La symbiose entre deux organismes vivants nécessite une coévolution des deux partenaires associés dans un bénéfice mutuel qui se traduit par des changements durables et importants de leur génome. La symbiose intracellulaire est une forme particulière de symbiose dans laquelle un organisme vivant, par exemple une bactérie, vit et se multiplie à l’intérieur des cellules de son hôte. Ce type de symbiose est très répandu parmi les invertébrés et constitue chez les insectes un facteur majeur d’adaptation à leur environnement et à leur régime alimentaire parfois pauvre en certains nutriments. Cependant, l’ajustement du nombre d’endosymbiotes à un niveau bénéfique et le maintien de l'homéostasie immunitaire dans un organisme infecté de façon chronique par des bactéries mutualistes représentent un défi majeur pour l’hôte.

En effet, lorsqu’un organisme est infecté par une bactérie pathogène, ses récepteurs de reconnaissance du peptidoglycane ou des lipopolysaccharides bactériens induisent une réponse inflammatoire immédiate pour détruire les envahisseurs. Cette réponse peut s’avérer dommageable pour l’organisme sur le long terme (ce qui est également vrai chez l’Homme). Dans le cas d’une endosymbiose où un organisme est infecté de façon chronique par des bactéries mutualistes, quels sont les mécanismes qui permettent à la bactérie d’être tolérée  ?

Charançon des céréales (Sitophilus zeamais)

On appelle charançon un ensemble d’insectes coléoptères ravageurs s’attaquant essentiellement aux céréales. Certaines variété s’en prennent également aux pois, noisettes, bananes, palmiers etc. C’est grâce à son bactériome qu’il peut survivre en dépit d’un régime alimentaire pauvre.

Des chercheurs de l’institut, spécialistes de la réponse immunitaire chez la mouche drosophile, ont participé à une étude de l’Inrae et de l’Insa (Lyon) visant à comprendre le rôle d’une protéine de reconnaissance du peptidoglycane (PGRP-LB) conservée chez les insectes, dans l'association entre le charançon des céréales (Sitophilus zeamais) et son endosymbiote bactérien (Sodalis pierantonius). Ces travaux montrent que le gène codant le récepteur PGRP-LP peut exprimer de façon différentielle trois isoformes différentes de la protéine. Une isoforme est sécrétée et exprimée dans les tissus de l'insecte uniquement dans des conditions d’infection par des bactéries pathogènes tandis que deux autres isoformes (cytosolique et transmembranaire) sont produites de manière permanente au sein de l'organe qui héberge l'endosymbiote : le bactériome. Dans ce bactériome, les isoformes de PGRP-LB détruisent les peptidoglycanes libérés par les endosymbiotes ce qui permet d’empêcher une activation chronique de la réponse immunitaire et d’autoriser la survie des endosymbiotes tout en préservant la santé de l’insecte.