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Les Productions animales

La transformation des cellules animales

36. Les picornavirus (famille de la poliomyélite et de la fièvre aphteuse) offrent des perspectives comme vecteurs vaccinaux, mais souffrent de l'instabilité génétique congénitale des virus à ARN. Ces virus auraient l'avantage d'être faciles à produire en cas d'urgence et de proposer une grande flexibilité dans le choix du transgène. De plus les virus atténués comme le vaccin Sabin ont été utilisés sans trop de dégâts pendant des dizaines d'années. Un nouveau type de vecteur de ce type est décrit dans EY Dobrikova et al.; Virology 311 (05JUL03) 241–253. Sa qualité et de perdre moins fréquemment le transgène par distraction. Les auteurs analysent les précédentes tentatives d'amélioration. L'astuce consiste à utiliser un codon d'initiation cryptique au sein du site de fixation des ribosomes (IRES) qui traduisent directement l'ARN viral et en remplaçant le domaine VI de l'IRES par le transgène. On utilise donc une sous-structure de l'IRES comme site d'insertion. Cela devrait cependant introduire des contraintes pour la structure du transgène.

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Le développement

37.. La fenêtre d'implantation de l'embryon des mammifères dans l'utérus et correspond à une période limitée où ce tissu acquiert un statut transitoire dépendant des hormones ovariennes. Elle se situe entre les jours 4 et 5 de la gestation. L'endomètre permet alors l'adhésion de l'embryon sous l'action de la progestérone, associée de différentes façons chez les rongeurs et chez la femme au 17-estradiol (E2).

On vient de montrer que cette étape transitoire peut être prolongée par un dosage précis de l'E2 alors que de fortes doses rende l'épithélium rapidement réfractaire. On peut donc manipuler cette fenêtre par le dosage de l'E2. M Wen-ge et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences USA 100 (04MAR03) 2963–2968. L'article est discuté dans un contexte plus général par C Simon et al.; Trends in Endocrinology & Metabolism 14 (JUL03) 197-199.

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38. Une revue de RS Bridges et al.; Trends in Endocrinology & Metabolism 14 (JUL03) 201-203 discute l'article que j'avais précédemment analysé dans le Bulletin de Février §77, de T Shingo et al. Science 299, (03JAN03) 117–120.

Cet article décrit comment la prolactine provoque la formation de nouveaux neurones dans le cerveau durant la gestation et la lactation. Ces neurones apparaissent dans la région subventriculaire du prosencéphale et migrent vers le bulbe olfactif et sont probablement impliqués dans la perception et l'identification des souriceaux à la naissance. Cette néoformation ne dépend pas de la gestation, car on la détecte dans des pseudogestations et a lieu au cours de la période précoce de la gestation.

Cet article est intéressant à deux points de vue. Il souligne, d'abord, le rôle connu de l'olfaction dans le comportement reproductif chez de nombreux mammifères. D'autre part, il montre bien que la neurogenèse est possible dans le cerveau. La revue analyse les rôles recouvrants de la prolactine et du lactogène placentaire qui utilisent les mêmes récepteurs, rôles qui n'ont pas été départagés dans l'étude de T Shingo.

Il faut cependant remarquer que cette partie du cerveau est la plus ancienne sur le plan évolutif chez les Vertébrés.

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39.### On trouvera dans A Zwijsen et al.; FEBS Letters 546 (17JUL03) 133-139, une revue sur les composants des cascades de signaux induites par les BMPs (Bone Morphogenetic Proteins, de la famille TGF-)/Smad (voir le Bulletin de Septembre 2002 §61 par exemple).

La cascade des Smads est connue, mais c'est le nombre croissant de protéines interagissant avec ces signaux qui est l'objet de cette revue. Ces partenaires déterminent la cible de la voie.

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40. L'hyperstimulation ovarienne est utilisée dans les fécondations in vitro pour se procurer un nombre suffisant d'ovocytes à maturité. Cette stimulation fait intervenir un traitement exogène massif par des gonadotropines, ainsi qu'un agoniste de la GnRH (Gonadotropin-Releasing Hormone). Les effets secondaires nocifs de telles brutalités hormonales ont été largement sous-estimés. Ils portent sur la qualité des ovocytes ainsi activés, le fonctionnement des corps jaune, et la réceptivité de l'endomètre. C Bart et al.; Trends in Endocrinology & Metabolism 14 (JUL03) 236-242, reviennent sur les protocoles existants et possibles chez la femme, mais la discussion est valable en grande partie pour les fécondations animales in vitro.

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La Physiologie

41.### On trouvera dans HH Zingg et al.; Trends in Endocrinology & Metabolism 14 (JUL03) 222-227, une revue sur le récepteur de l'ocytocine (OXTR). L'ocytocine est un nonapeptide hypothalamique qui est surtout considéré comme un inducteur des contractions utérines et de l'éjection du lait, mais ses récepteurs ont bien d'autres rôles, car on les observe dans les cellules osseuses, les myoblastes, les cardiomyocytes, les cellules endothéliales, etc… mais surtout dans le cerveau. L'hormone est maintenant considérée comme une hormone intervenant dans les comportements sociaux et reproducteurs.

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42.### Une mise au point des connaissances sur les signaux engendrés par l'œstrogène est parue avec Z Weihua et al.; FEBS Letters 546 (03JUL03) 17-24. Les recherches ont été relancées par la découverte en 1995 d'un second récepteur de l'œstrogène (ER).

Il se trouve que, dans de nombreux contextes différents, ERapparaît comme un antagoniste d'ER(voir l'article du même auteur dans Z Weihua et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97 (23MAY00) 5936-5941). Il existe cependant des gènes répondant spécifiquement à l'un ou l'autre des deux gènes. Le knock-out de ERprouve que ce récepteur joue un grand rôle dans le système nerveux central, le système immun, l'ovaire, la glande mammaire, etc…

Les deux récepteurs diffèrent dans leurs domaines d'activation AF-1 et AF-2. Ceci suggère que des co-facteurs différents doivent permettre de cibler différemment les signaux.

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43. Les récepteurs nucléaires recrutent des cofacteurs qui remodèlent la chromatine permettant à la machinerie de transcription de se positionner à l'endroit souhaité. On a cherché à caractériser des protéines qui interagissent avec domaine reconnaissant le ligand dans le cas de l'interaction entre œstrogène et son récepteur. On a, ainsi, découvert deux familles de protéines interagissant avec le récepteur, RIP140 et RIP160 (Receptor Interacting Protein of 140, or 160 kDa)

RIP140 est un corépresseur très répandu qui sait réprimer la transcription de pratiquement tous les récepteurs nucléaires. On a montré qu'il joue un rôle essentiel dans la fertilité femelle des souris, ainsi que dans la biologie du tissu adipeux. Il est exigé dans l'ovaire pour l'ovulation, mais pas pour la formation du corps jaune. Une revue passe en revue ces cofacteurs. M Parker et al.; FEBS Letters 546 (03JUL03) 149-153.

L'échec de l'ovulation en l'absence de RIP140 ressemble à celui observé en l'absence de récepteurs de la progestérone ou de la cyclo-oxygénase 2 (COX-2). Ces deux protéines sont exprimées dans le follicule pré-ovulatoire après le pic de LH (hormone lutéinisante). . Le récepteur de la progestérone est nécessaire à la production de plusieurs protéases impliquées dans la rupture du follicule. COX-2 participe à la production de la prostaglandine E2. Mais ce n'est pas une perturbation de ces productions qui est en cause dans l'anovulation, car bien d'autres gènes voient leur expression modifiée. Certains voient déjà une utilisation contraceptive.

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Le système immunitaire

44.### Les protéines adaptatrices constituent des organisateurs de complexes protéiques où elles jouent un rôle de support sur lequel sont greffés, dans un ordre précis, les composants actifs.

Les rôles de ces adaptateurs dans les régulations positives et négatives de l'activation des lymphocytes sont analysés dans la revue de E Janssen et al.; Current Opinion in Immunology 15 (JUN03) 269-276.

Les adaptateurs sont essentiellement composés de domaine modulaires qui recrutent les autres composants du complexe. Ces modules comprennent les domaines SH2 (Src homology 2) et PTB (phosphotyrosine-binding qui reconnaissent de courts motifs de phosphotyrosine), SH3 et WW qui reconnaissent des régions riches en prolines, et PH (Pleckstrin Homology) s'associant aux phosphoinositides.

Les hétérodimères des TCRs (récepteurs des cellules T) sont assemblés avec les molécules CD3 (CD3et ). Après stimulation des cellules T par les TCRs, on observe une phosphorylation de tyrosines dans la queue cytoplasmique des CD3 au niveau des motifs dits ITAMs (Immunoreceptor Tyrosine-based Activating Motif). Ceci est réalisé par la src kinase Lck. Ces tyrosines peuvent alors fixer la kinase ZAP-70 et l'activer. Celle-ci peut, alors phosphoryler de multiples tyrosines sur LAT (Linker for Activation of T cells), ce qui permet le recrutement dans un complexe de plusieurs protéines. Le complexe est alors fonctionnel et lance la cascade Ras-MAPK de signaux et les flux de calcium qui permettent la transcription et les fonctions effectrices.

Comme dans tout mécanisme bien ordonné, il faut des régulations négatives. Cbp (Csk-binding protein, alias PAG) est phosphorylée en l'absence d'activation. Elle recrute alors la kinase Csk régulatrice négative du système. SLAP (Src-like adaptor protein) et SLAP-2 favorisent la dégradation des kinases de la famille Src et Syk..

Dans le cas des cellules B, on a à peu près la même séquence. Les BCRs (Récepteurs des cellules B).

La revue analyse individuellement tous les intervenants connus dans le cas des lymphocytes T et B et peut constituer une référence pour essayer de se brouiller dans ces réseaux un peu complexes.

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45.### On a récemment montré que les cellules NK (Natural Killer) possède un système robuste, car redondant, de récepteurs pour assurer leurs fonctions. Les réponses des cellules (NK) sont régulées par des signaux antagonistes provenant des récepteurs périphériques. Ce sont les récepteurs inhibiteurs qui ont été, paradoxalement, les premiers connus.

Des motifs inhibiteurs basés sur des tyrosines phosphorylables du domaine cytoplasmiques des récepteurs inhibiteurs recrutent des phosphatases de tyrosines ou de lipides. Ces dernières modulent les signaux transmis par les récepteurs activateurs associés aux tyrosine kinases Syk et ZAP70 ainsi que les phosphatidylinositol-3 kinases.

La revue de LL Lanier; Current Opinion in Immunology 15 (JUN03) 308-314 porte sur ce sujet..

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Les Vaccins

46. On a immunisé intra-nasalement des cobayes contre la fièvre aphteuse en fusionnant la boucle G-H de la protéine VP1 du virus avec l'hémocyanine de Diodora apertura (keyhole limpet, une patelle avec un trou au sommet), un procédé classique pour augmenter la réponse immunitaire. D Fischer et al.; Journal of Virology 77.n°13 (JUL03) 7496-7491. Des anticorps neutralisants circulants, ainsi que des IgA dans les sécrétions nasales, sont produits. Curieusement l'addition du toxoïde adjuvant du choléra, au lieu de renforcer l'immunité, la diminue, mais les lésions apparues ne se généralisent pas.

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47. La réponse des souris à un vaccin ADN correspondant à la protéine précoce du virus IE180 contre la pseudo-rage (maladie d'Aujezsky) est renforcée par une co-administration d'IL-2 ou un enrobage dans des liposomes. J Bu et al.; Comparative Immunology, Microbiology and Infectious Diseases 26 (MAY03) 175-187.

La réponse en anticorps a été meilleure après administration du vaccin dans des liposomes.

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48. La diarrhée virale bovine (BVD) et la maladie des muqueuses (MD) sont deux maladies connues depuis une cinquantaine d'années. Le virus commun à ces deux maladies appartient à la famille des pestivirus. Le virus de la diarrhée bovine (BVDV) donne des infections aiguës (maladie des muqueuses), mais induit aussi une immunosuppression. Il comporte plusieurs biotypes basés sur la présence (CP), ou non (NCP) d'un effet cytopathique. Il existe, par ailleurs, des différences génotypiques et antigéniques entre types 1 et 2 donnant les sous-types 1a et 1b. L'infection est transmise de la mère au veau, ce qui entretient la chaîne des contaminations.

Des infections utérines avec la forme NCP entre les jours 42 et 125 peuvent causer une infection persistante du fœtus qui devient immunotolérant pour le virus. Ils arriveront à terme et deviendront des porteurs inapparents du virus. C'est la principale source de contamination des bovins indemnes par voies oculo-nasale, buccale et génitale.

La maladie des muqueuses, la forme la plus sévère, se déclenche lors d'une infection par une souche CP apparentées et donc couverte par la tolérance. On observe parfois des réactions post-vaccinales ressemblant à la maladie des muqueuses après vaccination avec un virus atténué.

Des veaux tolérants infectés par le BVDV sous-type 1b ont été vaccinés avec quatre vaccins atténués contre le virus, ainsi que par le toxoïde de Mannheimia haemolytica. La présence d'anticorps contre BVDV1a, BVDV1b, BVDV2, herpesvirus-1 bovin (BHV-1), le virus parainfluenza-3 bovin (PI-3V), le virus respiratoire syncytial bovin a été mesurée. RW Fulton et al.; Vaccine 21 (20JUN03) 2980-2985.

Aucune manifestation de maladie des muqueuses n'a été détectée. Aucun des veaux n'a donné lieu à une séroconversion (apparition d'anticorps contre les sous-type 1b pour lesquels ils sont tolérants). Ils ont par contre montré une telle séroconversion pour les autres sous-types vaccinaux dans plusieurs cas (mais pas tous).Si on utilise une souche atténuée des formes NCP, on n'a pas de séroconversion pour les souches BVDV1a, BVDV1b ou BVDV2.

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49. Les infections du bétail par Salmonella sont souvent sub-cliniques, mais on peut aussi observer une forte morbidité. Les techniques de prévention sont souvent incompatibles avec une intensification de l'élevage. Face à cela de très nombreuses souches peuvent cohabiter dans un même élevage (jusqu'à 18 sérotypes).

Les vaccins sont utilisés, mais ces bactérines (vaccins à base de bactéries atténuées ou tuées) sont d'une efficacité limitée. Il existe, par ailleurs, des limitations dans le temps, car 75% des veaux sont infectés dans les premières quarante-huit heures après la naissance. On n'a donc pas le temps de vacciner efficacement les animaux.

Les vaccins atténués sont, néammoins, préconisés pour diminuer la dissémination par les bouses et certains sont commercialisés. Ces souches infectent les tissus lymphoïdes du tube digestif, entraînant une forte réponse mucosale. L'infection des cellules entraîne également une immunité cellulaire.

EL Dueger et al.; Vaccine 21 (04JUL03) 3249-3258 décrivent une souche où le gène de l'ADN adénine méthylase (Dam) de Salmonella enterica sérovar Typhimurium a été inactivé. Il faut quatre semaines pour que les veaux développent une plus faible mortalité et une moindre colonisation du tube digestif par les formes virulentes. Plus intéressante, une exclusion par compétition peut être démontrée dès 24 heures après immunisation. On a donc une double protection immunitaire et par compétition.

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50. La suppression des antibiotiques dans les élevages de volailles suppose des stratégies alternatives dont l'exclusion par compétition est une des éventualités déjà envisagée dès 1973. Il existe plusieurs mixtures mal définies commercialement disponibles. Leur dissection doit être pratiquée pour mieux connaître les organismes actifs.

Lipopolysaccharides (LPS), flagelles et fimbriae des pathogènes Escherichia coli O78:K80 et Salmonella enterica Enteritidis jouent un rôle dans la colonisation persistante du système gastro-intestinal des volailles. Mais Salmonella n'est pas éliminée par une vaccination comportant ces trois antigènes, spécialement chez les jeunes poulets. En effet, les poulets ne sont pas immunologiquement mûrs avant 3–4 semaines, ce qui favorise une colonisation initiale à la fois par les commensaux et les pathogènes. Il n'est même pas impossible que les vaccinations du poussin à un jour soient néfastes (gênant pour Embrex).

Les spores de Bacillus subtilis PY79hr peuvent participer à une exclusion par compétition de Salmonella enterica sérotype Enteritidis et Clostridium perfringens chez de jeunes poulets (l'entérite nécrotique est une maladie fatale des poulets et d'autres oiseaux causée par C.perfringens). RM  La Ragione et al.; Veterinary Microbiology 94 (17JUL03) 245-256. Une seule inoculation orale de 1x10⁹ spores 24 h avant l'infection est suffisante.

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Les Pathogènes

51.### L'internalisation des protéines ancrées dans la membrane par le glycosyl-phosphatidylinositol (GPI) et ne possédant aucun domaine cytoplasmique permettant le recrutement dans les "coated pits" pose problème. C'est, en particulier, le cas de la protéine PrP^C (version normale du prion). On vient de montrer, en cultures cellulaires neuronales, que la protéine subit, pourtant, facilement l'endocytose. D'abord insérée dans les radeaux lipidiques, elle les quitterait et se rendrait dans les "coated pits". La partie N-terminale (aa 23–107) suffit à permettre l'endocytose. C Sunyach et al.; The EMBO Journal 22, n°14 (15JUL03) 3591-3601.

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52. On vient de décrire une forme subclinique de maladie à prions résultant d'une ingestion de matériel infecté. A Thackray et al.; Journal of Virology 77, n°14 (JUL03) 7991–7998.

Une infection par voie orale peut faire intervenir le système nerveux périphérique et le système lympho-réticulaire. Les formes sub-cliniques de la maladie se traduisent par la présence de la PrP^Sc et d'infectivité, sans signes de la phase terminale de la maladie.

Le niveau d'expression de la protéine normale PrP^c est un facteur contribuant à la régulation du développement de la maladie. Tout évènement accroissant cette expression prédispose à une phase pathologique de la maladie.

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53.### On trouvera dans DE Dimcheff et al.; Trends in Cell Biology 12 (JUL03) 337-340, une revue sur le rôle des systèmes de vérification de la qualité des protéines cellulaires, lors de leur production, dans l'accumulation des agrégats de prions et la pathogénicité.

La revue discute plusieurs articles suggérant que les prions apparaissent quand la capacité du système de vérification est débordé. En particulier dans les formes familiales, il existe une forte tendance à produire des formes anormales de la protéine qui ont déjà une forme partiellement caractéristique des PrP^Sc .

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54.### La variabilité génétique des parasites a des implications importantes pour leur éradication. On sait déjà que la variation antigénique est fréquente, et empêche la production de vaccins efficaces. La résistance aux antiparasitaires déborde rapidement la mise en œuvre de nouvelles molécules s'il préexiste une variabilité génétique naturelle de la sensibilité (et de la résistance). On possède maintenant pas mal d'informations que l'on peut extrapoler du génome de P.falciparum et de ses marqueurs divers. On possède, en effet, une carte de SNPs denses du chromosome 3, plusieurs sites polymorphiques ont déjà été décelés dans le chromosome 2.

L'ancienneté évolutive de ces parasites, cause de la complexité des génomes, est un élément permettant de prévoir, dans une certaine mesure, la variabilité. Le génome de P.vivax, comme celui de tous les autres Plasmodiums, comporte 14 chromosomes haploïdes. Il présente un contenu en AT bien inférieur (55%) à celui de P.falciparum (80%). On a des ébauches de cartes génomiques et une séquence annotée est en cours d'élaboration au TIGR (www.tigr.org/tdb/ezk1/pva1).

On vient de s'attaquer au polymorphisme des nucléotides individuels (SNPs) chez Plasmodium vivax vecteur du paludisme humain en Amérique du Sud et centrale, le Moyen-Orient, la plupart des pays d'Asie et de certaines parties de l'Afrique. X Feng et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences USA 100 (08JUL03) 8502–8507.

Un segment d'environ 100 kb a été comparé chez cinq isolats de P.vivax. On y a décelé 191 SNPs et 44 polymorphismes de taille.

La majorité des SNPs (~63%) sont dans des régions intergéniques, et les introns en contiennent relativement moins. Les répétitions en tandem sont souvent polymorphes et elles sont distribuées de façon uniforme avec une répétition toutes les 3 kb.

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55. L Gitlin et al.; Journal of Virology 77, n°13 (JUL03) 7159–7165 analysent dans une mini-revue, le potentiel de l'interférence ARN dans la lutte antivirale. Cette idée a émergé l'an passé et donné lieu à une vague de publications.

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56.### Les virus de l'influenza sont des virus à nucléocapside hélicoïdale constituée par la protéine NP enrobant 7-8 segments génomiques ARN enveloppés et extrudés à la surface cellulaire. La capside est associée avec les trois sous-unités de la polymérase (PB1, PB2 et PA). Le virion forme son enveloppe au niveau de la membrane où se localisent hémagglutinine (HA) et neuraminidase (NA), au-dessus de la protéine M (Matrice) sous-jacente à la membrane. En réalité il y a deux protéines M, M1 qui est la plus abondante, et M2.

On trouvera dans DA Steinhauer.; Annual Review of Genetics 36 (DEC02) 305-332, une revue sur la génétique des virus de l'influenza A. Elle discute la structure du génome (8 ou 7 segments, dont deux fusionnés dans ce dernier cas), sa réplication et son emballage dans la nucléocapside hélicoïdale. Elle discute également les divers facteurs de la pathogénicité. Un court chapître discute des virus B et C qui codent des protéines très voisines de celles de l'influenza A, la seule différence étant que les influenza C codent une protéine HEF qui rassemble les fonctions HA et NA dans une seule protéine codée par un seul segment.

Les virus de l'influenza A ont causé quatre pandémies humaines depuis le début du siècle dernier. On sait que les oiseaux sont à l'origine de ces pandémies (souvent via le porc). La détermination des facteurs de virulence pour les oiseaux et l'homme, parmi les produits des gènes du virus est donc intéressante. Ceci a été souligné par le passage direct de la volaille à l'homme à Hong Kong (sans contaminations inter humaines). Cette analyse devrait permettre une surveillance plus ciblée des épidémies aviaires.

SJ Baigent et al.; BioEssays 25 (JUL03) 657-671 distinguent les facteurs de virulence liés aux deux glycoprotéines de surface, l'hémaglutinine HA et la neuraminidase NA (avec le rôle du clivage de l'hémaglutinine HA), ceux liés à la sous-unité PB2 de la polymérase, ceux liés à l'interaction avec le système immunitaire de l'hôte, ceux avec les lignées des deux protéines M1 et M2 sous-membranaires, les deux lignées de protéines de nucléocapside A et B, et enfin la capacité des virus à détruire la cellule infectée via l'activation du TGF-Ils analysent enfin l'intervention du virus au niveau des populations. 1.

La revue est très bien faite mais très dense. Je la reprendrai probablement dans le Bulletin d'Octobre, si la nature me prête vie.

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