samedi 14 janvier 2017

Les Eucaryotes ne sont bien qu'une branche qui a émergé parmi les Archéobactéries

Pour BCPST, PrépaCAPES et PrépaAgreg
Thèmes : cellule eucaryote, évolution

L'origine des cellules eucaryotes, il y a 1,8 milliards d'années, est encore un mystère bien que de nombreuses théories aient été échafaudées. L'hypothèse récente qui a la faveur des scientifiques est celle d'une endosymbiose entre une alphaprotéobactérie à l'origine des mitochondries avec une archéobactérie. Cela aurait formé une proto-cellule eucaryote encore sans noyau mais avec des mitochondries et c'est au sein de ce groupe qu'auraient émergées ensuite les cellules Eucaryotes avec noyau.

Les archéobactéries, même si ce sont des cellules procaryotes comme les Eubactéries, ont des particularités de leur métabolisme, de leur membrane plasmique...etc...qui les font former un phylum à part. Ce sont des organismes qui vivent souvent dans des environnements extrêmes très difficiles à reproduire en laboratoire pour les cultiver in vitro comme une vulgaire Escherichia coli. Beaucoup de leurs espèces ne sont connus que par leurs séquences d'ADN.

Les Lokiarchaeotes sont des archéobactéries qui vivent dans des sédiments marins profonds. Le séquençage de leur génome a montré que ce sont les espèces les plus proches des eucaryotes donnant du poids à la théorie que l'arbre du vivant n'a pas trois branches mais deux branches et que les eucaryotes ont émergé au sein des archéobactéries. Beaucoup des gènes de ce Lokiarchaeotes sont des gènes que l'on avait cru spécifiques des Eucaryotes auparavant, comme ceux codant des protéines homologues à l'actine ou diverses petites GTPases. 

Des chercheurs qui viennent de publier dans Nature ont découvert des archéobactéries qui sont encore plus proches des Eucaryotes que les Lokiarchaeotes.  Ils ont séquencé et assemblé des fragments d'ADN provenant de sédiments marins profonds de 7 régions du globe et ont fini par mettre en évidence certaines nouvelles espèces formant un superphylum au sein des archéobactéries qu'ils ont nommé Asgard. Les Lokiarchaeotes font partie de ce super-phylum. 

Dans ce nouveau super-phylum les auteurs ont caractérisé le groupe des Odinarchaeota (on continue avec la mythologie nordique...après Loki, voici Odin...) qui ont une tubuline extrêmement proche de celle des Eucaryotes. Ils ont découvert aussi les gènes codant le complexe Arp2/3 qui contrôle le cytosquelette, et des gènes codant des protéines habituellement exprimés dans l'appareil de Golgi et le reticulum endoplasmique des Eucaryotes. Il est difficile de dire si ces cellules ont une sorte de compartimentation, même rudimentaire. 

Voici donc le nouveau scénario d'apparition des cellules eucaryotes il y a 1,8 milliards d'années.

 
Source : doi:10.1038/nature21113

Si les acteurs semblent maintenant bien caractérisés, reste à comprendre comment est apparu ce qui caractérise vraiment la cellule eucaryote : le noyau contenant l'ADN.



Voir doi:10.1038/nature21113
Voir aussi cet article sur les Lokiarchaeotes

lundi 2 janvier 2017

Un vaccin efficace contre le virus Ebola

Pour PrépaCAPES et PrépaAgreg
Thèmes : vaccin, virus, système immunitaire


 
Image colorisée montrant des particules virales Ebola (en vert) bourgeonnant de cellules de rein (en brun) d'un singe infecté et envahissant le milieu extracellulaire réalisée par microscopie électronique en transmission (https://fr.wikipedia.org/wiki/Maladie_%C3%A0_virus_Ebola)

Le virus Ebola est un virus à ARN monocaténaire avec un génome de 19 kilobases enfermé dans une capside protéique très allongée. Il provoque de fortes fièvres accompagnées d'hémorragie puis d'insuffisances rénales et hépatiques provoquées par une coagulation vasculaire disséminée qui va déclencher des nécroses dans les organes vitaux par manque d'alimentation d'oxygène. Ses principales cibles sont les cellules endothéliales, les cellules phagocytaires mononucléaires du système immunitaire (macrophages, cellules dendritiques...) et les hépatocytes.

Le taux de mortalité est très élevé (de 25 à 90% selon les souches). La dernière flambée épidémique a eu lieu en Afrique de l'Ouest en 2014 et 2015 et a fait 11 323 morts (officiels). Le virus se transmet de plus assez facilement d'homme à homme via les fluides corporels.

Des chercheurs ont publié dans la revue médicale The Lancet en Décembre 2016 les résultats d'un test de grande ampleur réalisé en Guinée sur un nouveau vaccin appelé
rVSV-ZEBOV et ils sont très encourageants. Ce vaccin avait été au préalablement essayé sur des modèles animaux (cobaye, souris, macaque rhésus). Le test a porté sur plus de 11 500 personnes en double aveugle. Parmi les vaccinés aucun n'est tombé malade (alors que certains avaient été en contact avec des patients atteints par Ebola) alors que parmi les personnes à qui on a injecté le placebo, 23 cas se sont déclarés sur la même période. Il faut compter 10 jours en le moment de la vaccination et la protection effective. 

Schéma représentant la structure du virus Ebola

Pour faire ce vaccin les chercheurs ont utilisé un virus proche, celui du VSV (Virus de la Stomatite Vésiculaire) d'où le nom du vaccin rVSV-ZEBOV pour recombinant Vesicular Stomatitis Virus-Zaire EBOlaVirus. Il lui ont fait exprimer la glycoprotéine GP qui se trouve habituellement sur la capside d'Ebola et qui lui permet de s'accrocher aux cellules endothéliales. Le système immunitaire des injectés avec le virus VSV recombinant vont produire des anticorps contre GP. Lors d'une attaque d'Ebola, les anticorps seront déjà présents et la réponse immunitaire contre le virus sera très rapide. Il sera empêché de pénétrer dans ses cellules cibles. 

Il reste à savoir si la protection sera efficace à long terme (pour l'instant il n'y a qu'un recul de 6 mois) et si des rappels seront nécessaires.

Voir cet article.
Article scientifique du Lancet