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Etude de l¡¯infection de l¡¯abeille domestique par le parasite intestinal Nosema ceranae au travers de l¡¯observation des m¨¦tabolites circulants contenus dans l¡¯h¨¦molymphe
Publi¨¦ le 6 janvier 2022 – Mis ¨¤ jour le 6 janvier 2022
Un texte de la Minute Recherche par Cyril Jousse, Mounir Traikia, Marie Diogon, Hicham El Alaoui et Fr¨¦d¨¦ric Delbac (ICCF et LMGE, unit¨¦s mixtes de recherche CNRS / UCA).
Il devient de plus en plus ¨¦vident que les pertes de colonies d¡¯abeilles constat¨¦es ces derni¨¨res d¨¦cennies ont une origine multifactorielle. L¡¯appauvrissement de la diversit¨¦ et de la qualit¨¦ des ressources alimentaires, l¡¯action d¡¯agents pathog¨¨nes et de pr¨¦dateurs mais aussi le stress chimique, provoqu¨¦ notamment par l¡¯exposition des abeilles aux produits phytosanitaires, sont les principales causes mises en avant pour expliquer ce d¨¦clin des colonies. Nosema ceranae fait partie des agents pathog¨¨nes les plus fr¨¦quemment rencontr¨¦s chez l¡¯abeille domestique Apis mellifera. Ce parasite intestinal est connu pour d¨¦tourner ¨¤ son profit le m¨¦tabolisme de la cellule, affectant ainsi les r¨¦serves ¨¦nerg¨¦tiques de l¡¯insecte.
Afin d¡¯¨¦valuer l¡¯¨¦tat physiologique des abeilles lors d¡¯une infection exp¨¦rimentale par N. ceranae, nous avons utilis¨¦ une approche de m¨¦tabolomique sur l¡¯h¨¦molymphe, liquide circulant dans tout le corps et baignant les organes internes. Cette approche vise ¨¤ ¨¦valuer les fluctuations quantitatives du pool de m¨¦tabolites au sein d¡¯individus sains et infect¨¦s ¨¤ 2 et 10 jours, gr?ce ¨¤ des techniques analytiques de pointe faisant appel ¨¤ la chromatographie coupl¨¦e ¨¤ la spectrom¨¦trie de masse (LC/MS) et la r¨¦sonance magn¨¦tique nucl¨¦aire (RMN). Les profils m¨¦taboliques obtenus par ces deux techniques sont le reflet de toute la complexit¨¦ m¨¦tabolique retrouv¨¦e au sein des h¨¦molymphes d¡¯abeille. Parmi ce tr¨¨s grand ensemble de signaux analytiques, certains ont des comportements diff¨¦rents en fonction du groupe exp¨¦rimental auquel ils appartiennent. Ces informations diff¨¦rentielles sont soumises ¨¤ des tests de statistique multivari¨¦e afin de valider leur pertinence. Elles montrent ainsi l¡¯effet de l¡¯infection au stade pr¨¦coce (2¨¨me jour post-infection) ou plus tardif (10¨¨me jour post-infection). C¡¯est gr?ce ¨¤ des outils de bio-informatique, adapt¨¦s ¨¤ cette discipline, que nous s¨¦lectionnons les signaux d¡¯int¨¦r¨ºt et que nous tentons d¡¯identifier les m¨¦tabolites (biomarqueurs) associ¨¦s.
Au total 15 biomarqueurs ont ¨¦t¨¦ identifi¨¦s. Ceux-ci sont en lien avec le d¨¦veloppement de l¡¯infection seule ou de l¡¯infection associ¨¦e au vieillissement de l¡¯abeille. Il s¡¯agit de glucides, d¡¯acides amin¨¦s, de dipeptides, de compos¨¦s lipidiques et d¡¯une polyamine.
Cette ¨¦tude montre la pertinence de l¡¯approche par m¨¦tabolomique ? non cibl¨¦e ? pour l¡¯¨¦tude de ces m¨¦canismes physiopathologiques. Les diff¨¦rents biomarqueurs identifi¨¦s pourraient se r¨¦v¨¦ler tr¨¨s utiles pour mieux suivre/pr¨¦dire l¡¯¨¦tat de sant¨¦ des colonies d¡¯abeilles soumises ¨¤ ce parasite intestinal.
MOOC USEMETABO (https://www.fun-mooc.fr/courses/course-v1:cnrs+136001+session01/about#)
Afin d¡¯¨¦valuer l¡¯¨¦tat physiologique des abeilles lors d¡¯une infection exp¨¦rimentale par N. ceranae, nous avons utilis¨¦ une approche de m¨¦tabolomique sur l¡¯h¨¦molymphe, liquide circulant dans tout le corps et baignant les organes internes. Cette approche vise ¨¤ ¨¦valuer les fluctuations quantitatives du pool de m¨¦tabolites au sein d¡¯individus sains et infect¨¦s ¨¤ 2 et 10 jours, gr?ce ¨¤ des techniques analytiques de pointe faisant appel ¨¤ la chromatographie coupl¨¦e ¨¤ la spectrom¨¦trie de masse (LC/MS) et la r¨¦sonance magn¨¦tique nucl¨¦aire (RMN). Les profils m¨¦taboliques obtenus par ces deux techniques sont le reflet de toute la complexit¨¦ m¨¦tabolique retrouv¨¦e au sein des h¨¦molymphes d¡¯abeille. Parmi ce tr¨¨s grand ensemble de signaux analytiques, certains ont des comportements diff¨¦rents en fonction du groupe exp¨¦rimental auquel ils appartiennent. Ces informations diff¨¦rentielles sont soumises ¨¤ des tests de statistique multivari¨¦e afin de valider leur pertinence. Elles montrent ainsi l¡¯effet de l¡¯infection au stade pr¨¦coce (2¨¨me jour post-infection) ou plus tardif (10¨¨me jour post-infection). C¡¯est gr?ce ¨¤ des outils de bio-informatique, adapt¨¦s ¨¤ cette discipline, que nous s¨¦lectionnons les signaux d¡¯int¨¦r¨ºt et que nous tentons d¡¯identifier les m¨¦tabolites (biomarqueurs) associ¨¦s.
Au total 15 biomarqueurs ont ¨¦t¨¦ identifi¨¦s. Ceux-ci sont en lien avec le d¨¦veloppement de l¡¯infection seule ou de l¡¯infection associ¨¦e au vieillissement de l¡¯abeille. Il s¡¯agit de glucides, d¡¯acides amin¨¦s, de dipeptides, de compos¨¦s lipidiques et d¡¯une polyamine.
Cette ¨¦tude montre la pertinence de l¡¯approche par m¨¦tabolomique ? non cibl¨¦e ? pour l¡¯¨¦tude de ces m¨¦canismes physiopathologiques. Les diff¨¦rents biomarqueurs identifi¨¦s pourraient se r¨¦v¨¦ler tr¨¨s utiles pour mieux suivre/pr¨¦dire l¡¯¨¦tat de sant¨¦ des colonies d¡¯abeilles soumises ¨¤ ce parasite intestinal.
Id¨¦es ? pour en savoir plus ?
https://doi.org/10.1016/j.jip.2020.107478MOOC USEMETABO (https://www.fun-mooc.fr/courses/course-v1:cnrs+136001+session01/about#)
R¨¦f¨¦rence
Cyril Jousse, C¨¦line Dalle, Ang¨¦lique Abila, Mounir Traikia, Marie Diogon, Bernard Lyan, Hicham El Alaoui, Cyril Vidau, Fr¨¦d¨¦ric Delbac. A combined LC-MS and NMR approach to reveal metabolic changes in the hemolymph of honeybees infected by the gut parasite Nosema ceranae. Journal of Invertebrate Pathology, Volume 176, 2020, 107478, ISSN 0022-2011, https://doi.org/10.1016/j.jip.2020.107478.