Mauvais immunité - Pourquoi survivent-ils?

De nouvelles preuves ont été découvertes par des biologistes de l’Université de l’Utah pour expliquer pourquoi des personnes, des souris et d’autres vertébrés sont porteurs de milliers de gènes différents pour créer des protéines du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). maladies et infections. Les résultats de l'étude seront publiés en ligne la semaine du 6 février 2012 dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences.
Les protéines du CMH se trouvent à la surface de la plupart des cellules chez les vertébrés et définissent le type de tissu d'un individu. Les protéines du CMH contrôlent le système immunitaire grâce à la reconnaissance du "soi" et du "non-soi" et déclenchent une réponse immunitaire contre les envahisseurs étrangers. Les CMH rejettent ou acceptent les organes transplantés, reconnaissent les germes envahissants et aident les individus à sentir des partenaires compatibles. Les invertébrés n'ont pas de CMH.
Le professeur de biologie et auteur principal de l'étude, Wayne Potts, a expliqué:

"Cette étude explique pourquoi il existe tant de versions des gènes du CMH, et pourquoi celles qui causent la susceptibilité à la maladie sont maintenues et non éliminées. Elles sont impliquées dans une course aux armements sans fin qui les cause, à tout moment , être efficace contre certaines infections mais contre d'autres infections et maladies auto-immunes. "

Les chercheurs ont découvert les nouvelles preuves de la course aux armements entre les gènes et les germes (co-évolution antagoniste) en permettant à un virus de la maladie de progresser rapidement chez la souris.
L'étude a été menée par Potts et le premier auteur et ancien étudiant au doctorat, Jason Kubinak, maintenant stagiaire postdoctoral en pathologie. Parmi les autres chercheurs, on compte James Ruff, étudiant en doctorat en biologie, C. Whitney Hyzer, étudiante en biologie, et Patricia Slev, assistante clinique en pathologie. La National Science Foundation et l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses ont financé l'étude.
La majorité des gènes chez l'homme et les autres vertébrés ne possèdent qu'une ou deux variétés ou variantes d'un seul gène (allèles). Bien que les individus ne portent pas plus de 12 allèles des 6 gènes du CMH humain, les variétés de chacun des 6 gènes humains qui génèrent des protéines du CMH vont de quelques centaines à 2 300 dans la population humaine.
Kubinak explique:

"Le mystère est la raison pour laquelle il existe tant de versions différentes du même gène [CMH] dans la population humaine", d'autant plus que la majorité des individus portent des CMH qui les rendent vulnérables à plusieurs pathogènes, notamment le paludisme, l'hépatite B et le SIDA. virus, ainsi que des maladies auto-immunes, telles que le lupus, la sclérose en plaques, le diabète de type 1, la polyarthrite rhumatoïde, la spondylarthrite ankylosante et la maladie du côlon irritable.

Les chercheurs ont mis au point trois théories sur les raisons pour lesquelles il existe tant de variantes de gènes du CMH dans les populations d’animaux vertébrés. Selon les chercheurs, les trois théories contribuent à maintenir l’énorme variété de CMH:
Des études antérieures suggèrent que les individus et les autres animaux sont attirés par l'odeur des partenaires possibles des CMH qui sont «étrangers» plutôt que «auto». Les parents avec différentes variantes du CMH produisent des enfants avec plus de CMH, créant ainsi un système immunitaire plus fort.
Les organismes avec moins de variétés de CMH ont une réponse immunitaire plus faible qu'un organisme avec plus de variétés. Au fil du temps, les organismes possédant davantage de CMH sont plus susceptibles de survivre. Cette théorie, cependant, ne peut pas expliquer toute l'étendue de la diversité du CMH.
Kubinak explique:

«Nous avons un organisme et des microbes qui l’infectent. Les microbes évoluent pour mieux exploiter l’organisme et l’organisme évolue vers de meilleures défenses pour combattre l’infection. Une théorie pour expliquer cette grande diversité dans les gènes du CMH en conservant plus de diversité. "

Kubinak explique:

"Vous conservez naturellement des gènes qui luttent contre la maladie. Ils vous aident à survivre, alors ces gènes du CMH deviennent plus courants dans la population au fil du temps, car les personnes qui les portent vivent avec une progéniture."

Les agents pathogènes sont des virus, des parasites ou des bactéries pathogènes pouvant infecter les animaux. Une fois qu'un animal est infecté, il se défend avec des CMH qui identifient l'envahisseur et activent une réponse immunitaire pour tuer l'agent pathogène étranger.
Cependant, certains agents pathogènes mutent et évoluent avec le temps pour devenir moins identifiables par les CMH, évitant ainsi une réponse immunitaire, permettant aux agents pathogènes de se développer. Les MHC incapables de lutter contre les germes deviennent moins répandus, car ils prédisposent désormais les individus qui les portent à tomber malades et à mourir. Les chercheurs pensaient que ces gènes du CMH, à la base de la vulnérabilité aux maladies, devraient disparaître de la population humaine, mais ils ne le font généralement pas.
Bien que certaines de ces MHC disparaissent, d'autres non. Cela est dû à deux raisons:

• Certains CMH rares peuvent produire une réponse immunitaire efficace contre différents microbes.
• Certains CMH, désormais rares, retrouvent la capacité d'identifier et de combattre le même germe qui les a déjà vaincus (après que le germe a encore muté) car ils ne sont plus ciblés par les microbes en évolution.

Dans l'étude, l'équipe a examiné 60 souris génétiquement identiques. Les chercheurs ont divisé les souris en trois groupes, chacun avec une variété différente de gènes du CMH - b, d et k.
Les chercheurs ont infecté deux souris de chacun des trois types de CMH avec un virus de la leucémie de souris appelé virus Friend. Le virus ami a été cultivé en culture tissulaire. Le virus à progression rapide s'est développé dans les souris pendant 12 jours, attaquant, répliquant et élargissant dans le foie et la rate. Les chercheurs ont recueilli des particules virales dans la rate et ont mesuré la gravité de la maladie en pesant la rate élargie.

Les chercheurs ont ensuite infecté trois autres paires de souris avec les mêmes types de CMH (b, d et k) provenant du virus prélevé sur chacune des trois premières paires de souris.L'équipe a répété ce processus jusqu'à ce que 10 paires de souris dans chaque type de CMH soient infectées, donnant au virus le temps de muter.
Les chercheurs ont démontré qu’ils pouvaient faire en sorte que le virus Friend s’ajuste et donc évite les variantes du CMH (b, d ou k) dans les cellules de souris qu’il a attaquées.
Suite à cela, l'équipe a démontré que le virus ne s'adaptait qu'à certaines protéines du CMH. Par exemple, les virus qui se sont adaptés aux souris atteintes de la maladie du CMH de type b et dont ils étaient malades ont été attaqués efficacement chez les souris ayant des CMH de type d et k.
De plus, les biologistes ont démontré que la condition physique de l'agent pathogène (mesurée par le nombre de particules virales dans la rate) était associée à la virulence de l'agent pathogène (mesurée par l'élargissement de la rate et donc par le poids). Donc, le virus qui évitait le CMH de type b rendait les souris avec ce CMH plus malade.
Potts explique:
"Ensemble, les expériences démontrent la première étape de la danse coévolutionnaire antagoniste entre un virus et les gènes du CMH."
Les conclusions suivantes ont des implications importantes, dit Potts:

• Les espèces en voie de disparition ont une diversité génétique moindre, ce qui les rend plus sensibles aux germes à mesure que leurs populations diminuent. Selon Potts, il serait souhaitable de reproduire les CMH protecteurs dans les espèces en voie de disparition pour renforcer leurs défenses contre la maladie.
• La principale raison pour laquelle les maladies humaines sont de plus en plus résistantes aux antibiotiques est que les antibiotiques sont utilisés pour accroître la productivité des troupeaux laitiers et des autres animaux d'élevage. La diversité génétique du bétail, y compris de leurs MHC, a été réduite pour permettre une reproduction sélective afin de produire plus de lait et de b?uf. Ainsi, l'élevage d'un plus grand nombre de CMH dans les troupeaux peut accroître leur résistance aux maladies et, par conséquent, réduire le besoin d'antibiotiques.
• Chez les individus et d'autres organismes, la variation génétique du CMH est importante pour prévenir l'évolution et la propagation des maladies émergentes. Potts et son équipe ont développé des maladies émergentes en faisant évoluer le virus chez la souris. "C'est un modèle pour identifier ce qui change dans les virus pour les rendre plus virulents et donc une maladie émergente."

Écrit par Grace Rattue