Immunité entraînée et amorçage immunitaire chez les plantes et les invertébrés

Publié le 2024-11-16 14:35:00. Des recherches récentes révèlent que les plantes et les invertébrés sont capables de développer une forme de mémoire immunitaire, même en l’absence des mécanismes complexes que l’on retrouve chez les vertébrés. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur l’évolution des systèmes immunitaires et pourrait avoir des implications importantes pour l’agriculture et la santé humaine.

• Les plantes et les invertébrés peuvent développer une mémoire immunitaire sans lymphocytes ni système immunitaire adaptatif.
• Ce phénomène se manifeste même en l’absence de système circulatoire chez les plantes, notamment via le SAR (résistance acquise systémique).
• Plusieurs voies de signalisation, impliquant des molécules comme l’acide salicylique et l’acide pipécolique, sont impliquées dans ce processus chez les plantes, tandis que les invertébrés utilisent des voies telles que les récepteurs Toll-like.

Contrairement à ce que l’on pensait auparavant, la capacité à se souvenir d’une première rencontre avec un agent pathogène et à se défendre plus efficacement lors d’une infection ultérieure n’est pas l’apanage des animaux dotés d’un système immunitaire adaptatif sophistiqué. Des études récentes démontrent que les plantes et les invertébrés, dépourvus de lymphocytes et d’anticorps, sont également capables de développer une forme de mémoire immunitaire.

Chez les plantes, ce phénomène est particulièrement bien étudié à travers le mécanisme de la résistance acquise systémique (SAR). Découvert dès 1933 (Chester, 1933), le SAR est déclenché par une première infection et confère une protection durable contre des attaques futures. Il a été observé que les plantes activées par le SAR émettent des composés volatils qui renforcent la résistance aux maladies des plantes voisines (Riedlmeier et coll., 2017; Wenig et coll., 2019), suggérant une communication immunitaire entre individus.

Le SAR se caractérise par une signalisation rapide et systémique, qui prépare les parties non infectées de la plante en quelques heures seulement (Chanda et al., 2011; Kachroo et Kachroo, 2020). Cette signalisation repose sur un réseau complexe de molécules, dont l’acide salicylique (AS) et la protéine NPR1 (Dong, 2004). L’accumulation d’AS induit le déplacement de NPR1 vers le noyau cellulaire, où il active des facteurs de transcription qui régulent l’expression des gènes impliqués dans la défense. Des recherches récentes montrent que la sulfénylation du facteur de transcription CHE, via le peroxyde d’hydrogène, augmente également l’accumulation d’AS (Cao et coll., 2024).

Outre l’AS, d’autres molécules jouent un rôle crucial dans le SAR, notamment l’acide pipécolique (Pip), l’oxyde nitrique (NO), les espèces réactives de l’oxygène (ROS), l’acide azélaïque (AzA) et le glycérol-3-phosphate (G3P) (Kachroo et Kachroo, 2020; Cao et coll., 2024). Ces molécules sont transportées à travers les cellules végétales via des plasmodesmes et nécessitent l’intervention de protéines spécifiques pour activer la réponse immunitaire.

Chez les invertébrés, les mécanismes d’amorçage immunitaire sont moins bien compris. Cependant, des études sur les anémones de mer Exaiptasia pallida ont montré qu’une exposition préalable à un agent pathogène augmente leur taux de survie lors d’une infection ultérieure (Brown et Rodriguez-Lanetty, 2015). Cette résistance accrue est associée à la présence de protéines impliquées dans la réponse au stress, notamment une protéine orthologue de la protéine de choc thermique 70 (HSP70).

La voie de signalisation des récepteurs Toll-like (TLR) joue également un rôle important dans l’immunité des invertébrés, notamment chez les mollusques. L’expression des gènes codant pour les TLR est régulée positivement lors d’une seconde exposition à un agent pathogène (Yao et al., 2021; Zhang et coll., 2024b). Chez les insectes, les voies Toll, IMD et JAK-STAT sont impliquées dans l’amorçage immunitaire et la production de peptides antimicrobiens.

Enfin, des recherches récentes suggèrent que l’endocycle, un processus de réplication de l’ADN sans division cellulaire, pourrait jouer un rôle crucial dans l’établissement de la mémoire immunitaire chez les moustiques (Contreras-Garduño et al., 2015; Maya-Maldonado et coll., 2022). L’activation de la voie Notch et de l’endoréplication est observée lors d’une seconde infection, suggérant un lien entre ces processus et la mémoire immunitaire.

Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la compréhension des mécanismes d’amorçage immunitaire chez les plantes et les invertébrés, de nombreuses questions restent sans réponse. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider les processus sous-jacents à la perception des signaux immunitaires et pour déterminer les différences entre les mécanismes de protection immunitaire spécifique et non spécifique.