Des analyses physiologiques et protéomiques comparatives révèlent la réponse de défense immunitaire de la coquille Saint-Jacques Pecten maximus en présence de la toxine paralysante des mollusques (PST) d’Alexandrium minutum.

Résumé

La coquille Saint-Jacques, Pecten maximus, est un fruit de mer de grande valeur en Europe. Au cours des dernières années, sa culture a été menacée par des microalgues toxiques lors des efflorescences algales nuisibles, suscitant des inquiétudes en matière de santé publique. En effet, les phycotoxines accumulées dans les bivalves peuvent être nocives pour l’homme, notamment les toxines paralysantes des mollusques (PST) synthétisées par la microalgue Alexandrium minutum. Des effets délétères de ces algues toxiques sur les bivalves ont également été rapportés. Cependant, leur impact sur des bivalves tels que la coquille Saint-Jacques est loin d’être complètement compris. Cette étude a combiné des analyses écophysiologiques et protéomiques pour étudier la réponse précoce des coquilles juvéniles à une exposition de courte durée à A. minutum productrice de PST. Nos données ont montré que tout au long des 2 jours d’exposition à A. minutum, les coquilles Saint Jacques ont présenté une baisse transitoire des taux de filtration et de respiration et ont accumulé de la PST. Une variabilité interindividuelle significative du potentiel d’accumulation des toxines a été observée entre les individus. En outre, nous avons constaté que l’ingestion d’algues toxiques, corrélée à l’accumulation de toxines, était déterminée par deux facteurs : 1/ le temps nécessaire à la coquille Saint-Jacques pour se remettre de l’inhibition de la filtration et recommencer à filtrer, 2/ le niveau de filtration auquel la coquille Saint-Jacques recommence à filtrer après l’inhibition. De plus, à la fin de l’exposition de 2 jours à A. minutum, les analyses protéomiques ont révélé une augmentation du récepteur B1 de type lectine des cellules tueuses, impliqué dans la réponse immunitaire adaptative. Les protéines impliquées dans la détoxification et le métabolisme ont été trouvées en plus faible quantité dans les coquilles Saint-Jacques exposées à A. minutum. Les données protéomiques ont également montré une accumulation différentielle de plusieurs protéines de structure telles que la β-actine, la paramyosine et la filamine A, suggérant un remodelage du tissu du manteau lorsque les coquilles Saint-Jacques sont soumises à une exposition à A. minutum.

(a). Concentration individuelle de toxines dans la glande digestive (DG) des pétoncles à la fin de l’exposition (jour 4, µg STX 100 g-1 DG) par rapport au nombre total de cellules A. minutum consommées par chaque coquille pendant les jours 3 & 4 par g de coquille (nombre de cellules g-1) pour tous les essais (n=18). La ligne indique le modèle de régression de type II ajusté. (b). Le graphique montre les taux de clairance (L h-1) des essais TC-A (jours 1 & 2 d’exposition à T. lutea et C. muelleri et jours 3 & 4 d’exposition à A. minutum) mesurés du jour 1 au jour 4 et normalisés pour une coquille de 7g de masse totale. Les données ont été mises en évidence selon les 3 clusters (potentiel d’accumulation faible, moyen et élevé), chaque forme vide représentant un individu du cluster d’accumulation faible □, moyenne △ ou élevée ○ et les formes pleines correspondant aux valeurs moyennes pour 5h dans les clusters d’accumulation faible ■, moyenne ▲ et élevée ●.

Points forts

• La microalgue A. minutum inhibe transitoirement les activités de filtration et de respiration des pétoncles géants.
• L’accumulation de la toxine paralysante A. minutum dans le coquille Saint-Jacques est très variable selon les individus.
• Analyse protéomique de l’effet de l’algue toxique A. minutum sur la coquille Saint-Jacques : réponse immunitaire et détoxication.

Référence

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Résumé

Les études sur l’impact de l’acidification des océans sur les organismes marins impliquent l’exposition des organismes à des scénarios d’acidification futurs, ce qui est peu pertinent pour les organismes calcifiants côtiers vivant dans une mosaïque d’habitats. L’identification des points de bascule au-delà desquels des effets néfastes sont observés est un indicateur largement généralisable de la sensibilité à l’acidification au niveau de la population. Cette approche est limitée à une poignée d’études qui se concentrent uniquement sur quelques traits macro-physiologiques, négligeant ainsi la réponse de l’organisme entier. Nous développons ici un cadre pour analyser les réponses macro-physiologiques et moléculaires sur une large gamme de pH chez l’huître juvénile. Nous identifions des points de basculement pour les traits physiologiques à pH 7,3-6,9 qui coïncident avec un remaniement majeur des lipides membranaires et du transcriptome. En revanche, une baisse du pH affecte les paramètres de la coquille au-delà des points de basculement, ce qui a probablement un impact sur la condition physique des animaux. Ces résultats ont été rendus possibles par le développement d’une méthodologie innovante permettant de synthétiser et d’identifier les principaux modèles de variations dans de grands ensembles de données -omiques, de les adapter au pH et d’identifier les points de basculement moléculaires. Nous proposons une large application de notre cadre à l’évaluation des effets du changement global sur d’autres organismes.

Résumé graphique

Points de basculement du transcriptome de l’huître. (a-c) Distribution de fréquence du point de basculement pour les relations linéaires par morceaux (côté gauche). Les modèles linéaires et log-linéaires (pas de point de basculement) sont sous le nom de « Lin ». Les gènes sont regroupés en trois groupes de gènes qui co-varient ensemble. La ligne grise indique la fréquence de distribution de tous les gènes indépendamment des clusters. Les groupes de gènes qui présentent des points de basculement voisins avec des fréquences de distribution >5% (représentés par une ligne pointillée), ont été regroupés. Les segments au-dessus des barres indiquent les groupes de gènes sur lesquels des analyses GO ont été menées. Dans chaque cas, le gène qui représente le mieux le groupe selon l’appartenance à un module, l’importance du gène pour le pH et le R2 est présenté en fonction du pH à titre d’exemple (côté droit). Les points de basculement et leurs intervalles de confiance à 95% sont indiqués en gris. Les niveaux de signification des pentes sont présentés à l’aide d’étoiles (p < .001***, p < .01**, p < .05*). Les noms des gènes sont les suivants : LOC117690205 : transporteur monocarboxylate 12-like, LOC105317113 : protéine ribosomale 60S L10a, LOC105331560 : protocadhérine Fat 4.

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