolutive du système immunitaire, et peut aider à expliquer certaines des observations déroutantes observées dans des études antérieures sur de nombreux autres organismes. »

"La génétique évolutive des supertypes immunologiques révèle deux visages de la reine rouge" est publié dans la revue Communication Nature le 3 novembre, 2017.