Déverrouiller les secrets de la réponse immunitaire antivirale des moustiques
Avec la prévalence et les dangers croissants que posent les virus transmis par l’insecte (aussi connus sous le nom d’arbovirus), tels que les virus Zika, de la fièvre jaune, de la dengue et du chikungunya, il est essentiel de mieux comprendre les interactions entre le virus et l’insecte qui déterminent par la suite la transmission vers l’être humain. La dengue à elle seule est responsable de 100 à 400 millions de cas chez l’homme chaque année, et les moustiques font partie intégrante du cycle de transmission. Cependant, ces mécanismes restent mal compris au niveau moléculaire. «Les moustiques contractent des virus en se nourrissant de sang, après quoi le virus se multiplie dans le corps du moustique, et finit par atteindre les glandes salivaires pour se transmettre à un autre hôte naïf. Au sein du corps du moustique, le virus rencontre plusieurs barrières anatomiques ainsi que le système immunitaire de l’insecte. Dans la mesure où ce système immunitaire est susceptible de réprimer le virus pour préserver la vie du moustique, il s’agit d’un facteur déterminant de transmission», explique Ronald van Rij, professeur de virologie expérimentale à l’Université Radboud aux Pays-Bas et chercheur principal du projet ViVARNAsilencing (Antiviral Defense in the Vector Mosquito Aedes aegypti: induction and suppression of RNA silencing pathways), financé par le CER. «Nous savions déjà que les virus capables de se répliquer sont ciblés par une réponse immunitaire basée sur de petits ARN, un processus appelé interférence par l’ARN. Les ARN viraux (à double brin), capables de se répliquer, se décomposent alors en petits fragments, appelés petits ARN interférents, qui permettent de dégrader plus avant l’ARN viral, réduisant ainsi la réplication virale.»
piARN: petits, mais puissants contre les virus
Le véritable cœur des travaux du projet s’est centré sur une autre voie des petits ARN, appelée voie des ARN interagissant avec Piwi (piARN), qui cible également les virus présents chez le moustique. Les piARN constituent une classe énigmatique de petits ARN qui avait jusqu’ici principalement été étudiée chez des animaux de laboratoire. Toutefois, contrairement à ce que nous pensions initialement, les travaux réalisés dans le cadre du projet ViVARNAsilencing ont démontré que les piARN sont impliqués dans un champ bien plus large d’activités. «L’ARN viral se décompose en piARN, qui sont susceptibles de contribuer à l’immunité antivirale», poursuit Ronald van Rij. «Le plus inattendu a été de découvrir que la voie des piARN pourrait également jouer un rôle dans les processus de régulation génétique. La voie des piARN chez les moustiques semble avoir développé des fonctions supplémentaires par rapport à d’autres organismes de laboratoire, notamment la régulation des gènes et la défense antivirale.» «Il s’agit d’une découverte importante pour notre compréhension de la transmission des virus par les moustiques. De plus, en collaboration avec d’autres chercheurs, nous avons découvert que le génome des moustiques contient des fragments de séquences virales, qui permettent de produire des piARN: cela ouvre le postulat excitant que ces fragments représentent une forme d’immunité antivirale héréditaire, basée sur les piARN.» Ronald van Rij et son équipe sont parvenus, de manière décisive, à découvrir les familles de virus qui peuvent être ciblées de manière efficace par la voie des piARN, et ils ont également pu démontrer, dans le cadre de la suite de leurs travaux financée par le Conseil de recherche néerlandais, que les piARN représentent des éléments cruciaux au développement embryonnaire chez le moustique.
Impact plus large et perspectives d’avenir
En parallèle de l’opportunité de former plusieurs doctorants et post-doctorants extrêmement motivés dans le cadre du projet, les recherches de Ronald van Rij et de son équipe présentent également de plus larges applications. «Nous avons constaté une extension de la portée géographique des moustiques, des environnements tropicaux vers des milieux climatiques plus tempérés et en conséquence, la portée géographique de la prédisposition humaine à plusieurs virus a également augmentée», affirme Ronald van Rij. «Il est également de plus en plus évident que les moustiques recèlent un répertoire de virus bien plus grand que ce que nous pensions. Ainsi, leur potentiel de transmission de maladies à l’être humain reste à définir.» Dans la mesure où les moustiques font partie intégrante du cycle de transmission, les informations concernant les mécanismes qui répriment la réplication virale chez le moustique nous fourniront des données cruciales sur la transmission des arbovirus. Ces données pourraient à leur tour nous aider à développer de nouvelles méthodes pour contrôler la transmission des arbovirus, notamment vers l’être humain. En ce qui concerne les perspectives d’avenir immédiat, Ronald van Rij et son équipe poursuivent certains résultats inattendus du projet. «L’une de ces activités de suivi consistera à donner suite et à étudier plus avant le rôle des fragments viraux intégrés dans l’immunité antivirale héréditaire: deux publications préliminaires dans le journal bioRxiv, auxquelles nous avons contribué, suggèrent que ces fragments viraux contrôlent effectivement l’infection virale au sein des ovaires des moustiques, c’est très excitant.»
Mots‑clés
ViVARNAsilencing, moustiques, ARN, piARN, antiviral, virus, réponse immunitaire, régulation des gènes, ARN interagissant avec Piwi, voie des ARN, arbovirus
