Comment les baudroies fusionnent-elles physiquement avec leur partenaire sans se faire rejeter par leur système immunitaire ?

Les poissons des abysses ne sont pas seulement laids, avec d’étranges manières de se reproduire et d’attirer des proies. ils ont maintenant surpris les scientifiques avec leurs adaptations immunitaires apparemment défiant les lois de la biologie et qui pourraient avoir des implications pour les humains.

Image d’entête : une femelle Melanocetus johnsonii de 75 mm et un mâle de 23,5 mm fusionnés à son ventre. (Edith A Widder)

Ce phénomène est lié à la façon dont les petits mâles de certaines espèces de baudroies s’attachent en permanence aux femelles plus grandes, en fusionnant leurs tissus et leur système de circulation sanguine pour se nourrir des nutriments de leur partenaire et lui fournir du sperme, un phénomène unique découvert il y a 100 ans, connu sous le nom de parasitisme sexuel. Les rencontres dans les profondeurs sont très rares, alors lorsque les femelles baudroies trouvent un partenaire, elles ne lâchent plus…

Cette fusion à été filmée pour la première observation en 2018, avec un couple de baudroies des abysses, Caulophrynidae jordani.

Chez les vertébrés, cette fusion des tissus ne devrait pas être possible, explique Thomas Boehm de l’Institut Max Planck d’Allemagne, car le système immunitaire (complexe majeur d’histocompatibilité (CMH)) se mobilise habituellement pour se défendre.

Selon Thomas Boehm  :

Le parasitisme sexuel représente une forme de jonction anatomique qui laisse perplexe tout immunologiste. Comment deux individus peuvent-ils fusionner leur corps de manière homogène alors que le rejet et la destruction des tissus est la norme lorsque nous tentons une transplantation d’organe ?

M. Boehm est l’auteur principal d’une nouvelle étude (lien plus bas) qui a utilisé le séquençage du génome de la baudroie (Lophiiformes) et l’analyse de gènes connus pour jouer un rôle dans l’immunité afin d’essayer de percer le mystère.

Travaillant à relever le défi de l’approvisionnement en spécimens, Boehm et ses collègues, dont Theodore Pietsch de l’université de Washington, aux États-Unis, et le premier auteur Jeremy Swann, ont broyé des tissus congelés et séquencé l’ADN de 31 spécimens conservés provenant de 10 espèces avec divers degrés de fixation/ fusion, et de 10 autres espèces qui ne s’attachent pas.

Une femelle Photocorynus spiniceps de 46 mm et un mâle de 6,2 mm fixés sur son dos. (Theodore W Pietsch)

Ils ont découvert des « modifications remarquables des capacités immunitaires » en fonction de la permanence de l’attachement, avec une perte progressive de l’immunité adaptative. Le changement le plus léger, dans les attaches plus temporaires, était un manque de gènes critiques qui permettent la réponse des anticorps matures.

Dans l’adaptation la plus radicale, ils ont été étonnés de constater une perte totale des anticorps et des fonctions des cellules T tueuses.

Toujours selon Boehm :

Tout le monde, y compris moi-même, considérait que cela était impossible pour les vertébrés.

Si les humains perdent ces gènes, ils sont gravement malades et ne peuvent pas vivre longtemps sans une greffe de moelle osseuse pour alimenter un nouveau système immunitaire. Survivre sans cette défense immunitaire est donc tout à fait extraordinaire, selon Boehm.

Pendant des centaines de millions d’années, l’immunité innée et l’immunité adaptative ont coévolué et on les a considérées comme indispensables à la survie.

L’immunité innée fait référence aux mécanismes immunitaires innés et non spécifiques du corps qui fournissent une première ligne de défense contre les envahisseurs étrangers.

L’immunité adaptative, ou immunité acquise, implique des anticorps qui ciblent des agents pathogènes spécifiques après exposition à ceux-ci, et elle est propre aux vertébrés. Elle se développe au fil du temps et procure une immunité à vie par l’intermédiaire de cellules T hautement spécialisées.

Les baudroies, le groupe de vertébrés des grands fonds marins le plus riche en espèces, semblent avoir contourné ce système dans leur quête de la réussite de la reproduction, qui, selon les auteurs, pourrait être due à une restructuration de leurs défenses immunitaires innées.

Étant donné que les vertébrés « habitent une grande variété de niches écologiques, des grands fonds marins aux hautes altitudes des Andes », selon M. Boehm, il s’ensuit que leur système immunitaire s’adapterait à leurs habitats uniques, ce qui a été sous-exploré par les immunologistes.

Notre étude montre qu’il est possible, pour certaines espèces au moins, de débrider une coopération co-évolutive qui a duré 400 millions d’années et de survivre grâce à la seule immunité innée.

La nature est donc très ingénieuse, et nous pourrions en tirer des enseignements sur la manière d’accroître les capacités de l’immunité innée chez les patients dont le système immunitaire adaptatif est défaillant. Quelque chose pour l’avenir, mais qui vaut clairement la peine d’être poursuivi.

L’étude publiée dans Science : The immunogenetics of sexual parasitism et présentée sur le site de l’Institut Max-Planck d’immunobiologie et d’épigénétique : Immune functions traded in for reproductive success.