Paris, 21 mai 2015

Un leurre pour tromper l'adversaire : les ruses moléculaires de l'Arabette

Camouflage, vitesse, illusions d'optique… le règne animal regorge de stratégies permettant aux prédateurs de capturer leurs proies ou, inversement, à ces dernières de leur échapper. De telles ruses sont également déployées à l'échelle moléculaire. C'est ce que viennent de découvrir des chercheurs du CNRS, de l'Inra, du CEA et de l'Inserm1 chez l'une des bactéries phytopathogènes les plus dévastatrices de la planète qui court-circuite les défenses des cellules végétales en empêchant le déclenchement d'un « signal d'alarme » immunitaire. Plus étonnant encore, des cellules végétales ont développé un récepteur intégrant un leurre destiné à prendre l'envahisseur à son propre piège. Ces travaux, aux potentialités multiples, sont publiés le 21 mai 2015 dans la revue Cell.
Comme pour les êtres humains, l'interception de molécules pathogènes par un système immunitaire est tout aussi indispensable aux plantes : elle leur permet d'assurer leur survie, leur croissance et leur productivité. Leurs réponses de défense reposent entièrement sur une résistance génétique (immunité innée) conférée par une famille de récepteurs exprimés dans des cellules individuelles. Ces récepteurs restent inactifs jusqu'à ce qu'ils soient activés suite à la reconnaissance de molécules pathogènes spécifiques, appelées effecteurs, qui ont souvent pour objectif de bloquer les voies de défense. La rapidité avec laquelle les populations microbiennes peuvent produire de nouveaux effecteurs qui favorisent l'infection met une pression considérable sur les plantes, les obligeant sans cesse à acquérir de nouvelles capacités de détection. Dans cet article publié dans la revue Cell, les chercheurs décrivent un mécanisme de défense particulièrement ingénieux issu de la plante modèle Arabidopsis  lui permettant de convertir l'activité de virulence d'un effecteur bactérien en déclencheur d'une réponse immunitaire rapide.
Ralstonia solanacearum, une bactérie responsable du flétrissement bactérien de nombreuses espèces végétales telles que la tomate ou le tabac, a développé une stratégie d'invasion particulièrement efficace : parmi les nombreux effecteurs qu'elle injecte dans les cellules hôtes pour bloquer la mise en place des défenses immunitaires figure la protéine PopP2 dont le mode d'action est ici percé à jour. C'est au sein même du noyau des cellules, où des régions d'ADN sont coiffées de protéines (facteurs de transcription) chargées de réguler l'expression de gènes nécessaires à la mise en place des défenses, que PopP2 est adressée. Une fois dans le noyau, PopP2 utilise son activité enzymatique pour inhiber la liaison de certains facteurs de transcription vis-à-vis de leurs séquences cibles. Ainsi délogées et neutralisées, ces protéines sont incapables d'activer les défenses, permettant alors à l'envahisseur de « déminer » le terrain.
A partir de cette découverte réalisée chez Arabidopsis thaliana, une des « proies » de la bactérie Ralstonia solanacearum, les chercheurs ont mis en lumière un mécanisme de défense tout aussi radical que celui déployé par la bactérie. Parmi les protéines manipulées par PopP2, l'une d'entre elles se révèle être un leurre directement intégré à un récepteur immunitaire. En s'attaquant à ce leurre, PopP2 déclenche involontairement le système d'alarme. En effet, c'est une fois délogé de l'ADN que ce récepteur devient capable d'orchestrer le déploiement des défenses.
L'intégration d'un « leurre » au sein même du récepteur étudié présente un avantage indéniable : un tel « système de surveillance » est difficilement contournable par l'agent pathogène puisque c'est l'activité intrinsèque de l'effecteur produit qui active la réponse immunitaire. En s'affranchissant du procédé habituel d'évolution dans lequel chacune des parties améliore tour à tour son arsenal, la cellule végétale prend ici une longueur d'avance. Ainsi, même si PopP2 évolue, tant que son activité demeurera inchangée, il activera inévitablement les mécanismes de défense de la cellule.
Cette stratégie moléculaire de « leurre intégré » pourrait être plus répandue qu'il n'y parait. Ainsi se pose la question de savoir si les domaines de fonction inconnue de récepteurs immunitaires de nombreuses espèces végétales ne pourraient pas s'apparenter à des leurres. Plus qu'une avancée dans la compréhension d'un mécanisme original, cette découverte ouvre la voie à l'élaboration de nouveaux récepteurs immunitaires pouvant intercepter, avec une efficacité redoutable, des facteurs de virulence émanant de pathogènes responsables chaque année de pertes agricoles considérables.

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Paris, 21 janvier 2013

Le contrôleur du vieillissement de la peau

Malgré les progrès de la médecine régénérative, avec l'âge, la peau perd ses propriétés de manière irréversible. L'équipe ATIP-Avenir "Homéostasie et tumorigenèse épidermiques" dirigée par Chloé Féral, chargée de recherche à l'Inserm à l'Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement (Inserm/CNRS/Université Sophia Antipolis), vient de définir les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le maintien des cellules de la peau et la cicatrisation cutanée au cours du vieillissement. Ces mécanismes, décrits in vivo chez la souris, font intervenir la molécule CD98hc, un acteur du renouvellement de l'épiderme qui pourrait constituer un indicateur de la capacité de la peau à se régénérer. Ces travaux sont publiés dans la revueThe Journal of Experimental Medicine.
L'épiderme, la couche superficielle de la peau, est composée en majorité de cellules appelées kératinocytes qui se renouvellent continuellement selon un cycle de 21 jours chez l'Homme. Ces cellules reposent sur une membrane constituée de composants de la matrice extracellulaire qui assurent la jonction avec le derme, la couche profonde de la peau (cf. schéma). Le renouvellement de l'épiderme est assuré par la prolifération et la différenciation cellulaires qui maintiennent l'équilibre des tissus adultes. L'altération de cet équilibre, indispensable au bon fonctionnement des tissus et que l'on appelle "homéostasie", est responsable des changements physiques associés au vieillissement : flétrissement de la peau dû à la réduction de la prolifération des cellules épidermiques, défaut de cicatrisation en cas de plaies, perte de poils…

L'équipe ATIP-Avenir "Homéostasie et tumorigenèse épidermiques" dirigée par Chloé Féral, chargée de recherche à l'Inserm, a étudié les nombreux facteurs cellulaires impliqués dans le maintien de cet équilibre, en particulier CD98hc, une molécule connue pour son interaction avec des récepteurs en cause dans le vieillissement cutané. Avec l'âge, l'activité du transporteur CD98hc et des intégrines, ces récepteurs liés aux composants de la matrice extra cellulaire, est perturbée. Cependant, les mécanismes impliqués n'avaient jusqu'à présent pas été élucidés.

Dans ce travail, les chercheurs ont montré in vivo chez la souris, que la délétion du gène CD98hc (qui code pour le transporteur CD98hc), perturbe l'équilibre cutané et le processus de cicatrisation. En modifiant la prolifération et la migration des cellules, la délétion de ce gène induit également un défaut du cycle du follicule pileux. Les chercheurs ont décrypté l'ensemble des mécanismes complexes associés à CD98hc, en particulier la dérégulation des intégrines induite par l'absence de cette molécule in vivo. Ils confirment notamment ce qui avait été décrit in vitro : le transporteur d'acides aminés CD98hc module le signal intégrine, essentiel au renouvellement de la peau. Par ce biais, CD98hc participerait activement au renouvellement cutané via le recrutement efficace et massif des cellules épidermiques en cas de besoin (cicatrisation d'une plaie par exemple).

"CD98hc apparait nécessaire au renouvellement rapide et efficace de l'épiderme. La baisse de son expression, constatée in vivo chez la souris âgée, confirme son rôle dans le maintien des tissus, le cycle du follicule pileux et la cicatrisation, perturbés avec l'âge" affirme Chloé Féral. Le statut du transporteur CD98hc in vivo pourrait être un indicateur de la capacité de la peau à se régénérer", conclut la chercheuse.


Références :
CD98hc (SLC3A2) Regulation of Skin Homeostasis Wanes With Age
Etienne Boulter*, Soline Estrach*, Aurélia Errante, Catherine Pons, Laurence Cailleteau, Floriane Tissot, Guerrino Meneguzzi and Chloé C. Féral

Institute for Research on Cancer and Aging, Nice (IRCAN), AVENIR Team, University of Nice Sophia-Antipolis, INSERM U1081, CNRS UMR 7284, Centre Antoine Lacassagne, Nice, France.
Journal of Experimental Medicine, 14 Janvier 2013, 210:173-190.
doi: 10.1084/jem.20121651

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AUTISME. Une organisation cérébrale unique

Des chercheurs viennent de découvrir que le cerveau de personnes atteintes de troubles du spectre de l’autisme présente une organisation intrigante. Explications.

Les troubles du spectre de l’autisme (TSA), ces troubles neurologiques qui affectent principalement les relations sociales et la communication chez l’enfant, ont beau être étudiés depuis des années, ils recèlent toujours autant de mystères. Notamment au niveau cérébral.
Selon plusieurs recherches, chez les personnes atteintes de TSA, certaines régions cérébrales, qui fonctionnent en tandem, sont moins bien synchronisées que chez les sujets sains. Cependant, d'autres travaux ont mis en évidence l'exact opposé. Une nouvelle analyse, menée par des chercheurs américains et israéliens et publiée dans Nature Neuroscience, révèle que ces études soulèvent une caractéristique plus profonde : le cerveau des personnes autistes présentent des modèles de synchronisation uniques. Une découverte qui pourrait améliorer le diagnostic précoce de la maladie et les traitements futurs.

Des profils uniques

COMPARAISON. Pour parvenir à cette conclusion, les chercheurs ont analysé des données obtenues à partir d'imagerie magnétique à résonance fonctionnelle (IRMf) et réalisées sur des patients au repos, atteints de TSA ou non. Ils ont utilisé la base de données "ABIDE" ("Autism Brain Imaging Data Exchange"), contenant les informations de plus d'un millier de personnes. "Étudier l'organisation de cerveaux de patients au repos est important car cela permet de repérer des modèles, et donc d'observer comment les aires cérébrales sont naturellement connectées entre elles et comment elles synchronisent leur activité", explique Avital Hahamy, doctorant au Weizmann Institute of Science (Israël) et principal auteur de l'étude.
L'équipe d'Avital Hahamy a ainsi découvert une différence intrigante entre les cerveaux des sujets sains et ceux des personnes autistes : les premiers présentent tous des synchronisations cérébrales proches, alors que les seconds montrent clairement des profils particuliers et uniques (on les nomme "idiosyncratiques" - voir image ci-dessous).

Cette différence s'expliquerait par la manière d'interagir et communiquer avec leur environnement. "Dès son plus jeune âge, les réseaux cérébraux se forgent en fonction d'intenses interactions avec les autres, par exemple le fait de partager des expériences, ce qui fait que les individus présentent des modèles de synchronisation proches les uns des autres, ajoute Avital Hahamy. Il est possible que chez les personnes atteintes de TSA, comme les interactions avec l'environnement sont perturbées, chacun développe une organisation cérébrale unique."

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La Maison Blanche dévoile un plan pour sauver les abeilles

Le gouvernement américain a dévoilé mardi 19 mai 2015 un plan d'action national pour sauver les abeilles et autres pollinisateurs en péril.

RECOLTES. "Les insectes pollinisateurs sont essentiels pour l'économie nationale, la sécurité alimentaire et l'environnement", a expliqué John Holdren, l'un des principaux conseillers scientifiques du président Barack Obama. "La pollinisation par les seules abeilles représente plus de 15 milliards de dollars de récoltes agricoles annuellement" dans le pays, a-t-il précisé. Il s'agit de fruits, de fruits à coque et de légumes. Mais "ces pollinisateurs souffrent". En effet, selon une estimation du département de l'Agriculture (USDA) publiée la semaine dernière, les apiculteurs ont perdu 42% de leurs colonies d'abeilles ces douze derniers mois dont une grande partie en hiver.



Une pensée pour les monarques
C'est la deuxième plus mauvaise année pour la mortalité des abeilles domestiques aux Etats-Unis dans les annales. La pire avait été en 2012-2013 avec la disparition de 45% des colonies. "Des pertes aussi importantes toute l'année restent très inquiétantes", avait dit Jeff Pettis, un entomologiste de l'USDA, co-auteur de cette recherche. "Les chercheurs doivent trouver de meilleures réponses à l'origine des événements qui mènent à ces pertes en hiver comme en été". Ce phénomène encore mystérieux observé depuis 2006 en Amérique du Nord, mais aussi en Europe notamment, décrit la disparition assez soudaine dans les ruches de millions d'abeilles adultes.
Pour les scientifiques, une combinaison de plusieurs facteurs serait responsable de cette hécatombe, dont une mite parasite, un virus, la diminution des éléments nutritifs disponibles et la nocivité des pesticides. Le plan d'action américain vise aussi à reconstituer les populations de papillons monarques, en très forte diminution. Le nombre de ces papillons migrateurs, qui vont passer l'hiver dans le sud, surtout au Mexique, a baissé de 90%, voire davantage ces deux dernières décennies.
Restaurer la biodiversité végétale La Maison Blanche dévoile un plan pour sauver les abeilles

Le gouvernement américain a dévoilé mardi 19 mai 2015 un plan d'action national pour sauver les abeilles et autres pollinisateurs en péril.

Les apiculteurs américains déplorent 42% de perte parmi leurs abeilles. © Paul J. Richards/AFP

RECOLTES. "Les insectes pollinisateurs sont essentiels pour l'économie nationale, la sécurité alimentaire et l'environnement", a expliqué John Holdren, l'un des principaux conseillers scientifiques du président Barack Obama. "La pollinisation par les seules abeilles représente plus de 15 milliards de dollars de récoltes agricoles annuellement" dans le pays, a-t-il précisé. Il s'agit de fruits, de fruits à coque et de légumes. Mais "ces pollinisateurs souffrent". En effet, selon une estimation du département de l'Agriculture (USDA) publiée la semaine dernière, les apiculteurs ont perdu 42% de leurs colonies d'abeilles ces douze derniers mois dont une grande partie en hiver.

LIRE  Contre les pesticides : Obama au secours des abeilles

Une pensée pour les monarques
C'est la deuxième plus mauvaise année pour la mortalité des abeilles domestiques aux Etats-Unis dans les annales. La pire avait été en 2012-2013 avec la disparition de 45% des colonies. "Des pertes aussi importantes toute l'année restent très inquiétantes", avait dit Jeff Pettis, un entomologiste de l'USDA, co-auteur de cette recherche. "Les chercheurs doivent trouver de meilleures réponses à l'origine des événements qui mènent à ces pertes en hiver comme en été". Ce phénomène encore mystérieux observé depuis 2006 en Amérique du Nord, mais aussi en Europe notamment, décrit la disparition assez soudaine dans les ruches de millions d'abeilles adultes.
Pour les scientifiques, une combinaison de plusieurs facteurs serait responsable de cette hécatombe, dont une mite parasite, un virus, la diminution des éléments nutritifs disponibles et la nocivité des pesticides. Le plan d'action américain vise aussi à reconstituer les populations de papillons monarques, en très forte diminution. Le nombre de ces papillons migrateurs, qui vont passer l'hiver dans le sud, surtout au Mexique, a baissé de 90%, voire davantage ces deux dernières décennies.
Restaurer la biodiversité végétale
Ce plan prévoit de limiter la mortalité des colonies d'abeilles pendant l'hiver à 15% maximum dans les dix ans et à restaurer 2,8 millions d'hectares d'habitat dans les cinq ans grâce à des interventions fédérales et des partenariats entre secteurs public et privé. Il compte également accroître la population des papillons monarques jusqu'à 225 millions d'ici cinq ans sur une superficie de forêt d'environ six hectares au Mexique, en collaboration avec le gouvernement mexicain. De nombreuses agences fédérales sont mobilisées pour diversifier les espèces de plantes sur les terres fédérales, pour qu'elles soient mieux adaptées aux besoins nutritifs des abeilles et autres pollinisateurs. Selon les scientifiques, les vastes régions agricoles pratiquant la monoculture privent les abeilles de leurs sources de nourriture.
MOBILISATION. Ce plan qui met aussi l'accent sur la recherche scientifique, repose sur une stratégie "de mobilisation de toutes les ressources", faisant appel à tout un chacun, du fonctionnaire fédéral au simple citoyen, pour agir et sauver les abeilles, explique la Maison Blanche. Ces mesures sont l'aboutissement de l'appel lancé en juin 2014 par le président Obama pour mettre en oeuvre une stratégie fédérale. "Accroître l'étendue et la qualité de l'habitat des pollinisateurs est une partie importante de cet effort allant du développement de jardins près des immeubles fédéraux à la restauration de millions d'hectares de terres domaniales et privées", a précisé la présidence. Mais la Maison Blanche s'est montrée mesurée sur l'impact des insecticides: "Les pesticides jouent un rôle clé dans la production agricole et la santé de notre société. Atténuer leurs effets sur les abeilles est une priorité du gouvernement fédéral", indique le document.
MORATOIRE. En avril, l'Agence de protection de l'environnement (EPA) a établi un moratoire sur l'utilisation de certains pesticides (néonicotinoïdes) jusqu'à une évaluation complète des risques. L'Union européenne a interdit trois grandes classes de ces pesticides accusés de tuer les abeilles. Tout en se félicitant de ce plan, les organisations de défense de la nature aux Etats-Unis estiment que l'administration Obama ne va pas assez loin, surtout pour réduire l'usage des pesticides. "Le président a raison d'insister sur l'urgence de ce problème. Ces recommandations sont un bon premier pas pour sauver les abeilles, mais davantage d'actions plus urgentes sont nécessaires", juge Peter Lehner, directeur du Natural Resources Defense Council, qui appelle à une réduction drastique de l'usage des pesticides.
Ce plan prévoit de limiter la mortalité des colonies d'abeilles pendant l'hiver à 15% maximum dans les dix ans et à restaurer 2,8 millions d'hectares d'habitat dans les cinq ans grâce à des interventions fédérales et des partenariats entre secteurs public et privé. Il compte également accroître la population des papillons monarques jusqu'à 225 millions d'ici cinq ans sur une superficie de forêt d'environ six hectares au Mexique, en collaboration avec le gouvernement mexicain. De nombreuses agences fédérales sont mobilisées pour diversifier les espèces de plantes sur les terres fédérales, pour qu'elles soient mieux adaptées aux besoins nutritifs des abeilles et autres pollinisateurs. Selon les scientifiques, les vastes régions agricoles pratiquant la monoculture privent les abeilles de leurs sources de nourriture.
MOBILISATION. Ce plan qui met aussi l'accent sur la recherche scientifique, repose sur une stratégie "de mobilisation de toutes les ressources", faisant appel à tout un chacun, du fonctionnaire fédéral au simple citoyen, pour agir et sauver les abeilles, explique la Maison Blanche. Ces mesures sont l'aboutissement de l'appel lancé en juin 2014 par le président Obama pour mettre en oeuvre une stratégie fédérale. "Accroître l'étendue et la qualité de l'habitat des pollinisateurs est une partie importante de cet effort allant du développement de jardins près des immeubles fédéraux à la restauration de millions d'hectares de terres domaniales et privées", a précisé la présidence. Mais la Maison Blanche s'est montrée mesurée sur l'impact des insecticides: "Les pesticides jouent un rôle clé dans la production agricole et la santé de notre société. Atténuer leurs effets sur les abeilles est une priorité du gouvernement fédéral", indique le document.
MORATOIRE. En avril, l'Agence de protection de l'environnement (EPA) a établi un moratoire sur l'utilisation de certains pesticides (néonicotinoïdes) jusqu'à une évaluation complète des risques. L'Union européenne a interdit trois grandes classes de ces pesticides accusés de tuer les abeilles. Tout en se félicitant de ce plan, les organisations de défense de la nature aux Etats-Unis estiment que l'administration Obama ne va pas assez loin, surtout pour réduire l'usage des pesticides. "Le président a raison d'insister sur l'urgence de ce problème. Ces recommandations sont un bon premier pas pour sauver les abeilles, mais davantage d'actions plus urgentes sont nécessaires", juge Peter Lehner, directeur du Natural Resources Defense Council, qui appelle à une réduction drastique de l'usage des pesticides.

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