Mécanismes de l’immunité antivirale innée : développement de modèles in vitro de perte et gain de fonction en lignées cellulaires de poissons

La pisciculture est une industrie en pleine croissance en Europe. Les maladies virales représentent une menace constante qui est difficilement contrôlable en l’absence de vaccins efficaces. Par ailleurs, les connaissances en immunologie des poissons restent fragmentaires et les réactifs indispensables à la caractérisation des populations de cellules immunitaires (anticorps monoclonaux reconnaissant des marqueurs cellulaires spécifiques, par exemple) sont beaucoup moins complets que pour l’homme ou la souris. Les lignées cellulaires bien caractérisées sont relativement peu nombreuses. Cependant, les génomes relativement bien assemblés d’un certain nombre d’espèces de poissons à intérêt commercial sont disponibles et constituent une ressource très riche.

La génomique fonctionnelle chez les poissons présente un intérêt particulier. En effet, suite à une duplication génomique ancienne (tétraploïdisation puis re-diploïdisation secondaire), un grand nombre de gènes sont dupliqués chez les poissons téléostéens. Les poissons salmonidés qui contiennent les espèces piscicoles les plus importantes d’Europe (saumon atlantique, truite arc en ciel) ont subi une duplication génomique additionnelle plus récente, peu après l’émergence des Salmonidés. On peut donc trouver chez la truite ou le saumon jusqu’à quatre copies (paralogues) pour un unique gène correspondant (orthologue) chez les mammifères. La spécialisation fonctionnelle de ces copies multiples est particulièrement intéressante à étudier, à la fois pour comprendre les mécanismes de l’évolution mais également pour identifier la fonction de chaque gène et leur paralogue éventuel et pour évaluer leur contribution à la résistance aux infections virales.

La réponse antivirale innée est orchestrée par les interférons agissant sur la cellule par une transmission du signal aboutissant à l’induction d’un ensemble de gènes, les Interferon Stimulated Genes (ISG)s dont l’activité antivirale directe ou indirecte inhibent la réplication virale dans les cellules infectées et conférent une résistance aux cellules non encore infectées.

L’obtention de mutants par l’édition du génome par la méthode CRISPR/Cas9 permet d’étudier les effets d’une perte de fonction relativement facilement par des expériences de perte de fonction. Cette approche permet d’isoler des lignées somatiques « knock-out» clonales ouvrant la voie à des études à la fois fondamentales et appliquées de génomique fonctionnelle.

A ce jour, la lignée cellulaire CHSE-EC  est notre modèle in vitro de référence pour l’étude des voies impliquées dans la résistance virale. L’approche pour l’édition des génomes est représentée ci-dessous et implique l’utilisation d’un marqueur fluorescent pour un criblage optimal.

A ce jour, un panel de lignées clonales a été obtenu à partir de lignées de trois espèces de poissons : deux salmonidés la truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss (OM¹), le saumon Chinook Oncorhynchus tshawytscha (OT) et un cyprinidé la tête de boule Pimephales promelas (PP²). Ces lignées ont été invalidées pour 1, 2 ou 3 gènes impliqués dans les voies de signalisation de l’interféron. Ces lignées, au génotype validé sont publiées (en gras) et/ou en cours de caractérisation.

   Principaux projets et collaborations 

   Ces approches ont été développées grâce à de nombreuses collaborations. Les plus marquantes et durables comptent : l'équipe de M. Adamek (Université d’Hanovre, Allemagne), A. Rebl (FBN, Dummerstorf, Allemagne), J. Bejar (Université de Malaga, Espagne), C. Collins (University College Cork, Irlande), J. Minke (Virbac, France), O. Evensen (NMBU, Norvège), S. Hong (Université Nationale de Gangneung-Wonju, Corée du sud), S. DeWittOrr (Université Wilfrid-Laurier, Waterloo, Canada), S. Martin (Université d’Aberdeen, GB), D. McQueen (Roslin Institute, GB), K. Rakus (Jagiellonian University, Pologne),

 Sources de financements:  INRAE (département Santé Animale), Agence Nationale de la recherche ANR (CELL2FISH 2023-2028), ANRT (Thèse CIFRE), DIM1Health (Postdoc), Communauté Européenne (Projets Aquafaang, VetBioNet, Aquaexcel, Eurofaang), Research Council of Norway (RCN), Fisheries Society of British Isles (FSBI).