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Système immunitaire et Pandémie

Lors d’une pandémie tout se joue entre notre système immunitaire et les pathologies auto-imunes.

Le système immunitaire préserve l’intégrité des personnes contre les agents infectieux ou parasitaires. 

Par contre la protection varie en fonction de l’agent pathogène.

La peste noire, fléau épidémique résultant de la bactérie Yersinia pestis, fut une lessiveuse de sélection de gènes humains.

Mais certains individus à l’époque possédaient notamment des gènes les immunisant de la peste.

Le processus de sélection naturelle jouant ainsi son rôle, un français sur deux possède aujourd’hui le patrimoine génétique de protection.

Par contre cette sélection d’un gène protecteur de la bactérie de la peste semble peser sur l’accroissement de nos pathologies auto-immunes actuelles.

Génétique et immunité

Au cours d’une pandémie, les maladies infectieuses attaquent notre système immunitaire. Cela entraîne l’élimination des allèles délétères.

Ce processus sélectionne ainsi naturellement et positivement les variants octroyant un avantage en termes de survie. 

Une étude conjointe de l’Institut Pasteur, de l’Université McMaster et de l’Université de Chicago rend responsable la peste noire d’une évolution de nos gènes d’immunité.

Cette évolution, longue, nous rend plus sensible aux maladies auto-immunes aujourd’hui.

En effet, le bacille de la peste fait partie des agents infectieux les plus virulents dans la nature.

Ses mécanismes moléculaires de pathogénicité sont aussi complexes que nos réponses immunitaires.

Ainsi une étude d’ADN anciens et extraits des restes d’individus morts de la peste aboutit à identifier quatre gènes.

Ces gènes participent notamment à la production de protéines défendant nos systèmes contre les pathogènes.

Mais c’est surtout la découverte d’allèles copiant ces gènes qui interpella les chercheurs.

Ces allèles procureraient une protection contre la peste.

En effet le taux de survie fut supérieur pour les individus possédant deux copies identiques d’un gène particulier ; ERAP2 ou gène Endoplasmic Reticulum Aminopeptidase 2.

C’est une enzyme permettant la transformation des peptides sous une forme permettant leur présentation au système HLA (Human Leucocyte Antigen).

Les antigènes des leucocytes humains (HLA) jouent un rôle important dans notre défense immunitaire.

Sélection génétique

Le gène ERAP2 est en fait une bonne copie du gène qui donne une chance de survie supérieure de 40 à 50 % contre la peste.

Pour Christian Demeure, chercheur au sein de l’unité Yersinia de l’Institut Pasteur, la variabilité génétique existe encore dans nos génomes.

En plus l’étude a permis d’appréhender les interactions entre les cellules du système immunitaire et la bactérie Y. pestis. Ainsi que le rôle réel de ERAP2.

Par contre, le généticien Luis Barreiro, professeur de médecine génétique à l’Université de Chicago et co-dernier auteur de l’étude met en avant l’impact d’un seul pathogène.

En effet ce seul pathogène de la peste entraîna une évolution en cascade de notre système immunitaire.

La conclusion de Javier Pizarro-Cerda, également co-auteur de l’étude et directeur de l’unité de recherche Yersinia à l’Institut Pasteur, est que ce qui permet de survivre à une époque peut altérer la survie à une autre époque.

Comme le conforte Hendrik Poinar, co-dernier auteur de l’étude et directeur de l’Ancient DNA Centre de l’Université McMaster ; un avantage sélectif en faveur des allèles protecteurs fait la différence entre survie ou décès.

Les survivants en âge de procréer transmettront ensuite leurs gènes.

On doit les résultats de cette étude à la doctorante Jennifer Klunk (Ancient DNA Centre de l’Université McMaster).

Et à Tauras Vigylas, postdoctorant (Université de Chicago) en association avec l’unité de Recherche Yersinia à l’Institut Pasteur.

Tout virus s’adapte par sélection naturelle au système immunitaire de son hôte.

L’ensemble des adaptations individuelles produit une évolution globale d’un virus au cours d’une épidémie.

Évolution génétique et HLA

Les gènes dits HLA, responsables du système immunitaire adaptatif différent donc souvent entre les individus.

Ces gènes produisent des molécules HLA (Human Leukocyte Antigen ou antigènes des leucocytes humains) qui se placent à la surface des cellules.

Les molécules HLA se lient ensuite à ces fragments et les exposent à la surface des cellules, déclenchant ainsi une cascade de réactions immunitaires destinées à éliminer le virus.

Les scientifiques ont ainsi identifié 450 molécules HLA comme étant les plus communes.

Quand un virus infecte un organisme, ses protéines sont d’abord découpées en petits fragments appelés peptides.

Avec le coronavirus plus de 7000 peptides peuvent ainsi dériver de l’ensemble de ses protéines virales.

En 2020,  une étude de scientifiques de l’Université de Genève (UNIGE), en collaboration avec l’Institut Max Planck de Jéna (Allemagne) et l’Université d’Adélaïde (Australie) s’est attachée aux gènes dits HLA.

Ses auteurs se sont en effet intéressés aux liaisons HLA – Peptides pour la totalité des protéines de 6 virus à potentiel pandémique (coronavirus, influenza de la grippe et virus HIV-1).

Leurs travaux mettent en évidence que de nombreux variants HLA peuvent se lier fortement aux peptides de l’ensemble des virus.

Et certains particulièrement aux virus de type respiratoire comme le coronavirus et influenza.

L’étude met aussi en relief que de nombreuses molécules HLA sont efficaces contre de nombreux virus différents.

Réussir à identifier les peptides du coronavirus fortement liés aux molécules HLA pourrait permettre de développer un vaccin.

Pandémie et Système immunitaire sont des clefs de l’évolution de l’espèce humaine.

Article : P. du Chélas


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