Un champignon parasite, Nosema ceranae, détourne le fer chez les abeilles

De nouvelles études montrent que Nosema ceranae, un ravageur intracellulaire majeur des abeilles mellifères, détourne le fer du pollinisateur, un détournant vers les propres besoins du parasite.

Les pesticides sont souvent montré du doigt dans la mortalité des abeilles, mais voici qu'une nouvelle étude suggère une autre cause, «Un champignon parasite détourne le fer chez les abeilles», source ARS USDA.

Un entomologiste de l'Agricultural Research Service a découvert que le parasite Nosema ceranae qui cause des problèmes majeurs et la mort chez les abeilles mellifères fonctionne en détournant le fer de son hôte pour lui-même.

Le fer est un micronutriment aussi essentiel pour les abeilles mellifères que pour les humains. Les abeilles mellifères en obtiennent généralement suffisamment pour répondre à leurs besoins grâce à leur alimentation en pollen de fleurs. Ils utilisent le fer dans leur système immunitaire et pour la reproduction et le développement. Tout comme Nosema ceranae.

«Dans un certain nombre d'espèces de mammifères, il existe un bras de fer entre l'hôte et l'agent pathogène qui fait partie du champ de bataille central qui détermine l'issue d'une infection. Mais cela n'a pas encore été exploré chez les abeilles mellifères et pas avec Nosema», a expliqué l'entomologiste Yan Ping «Judy» Chen. Elle travaille au Laboratoire de recherche de l'ARS sur les abeilles à Beltsville, Maryland.

Lorsque Chen a suivi le fer chez les abeilles infectées par N. ceranae, elle a découvert que le fer faisait également partie de la lutte physiologique de l'abeille domestique contre le parasite, comme c'est le cas dans le système des mammifères.

Si les abeilles mellifères perdent la bataille de l'infection par N. ceranae, le parasite intestinal commence à détourner le fer contenu dans le pollen des fleurs que l'abeille a mangé avant que l'abeille ne puisse l'absorber, détournant le fer vers sa propre reproduction de spores.

Comment N. ceranae fait-il cela implique une protéine appelée transferrine qui, chez les abeilles mellifères, est responsable de la liaison et du transport du fer du pollen hors de l'intestin et dans toute l'abeille. N. ceranae utilise la transferrine de l'abeille mellifère pour détourner le fer vers son propre usage, ce qui amène l'abeille mellifère à produire de plus en plus de transferrine alors que le système de l'abeille est de plus en plus affamé de fer.

De nouvelles études montrent que Nosema ceranae, un ravageur intracellulaire majeur des abeilles mellifères, détourne le fer du pollinisateur, le détournant vers les propres besoins du parasite.

«Cela se traduit seulement par une plus grande carence en fer pour l'abeille domestique, car l'augmentation du niveau de transferrine donne simplement à N. ceranae l'opportunité de récupérer encore plus de fer de l'abeille hôte pour sa propre prolifération et sa survie», a dit Chen.

Elle a en outre constaté que la réduction de la production de transferrine s'accompagnait d'une réduction de la perte de fer et d'une amélioration de la fonction immunitaire et d'une amélioration de la survie des abeilles infectées par N. ceranae.

Puisqu'il n'y a pas de traitement vraiment efficace pour N. ceranae, cette étude suggère une possibilité bienvenue pour un nouveau traitement qui pourrait être basé sur la régulation du fer ou la synthèse de la transferrine, a ajouté Chen. Cela intéressera les apiculteurs, les chercheurs et les décideurs du monde entier.

N. ceranea est l'un des principaux problèmes parasitaires causant aujourd'hui des pertes de colonies d'apiculteurs. C'est une microsporidie, membre d'un groupe de parasites unicellulaires étroitement liés aux champignons. À l'origine, N. ceranae n'était un parasite que des abeilles mellifères d'Asie (Apis cerana). Mais à la fin des années 1990, il a été transféré de ces espèces vers les abeilles mellifères européennes (Apis mellifera) que nous avons dans ce pays.

L'étude a été publiée dans Plos Pathogen.

NB : On pourra aussi lire cet article de Gil Rivière-Wekstein du blog agriculture et environnement de janvier 2008, Selon les syndicats apicoles français, le protozoaire Nosema ceranae n’est pas dangereux !

Au cours d’un colloque organisé par l’Union nationale de l’apiculture française (Unaf) à Castres, durant l’automne 2007, le vétérinaire Marc-Edouard Colin a développé une thèse plutôt suprenante : il a affirmé que la présence de Nosema ceranae était généralisée en France (89 % des colonies suivies) – et ce depuis très longtemps –, et que les ruches atteintes par ce protozoaire étaient cependant parfaitement saines !

Des chercheurs découvrent comment E. coli et d'autres bactéries obtiennent du fer

« Une étude internationale menée par Monash University a des implications dans la lutte contre les infections à E. coli », source communiqué de la Monash University.

La plupart des souches de E. coli sont inoffensives, mais certaines peuvent causer des infections graves ou mortelles.

Les scientifiques de Monash ont identifié un mécanisme de survie des bactéries qui causent des maladies chez les plantes et les animaux, y compris des maladies dues à E. coli (Escherichia coli) hautement virulents.

E. coli est un groupe de bactéries présentes dans l'intestin de presque toutes les personnes et de nombreux animaux. Il existe de nombreuses souches différentes dont la plupart sont inoffensives, mais certaines peuvent causer des infections graves ou mortelles.

Dans une étude publiée dans PLoS Genetics, des chercheurs ont montré que les bactéries pathogènes obtiennent le fer, un nutriment essentiel lors de l'infection, en le piratant à partir de protéines de l'hôte.

L'étude était dirigée par le Dr Rhys Grinter de la Monash School of Biological Sciences et le professeur Trevor Lithgow du Biomedicine Discovery Institute.

« Nos travaux montrent clairement que les bactéries ont mis au point des mécanismes d'absorption sophistiqués pour obtenir les nutriments nécessaires à la croissance », a déclaré le Dr Grinter.

Le fer est l'un de ces nutriments et se trouve souvent dans les protéines - les éléments constitutifs des cellules hôtes.

« Les bactéries qui causent des maladies chez les plantes peuvent extraire le fer des protéines végétales en les important et en les coupant une fois dans la cellule bactérienne », a déclaré le Dr Grinter.

« Alors qu'il était connu que ces bactéries infectant certaines plantes pouvaient faire cela, il était inconnu si d'autres bactéries qui infectent l’homme et l’animal sont également capables d'importer des protéines hôtes », a-t-il déclaré.

L’équipe de recherche a analysé les séquences génétiques des bactéries et a découvert que les gènes responsables de l’importation et du traitement des protéines sont très répandus parmi les bactéries qui causent des maladies chez l’homme, les animaux et les plantes. Ils ont ensuite utilisé des techniques de pointe pour caractériser les systèmes d'importation des protéines au niveau moléculaire, confirmant ainsi leur fonction.

Ces systèmes d'importation consistent en un canal à travers la membrane de la bactérie qui importe des protéines contenant du fer et une enzyme à l'intérieur de cette bactérie qui agit comme une paire de ciseaux moléculaires. Ces ‘ciseaux’ coupent la protéine cible une fois qu’elle pénètre dans la bactérie en libérant le fer qu’elle contient afin que celle-ci puisse être utilisée par la bactérie.

Les auteurs montrent que les systèmes d'importation de protéines identifiés dans cette étude sont liés à celui du phytopathogène virulent Pectobacterium, qui cible la ferrédoxine contenant du fer pendant l'infection. Cependant, l'étude suggère que ces systèmes ont évolué pour cibler des protéines spécifiques présentes dans l'hôte de la bactérie qu'ils infectent.

« Avant cette étude, il n'était pas clair si la capacité d'importer des protéines de l'hôte était généralisée ou si seul Pectobacterium était capable de se procurer du fer de cette manière », a déclaré le Dr Grinter.

« Nous avons été surpris par la diversité et l’étendue de ces systèmes d’absorption de protéines. Nos travaux suggèrent qu'ils jouent un rôle important dans l'infection de nombreuses bactéries pathogènes. »

L'équipe de recherche a utilisé la cristallographie aux rayons X et le synchrotron australien pour déterminer la structure moléculaire des composants purifiés du système d'importation des protéines provenant de E. coli pathogène.

Ils ont découvert d'importantes similitudes entre ce système et le système d'importation de ferrédoxine provenant de Pectobacterium.

« Les similitudes entre ces systèmes chez ces deux bactéries très différentes étaient frappantes », a déclaré le Dr Grinter.

« Bien que les bactéries aient adopté des modes de vie radicalement différents, séparées par des millions d'années d'évolution, il était clair que les deux systèmes fonctionnent de la même manière. »

Le système d'importation des protéines de E. coli caractérisé dans cette étude est un facteur important d'infections causées par des souches pathogènes de cette bactérie.

« Comprendre le fonctionnement de ce système permettra aux chercheurs de le cibler et de le bloquer pour lutter contre ce type d'infections », a déclaré le Dr Grinter.