Un virus suspect apparenté au VIH passe des plantes aux abeilles
Sunday, August 31st, 2014tvqc.com
Cet article est une traduction intégrale d’un texte publié sur le site Scientific American
Quand le VIH est passé des chimpanzés aux humains quelque part au début des années 1900, il a traversé un gouffre de plusieurs millions d’années d’évolution. Cependant, les scientifiques ont annoncé récemment que le virus des taches en anneaux du tabac a fait un saut invraisemblable. Il a traversé un gouffre béant d’une largeur de 1,6 milliards d’années.
C’est probablement une mauvaise nouvelle pour son hôte, l’abeille, le cupidon des cultures et porteur de miel. Ce sont deux services envers lesquels les humains sont éternellement reconnaissants et sûrement incapables de se passer dans le cas de ce dernier. Les abeilles pollinisent la majorité de nos cultures de fruits et de noix ainsi que plusieurs légumes – environ 90 d’entre eux – sans lesquels l’humanité serait nutritionnellement appauvrie. Néanmoins, des pénuries sont possibles dans ces circonstances, comme les populations d’abeilles en Amérique sont en déclin depuis les dernières années pour des raisons multiples et insaisissables. Le syndrome d’effondrement des colonies d’abeilles, comme on l’appelle, a été signalé pour la première fois en 2006 et s’est propagé à travers le monde. Plusieurs virus, parasites, et pesticides ont été impliqués, mais aucune fumée indiquant réellement la cause n’est encore apparue.
Pendant que les scientifiques étudiaient le rôle possible du pollen dans la diffusion des virus d’abeilles connus, une équipe de scientifiques des États-Unis et de la Chine a commencé à examiner des abeilles et le pollen pour identifier des virus de toutes les sortes. À leur grande surprise, comme ils l’ont annoncé le 21 janvier dans le journal mBio, ils ont découvert un phytovirus commun – le virus des taches en anneaux du tabac – ayant manifestement infecté les abeilles. Était-ce un simple visiteur transitoire? Ou alors, y avait-il bâti son foyer à un endroit inconcevable comparativement à ses hôtes habituels?
Leur premier indice fut le génome du virus. Le virus des taches en anneaux du tabac est un virus ribonucléique (ARN). Bien que l’ADN agisse comme entrepôt stable d’instructions pour assembler des protéines, l’ARN est la manière dont cette information est transmise à la partie de la cellule qui les fabrique. Il est transitoire de nature, et recyclé après un court moment. L’ARN polymérase, l’enzyme fabriquant l’ARN en copiant l’ADN, n’est pas aussi prudent que l’ADN polymérase, l’enzyme qui la réplique. Il lui manque un important mécanisme de relecture que l’ADN polymérase possède (correction de 3`->5`), donc il est plus porté à faire des erreurs qu’on appelle des mutations. Chez les humains, ce n’est pas un problème car la vie d’une souche d’ARN unique est brève et les erreurs se terminent avec sa destruction.
Cependant, pour les virus ARN, leur information héréditaire est l’ARN, et le taux extrêmement élevé de mutation des virus ARN est un moteur puissant d’évolution. Il génère la diversité sur laquelle la sélection naturelle peut se faire. Les erreurs peuvent rapidement conduire à des virions déformés ou dysfonctionnels (très normal pour les virus) tout comme à la conquête de nouveaux hôtes (très anormal pour les virus). Les virus ARN ont généré plusieurs «célébrités»; le VIH est un virus ARN, tout comme le SRAS et la grippe. Les virus ARN sont la source la plus probable de virus sautant d’un hôte à l’autre ou d’infections augmentant soudainement leur virulence, selon les auteurs de l’étude.
Néanmoins, sauter d’un règne à un autre n’est pas un évènement courant. La plupart des phytovirus ne dépendent pas des insectes mangeurs de plantes pour changer d’hôte. Toutefois, peu d’entre eux infectent vraiment ces insectes. L’exception est la famille des Rhabdoviridae, la famille des virus dont fait partie la rage. Certains virus de cette famille sont connus pour infecter autant la plante que l’animal hôte.
Malgré son nom, le virus des taches en anneaux de tabac infecte plusieurs plantes autre que celle du tabac, plus de 35 familles, dont les tomates, les concombres, les fèves, et les plantes ligneuses. C’est un virus qui adore les plantes, même si celles-ci ne les aiment pas assurément en retour. Il peut rabougrir ou tuer la plante, et possiblement en décolorer les feuilles d’un motif caractéristique de taches en anneaux dans le processus.
Le virus des taches en anneaux du tabac se propage entre les plantes n’importe comment – il n’est pas difficile. Il peut être transmis directement à la nouvelle génération via une graine infectée. Il peut être aussi transmis d’une plante à l’autre par un nématode dague, un ver de terre minuscule ayant une aiguille perçante pour saper les fluides des plantes. Tout autre insecte suceur de plantes ou mangeur de feuilles peut aussi faire le travail : les pucerons, les thrips, les sauterelles ou les altises, peut-être. Même les abeilles. Les abeilles peuvent propager le virus à une nouvelle plante via du pollen infecté.
Cela qui nous ramène au mystère du phytovirus apparu dans l’abeille, comment il est arrivé là, et ce qu’il fait. Les abeilles gèrent le pollen de manière assez intime. Leur corps est chargé électriquement d’une manière où le pollen se colle à elles, mais elles ont aussi des paniers sur leur pattes postérieures où elles enfouissent des masses de leur produit. Puis, de retour à la ruche, elles transforment le pollen en «pain d’abeille» le combinant avec du miel et leurs propres sécrétions glandulaires, qu’elles pourraient manger plus tard. En gros, les abeilles se vautrent dans le pollen comme des porcs dans la boue, ce qui permet à n’importe quel virus entreprenant venu du pollen d’avoir les moyens et le motif pour changer d’hôte. Que le virus ait établi sa résidence à long terme dans le nouvel hôte restait à voir, cependant.
Les scientifiques ont pris des échantillons des tissus de partout sur le corps des abeilles afin de voir si il était concentré dans leur intestin et leurs glandes salivaires, les endroits où il se retrouverait le plus s’il ne faisait que passer. Ils ont trouvé quelque chose de très différent. Le virus n’a pas semblé se répliquer du tout dans leur intestin et leur glandes salivaires, et très peu de particules de virus ont été trouvées là. Le virus s’est plutôt propagé partout sur le corps des abeilles et s’est répliqué particulièrement bien dans leurs ailes, dans leurs nerfs, dans leurs antennes, dans leurs trachées, et dans leur sang (techniquement, leur hémolymphe). De manière inquiétante, il semblait favoriser les tissus nerveux. Loin d’être un intrus poli et non-envahissant, on dirait dit que le virus avait défoncé la serrure de la porte d’entrée, dévalisé le frigo et la cave à vin, et appelé pour installer le câble.
Toutefois, la situation des abeilles s’est empirée. Lorsque les scientifiques ont regardé les mites Varroa destructor, qui ont été impliquées dans le syndrome de l’effondrement des colonies d’abeilles et qui se comportent comme des tiques parasitiques des abeilles (si les tiques avaient la taille d’assiettes), leur intestin était rempli du virus des taches en anneaux du tabac. Comme pour les tiques, les mites Varroa sapent l’énergie de leur hôte et peuvent répandre des maladies. Toutefois, contrairement aux abeilles, les infections des taches en anneaux du tabac des mites se limitaient à leur intestin, réduisant grandement la possibilité que les virus se nourrissaient des parasites d’abeilles et des abeilles.
Pour voir ce que les virus peuvent révéler sur les évènements, les scientifiques ont comparé les gènes des taches en anneaux de tabac des plantes à deux des abeilles et des mites. Les virus des abeilles et des mites étaient très similaires, ce qui signifie que les mites ont attrapé le virus des abeilles, et ils ont obtenu leur virus via un ancêtre commun – une seule rencontre malchanceuse entre une certaine abeille et un certain grain de pollen, peut-être. De plus, le pollen des abeilles caché dans la ruche, le «pain d’abeille» mentionné plus tôt, a été contaminé par la même souche.
Toutefois, la seule présence du virus dans le corps d’abeilles ne révèle pas si le virus est menaçant. Par conséquent, les scientifiques ont obtenu les échantillons de six ruches fortes et quatre ruches faibles sur l’étendue d’un an pour voir si les tâches d’anneaux du tabac avaient des effets nuisibles sur leur nouvel hôte mobile. Ils ont recherché le virus et une variété d’autres impliqués dans le syndrome de l’effondrement des colonies d’abeilles, dont le virus des ailes déformées (DWV), le virus de la cellule noire de reine (BQCV), le virus israélien de la paralysie aiguë (IAPV). En effet, de plus grandes concentrations du virus des tâches d’anneaux du tabac et de ces autres virus semblaient présager l’effondrement de la colonie.
Il reste encore plusieurs inconnus. L’équipe ne sait pas si le virus peut survivre chez les abeilles sans une nouvelle introduction par le biais du pollen. Ils ne savent pas non plus si les abeilles peuvent donner le virus à des plantes non-infectées. Bien sûr, il reste difficile à dire si ces virus suspects tous ensemble sont la cause de l’effondrement, un symptôme d’une maladie sous-jacente (les abeilles affaiblies pourraient être plus facilement infectées par un virus), ou les deux. L’histoire du syndrome de l’effondrement des colonies d’abeilles demeure incomplète.
Il serait bon de se pencher sur la raison pour laquelle cette invasion virale en particulier est si remarquable. Un virus désirant envahir un nouvel hôte – encore plus dans le cas d’un nouvel hôte séparé de l’hôte actuel par plus d’un milliard d’années d’évolution – doit surmonter plusieurs obstacles d’importance. Il doit rencontrer le nouvel hôte. Les protéines de sa capside doivent évoluer pour lui permettre d’accéder aux cellules de l’hôte, bien qu’un changement porté à une ou à quelques sous-unités de protéines appelées acides aminés soit peut-être assez pour y arriver. Ensuite, le génome du virus doit évoluer pour lui permettre d’envahir le système immunitaire de son nouvel hôte et détourner sa machinerie réplicative. Finalement, le virus doit trouver un moyen de se répandre d’un hôte à l’autre. C’est un défi de taille, il semble extraordinaire que le virus des tâches en anneaux du tabac aient pu l’accomplir.
Selon les auteurs de cette recherche, c’est la preuve que les abeilles peuvent être infectées par du pollen contaminé par des phytovirus, mais ce n’est peut-être pas la toute première ou dernière manifestation. Environ 5% des phytovirus proviennent du pollen. Quel est le matériel génétique de la plupart d’entre eux? L’ARN (acide ribonucléique).
Référence : Li J.L., Cornman R.S., Evans J.D., Pettis J.S., Zhao Y., Murphy C., Peng W.J., Wu J., Hamilton M. & Boncristiani H.F. & (2013). Systemic Spread and Propagation of a Plant-Pathogenic Virus in European Honeybees, Apis mellifera, mBio, 5 (1) e00898-13-e00898-13. DOI: 10.1128/mBio.00898-13
Source : Jennifer Frazer for Scientific American
