Des Israéliens ont découvert un système immunitaire unique chez les anémones de mer

Dans le cadre d’une étude évaluée par des pairs, des scientifiques de l’Université hébraïque de Jérusalem, en collaboration avec l’Université de Caroline du Nord à Charlotte, ont découvert une toute nouvelle protéine qui a aidé le système immunitaire de Nematostella vectensis, l’anémone de mer « starlet », à se défendre contre les attaques virales pendant toutes ces années.

« Nous avons découvert une protéine CARD, que nous avons baptisée CARDIB, qui empêche toute réponse immunitaire inutile en se liant au capteur de virus », a indiqué au Times of Israel l’auteur principal de l’étude, Ton Sharoni.

Cette découverte remet en cause l’hypothèse selon laquelle tous les systèmes immunitaires, des anémones aux humains, proviendraient d’un système antiviral ancestral unique et lutteraient contre les virus de la même manière.

« L’évolution a abouti à différentes solutions moléculaires pour relever le même défi biologique », a-t-il déclaré.

Si ce nom évoque la célèbre rappeuse Cardi B, ce n’est pas une coïncidence – même si la protéine se prononce « cardib ».

« C’était simplement un petit bonus amusant qui rendait le nom un peu plus facile à retenir », a expliqué Sharoni.

« Les noms des gènes sont souvent techniques et pas toujours faciles à retenir », a-t-il précisé.

« Dans ce cas précis, nous avons pu créer l’acronyme CARDIB (CARD Inhibitor Binding Protein, ou protéine de liaison à l’inhibiteur CARD), qui reflète la fonction de cette protéine. »

Des découvertes qui pourraient contribuer à sauver les récifs coralliens

Tout comme les coraux et les méduses, les anémones de mer appartiennent aux cnidaires, un vaste groupe d’invertébrés aquatiques. Étant donné que les anémones sont étroitement apparentées aux coraux, les chercheurs ont indiqué que ces découvertes sur le système immunitaire pourraient déboucher sur de nouvelles méthodes pour aider à endiguer la menace qui pèse sur les récifs coralliens.

« Environ 30 % de la vie marine dépend des coraux, et lorsque ceux-ci meurent, tous les poissons et les invertébrés qui en dépendent meurent également », a déclaré au Times of Israel le Pr. Yehu Moran, qui a supervisé ces recherches.

« Étant donné que les virus jouent très probablement un rôle dans la dégradation des coraux, il est essentiel de comprendre leur système immunitaire », a ajouté Moran.

« En étudiant le système antiviral des anémones de mer, nous pouvons œuvrer à la sauvegarde des coraux et à la préservation de la vie marine. »

Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature Ecology & Evolution.

Sans CARDIB, pas de protection contre les virus

Depuis 2020, grâce à une subvention de 2 millions d’euros du Conseil européen de la recherche, Sharoni s’est attelée à élucider le fonctionnement du système immunitaire de l’anémone de mer en collaboration avec Moran, biologiste évolutionniste à l’Université hébraïque de Jérusalem.

Dans un premier temps, ils ont émis l’hypothèse que la protéine antivirale désormais connue sous le nom de CARDIB présentait une structure similaire à celle de la protéine MAVS, présente chez les humains et d’autres primates.

À l’aide de la technologie d’édition génétique CRISPR, les scientifiques ont supprimé le gène CARDIB chez un groupe d’anémones de mer « starlet » dans leur laboratoire.

« La première surprise a été de parvenir à créer ce type d’animaux, qui se sont reproduits et ont survécu », a déclaré Sharoni.

« Quelques années après le début du projet, nous avons découvert que le mode de fonctionnement de CARDIB était diamétralement opposé à celui de MAVS. Ce fut la plus grande surprise », a ajouté Moran.

Moran a expliqué que chez l’homme, la MAVS agit comme un interrupteur « marche » qui déclenche immédiatement le système immunitaire dès qu’un virus est détecté.

En revanche, la CARDIB agit comme un interrupteur « arrêt » qui empêche le système immunitaire de l’anémone de mer de s’activer en permanence.

« Imaginez Mel Gibson dans ‘Braveheart’ retenant ses soldats », a déclaré Sharoni.

Pour valider ces résultats en milieu naturel, les chercheurs ont transféré les anémones de mer génétiquement modifiées dans des bassins marins en plein air, en Caroline du Sud.

Dans l’habitat naturel de l’anémone de mer « starlet », elles ont alors été exposées à la diversité des virus menaçants présents dans la nature.

En l’espace de quelques jours, les anémones dépourvues de CARDIB sont devenues plus vulnérables aux infections.

« Cette protéine joue un rôle crucial en aidant ces animaux à faire face aux défis viraux auxquels ils sont confrontés dans la nature », a déclaré Moran.

Selon Moran, le système immunitaire d’un animal doit évoluer plus rapidement que les virus pour survivre.

« Cela s’inscrit dans ce qu’on appelle ‘la course à l’armement évolutive’ entre les virus et les cellules », a expliqué Moran.

« Il n’existe pas une seule cellule sur Terre qui ne soit pas infectée par un virus ayant, d’une manière ou d’une autre, évolué pour l’infecter. »

Comprendre comment les animaux anciens luttaient contre les virus montre que « l’évolution a organisé les défenses de manière fondamentalement différente », a déclaré Moran.

Cependant, a-t-il ajouté, « lorsque les expériences en laboratoire sont menées presque exclusivement sur des humains et des souris, les innovations évolutives d’animaux anciens tels que les anémones de mer restent invisibles ».

« Cette étude montre que, malgré sa similitude structurelle avec la protéine antivirale MAVS des vertébrés, CARDIB fonctionne selon un mécanisme distinct », a déclaré le Pr. Uri Frank, de l’université de Galway, au Times of Israel.

Frank n’a pas participé à cette recherche.

Il a déclaré que cette découverte « démontre que certains aspects de l’immunité antivirale sont apparus indépendamment chez des animaux éloignés les uns des autres, par le biais d’une évolution convergente plutôt que d’une lignée ancestrale commune ».

« Ces travaux apportent un nouvel éclairage sur la course à l’armement entre les agents pathogènes et leurs hôtes », a-t-il ajouté.

« Ils montrent que l’évolution peut proposer différentes solutions pour résoudre des problèmes similaires chez des animaux différents. »

« L’évolution ayant eu ‘des centaines de millions d’années pour résoudre le problème des infections virales’ », a-t-il déclaré.

« En étudiant certains des tout premiers animaux apparus sur Terre, nous pouvons découvrir des stratégies immunitaires très différentes des nôtres. »

Ces connaissances pourraient également permettre de mieux comprendre la manière dont les coraux et leurs proches parents réagissent aux infections virales et au stress environnemental, a ajouté Sharoni.

« À long-terme, cela pourrait contribuer aux futurs efforts de conservation. »