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Plongée dans l’intimité des tiques avec la biologie des systèmes

De nombreuses recherches et actions de prévention se développent pour lutter contre les tiques et les maladies qu’elles transmettent à l’Homme et l’animal. Qu’en est-il des agents pathogènes qu’elles véhiculent ? Quelles sont leurs interactions avec les tiques elles-mêmes ? Agissent-ils sur leur métabolisme ? Sollicités par « Trends in Parasitology », Alejandro Cabezas-Cruz de l’unité BIPAR* et ses collègues** apportent des éléments de réponse en analysant les publications basées sur la biologie des systèmes. Leur revue est publiée dans le numéro du 1er avril 2019.

Plongée dans l’intimité des tiques avec la biologie des systèmes © Alejandro Cabezas-Cruz
Par Delphine Achour
Publié le 28/05/2019

Une approche intégrant différents niveaux d’information biologique…

Développée à la fin du 20e siècle, la biologie des systèmes est une approche qui vise à intégrer différents niveaux d’information biologique pour appréhender la complexité du vivant. Elle repose sur l’acquisition de données issues de différents niveaux d’organisation d’un système ou processus biologique : génome, transcriptome, protéome, métabolome, cellule, organe, individu, environnement…  Ces données et leur évolution sont ensuite intégrées et analysées à l’aide d’outils mathématiques et de modélisation. Abordant les systèmes biologiques dans leur globalité, cette approche vise à mieux comprendre leur fonctionnement, les interactions entre leurs différents composants, leur environnement.   

… pour décrypter les interactions métaboliques entre les tiques et les agents pathogènes

Des chercheurs de l’unité BIPAR*, de l’IREC et du Department of Veterinary Pathobiology** se sont ainsi attachés à comprendre les interactions entre les tiques et les agents pathogènes qu’elles véhiculent. Le métabolisme des tiques peut-il être modifié par ces agents ? Par quels mécanismes ? Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont intégré à leurs propres travaux des résultats issus de publications scientifiques récentes portant sur ces interactions et basées sur la biologie des systèmes, puis analysé l’ensemble.

De nombreux jeux de données analysés…

La revue des chercheurs porte essentiellement sur la tique Ixodes scapularis,seule espèce à ce jour dont le génome est publié. Encore appelée tique du cerf, elle est très présente dans l’est de l’Amérique du Nord et peut piquer l’Homme. Des données sur la tique du bétail Rhipicephalus microplus ont pu également être intégrées. Elle sévit principalement en Amérique latine, Australie, Afrique subsaharienne…

L’étude des chercheurs révèle que ce sont les interactions entre la tique Ixodes scapularis et la bactérie Anaplasma phagocytophilum qui sont les plus documentées. Cette bactérie pathogène provoque chez l’Homme ou l’animal une infection des globules blancs. Elle peut conduire au décès des individus touchés lorsqu’ils sont immunodéprimés ou traités avec retard. Au total, plus de 8 500 gènes présents chez la tique ont été analysés en réponse à l’infection. Différentes phases de vie et organes de la tique ont été étudiés : nymphes ou adultes, intestins et glandes salivaires.

…mettant en évidence des voies métaboliques modifiées par les agents pathogènes

L’analyse des chercheurs révèle que l’infection par un agent pathogène affecte plusieurs voies métaboliques chez la tique. En particulier, la réponse métabolique des cellules de la tique est associée à une tolérance à l’infection. Leurs cellules immunitaires ne sont en effet pas activées.
Cette analyse suggère également que les tiques utilisent des protéines particulières pour limiter la croissance des bactéries qui pourraient leur être nuisibles (et qu’elles ne transmettent pas). Ce sont les ferritines : elles jouent un rôle clé dans le stockage et le transport de fer dans l’organisme des tiques.

La biologie des systèmes déployée dans cette revue a permis de mettre en évidence des interactions entre les tiques et les agents pathogènes qu’elles véhiculent. Elle a notamment montré comment ces derniers peuvent modifier le métabolisme des tiques. Cette approche devrait contribuer à identifier plus finement des voies clés pour la survie, la diffusion et la transmission de ces agents pathogènes, ce qui, in fine, devrait pouvoir fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter contre les maladies transmissibles par les tiques.


*   Unité BIPAR : Unité Mixte de Recherche (INRA – ANSES – ENVA), Biologie Moléculaire et Immunologie Parasitaires

** Instituto de Invastigacion en Resoursos Cinegéticos (IREC), CIUDAD Real, Spain   
     Department of Veterinary Pathobiology, Center for Veterinary Health Sciences, Oklahoma State University, Stillwater, OK, USA

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Santé animale
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Jouy-en-Josas