Grâce à une étude de génétique humaine au sein de différentes populations dans le monde, des chercheurs français (de l’Institut Pasteur et du CNRS) ont découvert comment les pathogènes peuvent moduler au fil du temps l’évolution de notre système immunitaire. Tout se passe comme si, contrairement aux virus, les bactéries, champignons et parasites semblaient avoir permis l’instauration de mutations dans les gènes de certaines protéines du système immunitaire, autorisant ainsi une plus grande variabilité génétique. Dans certains cas, ces mutations pourraient même constituer un avantage, en conférant à l’hôte humain une meilleure résistance à des maladies infectieuses comme la lèpre ou la tuberculose. Les chercheurs ont publié leur découverte dans la revue en ligne PLoS Genetics datée du 17 juillet 2009 (référence article 1 ci-dessous)
TLR : Toll-like receptors
Les résultats de cette étude illustrent l’influence des relations entre l’homme et les agents pathogènes. Les scientifiques ont pour cela étudié la variabilité génétique de dix protéines du système immunitaire inné, la première ligne de défense contre ces agents qui attaquent notre organisme. Ces protéines sont des récepteurs d’une famille appelée TLR (pour Toll-like receptors), et sont chargées de reconnaître les agents pathogènes pour déclencher une réponse immunitaire et les éliminer.
Les travaux des chercheurs ont montré une très forte similitude, au sein de différentes populations dans le monde, des gènes des TRL reconnaissant les virus : les mutations y sont très rares, et le niveau de conservation de séquence de ces gènes est extrême. Les virus ont donc exercé au fil du temps une pression sélective très forte sur ces protéines, en les empêchant d’évoluer génétiquement. À l’inverse, les gènes des TLR reconnaissant les bactéries, les champignons ou les parasites montrent une variabilité plus importante : il semble possible que des mutations s’y accumulent sans que cela ne soit critique pour l’organisme. Cela suggérerait que le rôle de ces protéines n’est pas indispensable.
Mutations désavantageuses et avantageuses
Ces recherches viennent corroborer les observations montrant que les quelques mutations connues affectant les gènes des récepteurs TLR « à virus » sont à l’origine de maladies rares et graves. C’est le cas pour une mutation qui touche le gène TLR 3, et qui a été précédemment identifiée comme responsable d’encéphalites. Les mutations qui concernent les gènes des autres types de TRL, quant à elles, provoqueraient ou favoriseraient des maladies infectieuses moins sévères et plus fréquentes. L’une des mutations qui touchent le gène TLR 6 est par exemple à l’origine d’une prédisposition à l’asthme chez l’enfant.
Grâce à cette étude, les scientifiques ont également pu montrer qu’une mutation affectant le récepteur TLR1, chargé de reconnaître des bactéries, pouvait être un avantage ! Retrouvée chez deux personnes sur cinq en Europe, cette mutation a pour effet d’empêcher l’expression de ce récepteur à la surface des cellules et par conséquent de réduire de 40 à 60% la réponse inflammatoire. Dans des études précédentes, cette mutation a même été associée à une plus grande résistance vis-à-vis de la lèpre et de la tuberculose.
L’approche évolutive de cette étude apporte un éclairage original sur la question des relations Homme/pathogènes. À partir de l’analyse directe des séquences génétiques, elle ouvre des pistes, à explorer d’un point de vue clinique, immunologique et épidémiologique, pour mieux comprendre la susceptibilité à certaines maladies.
Les Toll-like receptors
Les Toll-like receptors tirent leur nom de l’homologie qu’ont ces protéine avec une famille de molécules retrouvée chez la mouche drosophile (Drosophila melanogaster), dont le principal membre est Toll. (Toll est un mot allemand qui signifie étonnant, génial). Chez la drosophile, Toll a initialement été identifié comme un gène important lors de l’embryogenèse, et en particulier, lors de la mise en place de l’axe dorso-ventral. En 1996, Jules Hoffmann et son équipe (Strasbourg, France) montre que Toll participe également à l‘immunité anti-fongique chez la drosophile (voir référence article 2.)
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Références :
Article 1 : Evolutionary Dynamics of Human Toll-Like Receptors and Their Different Contributions to Host Defense
Auteurs : Luis B. Barreiro, Meriem Ben-Ali, Hélène Quach, Guillaume Laval, Etienne Patin, Joseph K. Pickrell, Christiane Bouchier, Magali Tichit, Olivier Neyrolles, Brigitte Gicquel, Judith R. Kidd, Kenneth K. Kidd, Alexandre Alcaïs, Josiane Ragimbeau, Sandra Pellegrini, Laurent Abel, Jean-Laurent Casanova, Lluís Quintana-Murci
Journal de publication : PLoS Genetics
DOI : 10.1371/journal.pgen.1000562
Article 2 : The dorsoventral regulatory gene cassette spätzle/Toll/cactus controls the potent antifungal response in Drosophila adults.
Auteurs : Bruno Lemaitre, Emmanuelle Nicolas, Lydia Michaut, Jean-Marc Reichhart et Jules A Hoffmann
Journal de publication : Cell
DOI : 10.1016/S0092-8674(00)80172-5
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Source : CNRS, Wikipedia
Crédit photo : Stephan Borensztajn
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