Comment les pathogènes ont modulé l'évolution de notre système immunitaire

Communiqué de presse

19.07.2009

Grâce à une étude de génétique humaine au sein de différentes populations dans le monde, des chercheurs 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.

Communiqué de presse
Paris, le 20 juillet 2009

Des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS* au sein de l’unité de Génétique évolutive humaine , viennent de publier dans la revue PLoS Genetics les résultats d’une étude illustrant 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.

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.

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*Institut Pasteur/CNRS URA 3012
Photo : Mycobacterium tuberculosis, bacille responsable de la tuberculose. © Gounon, P. / Institut Pasteur Service Photo

Source

"Evolutionary Dynamics of Human Toll-Like Receptors and Their Different Contributions to Host Defense", PLoS Genetics, 17 juillet 2009.

Luis B. Barreiro (1,2), Meriem Ben-Ali (1), Hélène Quach (1), Guillaume Laval (1), Etienne Patin (1,3), Joseph K. Pickrell (2), Christiane Bouchier (4), Magali Tichit (4), Olivier Neyrolles (5), Brigitte Gicquel (6), Judith R. Kidd (7), Kenneth K. Kidd (7), Alexandre Alcaïs (3,8), Josiane Ragimbeau (9), Sandra Pellegrini (9), Laurent Abel (3,8,10), Jean-Laurent Casanova (3,8,10), Lluís Quintana-Murci (1)

(1) Institut Pasteur, Human Evolutionary Genetics, CNRS, URA3012, Paris, France,
(2) Department of Human Genetics, University of Chicago, Chicago, Illinois, United States of
America,
(3) Laboratory of Human Genetics of Infectious Diseases, Necker Branch, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale U550, Necker Medical School, Paris, France,
(4) Institut Pasteur, Plate-forme Génomique, Pasteur Genopole, Paris, France,
(5) IPBS/CNRS, Toulouse, France,
(6) Institut Pasteur, Mycobacterial Genetics Unit, Paris, France,
(7) Department of Genetics, Yale University School of Medicine, New Haven, Connecticut,
United States of America,
(8) University Paris René Descartes, Necker Medical School, Paris, France,
(9) Institut Pasteur, Cytokine Signaling Unit, CNRS, URA1961, Paris, France,
(10) Laboratory of Human Genetics of Infectious Diseases, Rockefeller Branch, The Rockefeller University, New York, New York, United States of America