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Etude de l’infection de l’abeille domestique par le parasite intestinal Nosema ceranae au travers de l’observation des métabolites circulants contenus dans l’hémolymphe
Publié le 6 janvier 2022 – Mis à jour le 6 janvier 2022
Un texte de la Minute Recherche par Cyril Jousse, Mounir Traikia, Marie Diogon, Hicham El Alaoui et Frédéric Delbac (ICCF et LMGE, unités mixtes de recherche CNRS / UCA).
Il devient de plus en plus évident que les pertes de colonies d’abeilles constatées ces dernières décennies ont une origine multifactorielle. L’appauvrissement de la diversité et de la qualité des ressources alimentaires, l’action d’agents pathogènes et de prédateurs mais aussi le stress chimique, provoqué notamment par l’exposition des abeilles aux produits phytosanitaires, sont les principales causes mises en avant pour expliquer ce déclin des colonies. Nosema ceranae fait partie des agents pathogènes les plus fréquemment rencontrés chez l’abeille domestique Apis mellifera. Ce parasite intestinal est connu pour détourner à son profit le métabolisme de la cellule, affectant ainsi les réserves énergétiques de l’insecte.
Afin d’évaluer l’état physiologique des abeilles lors d’une infection expérimentale par N. ceranae, nous avons utilisé une approche de métabolomique sur l’hémolymphe, liquide circulant dans tout le corps et baignant les organes internes. Cette approche vise à évaluer les fluctuations quantitatives du pool de métabolites au sein d’individus sains et infectés à 2 et 10 jours, grâce à des techniques analytiques de pointe faisant appel à la chromatographie couplée à la spectrométrie de masse (LC/MS) et la résonance magnétique nucléaire (RMN). Les profils métaboliques obtenus par ces deux techniques sont le reflet de toute la complexité métabolique retrouvée au sein des hémolymphes d’abeille. Parmi ce très grand ensemble de signaux analytiques, certains ont des comportements différents en fonction du groupe expérimental auquel ils appartiennent. Ces informations différentielles sont soumises à des tests de statistique multivariée afin de valider leur pertinence. Elles montrent ainsi l’effet de l’infection au stade précoce (2ème jour post-infection) ou plus tardif (10ème jour post-infection). C’est grâce à des outils de bio-informatique, adaptés à cette discipline, que nous sélectionnons les signaux d’intérêt et que nous tentons d’identifier les métabolites (biomarqueurs) associés.
Au total 15 biomarqueurs ont été identifiés. Ceux-ci sont en lien avec le développement de l’infection seule ou de l’infection associée au vieillissement de l’abeille. Il s’agit de glucides, d’acides aminés, de dipeptides, de composés lipidiques et d’une polyamine.
Cette étude montre la pertinence de l’approche par métabolomique « non ciblée » pour l’étude de ces mécanismes physiopathologiques. Les différents biomarqueurs identifiés pourraient se révéler très utiles pour mieux suivre/prédire l’état de santé des colonies d’abeilles soumises à ce parasite intestinal.
MOOC USEMETABO (https://www.fun-mooc.fr/courses/course-v1:cnrs+136001+session01/about#)
Afin d’évaluer l’état physiologique des abeilles lors d’une infection expérimentale par N. ceranae, nous avons utilisé une approche de métabolomique sur l’hémolymphe, liquide circulant dans tout le corps et baignant les organes internes. Cette approche vise à évaluer les fluctuations quantitatives du pool de métabolites au sein d’individus sains et infectés à 2 et 10 jours, grâce à des techniques analytiques de pointe faisant appel à la chromatographie couplée à la spectrométrie de masse (LC/MS) et la résonance magnétique nucléaire (RMN). Les profils métaboliques obtenus par ces deux techniques sont le reflet de toute la complexité métabolique retrouvée au sein des hémolymphes d’abeille. Parmi ce très grand ensemble de signaux analytiques, certains ont des comportements différents en fonction du groupe expérimental auquel ils appartiennent. Ces informations différentielles sont soumises à des tests de statistique multivariée afin de valider leur pertinence. Elles montrent ainsi l’effet de l’infection au stade précoce (2ème jour post-infection) ou plus tardif (10ème jour post-infection). C’est grâce à des outils de bio-informatique, adaptés à cette discipline, que nous sélectionnons les signaux d’intérêt et que nous tentons d’identifier les métabolites (biomarqueurs) associés.
Au total 15 biomarqueurs ont été identifiés. Ceux-ci sont en lien avec le développement de l’infection seule ou de l’infection associée au vieillissement de l’abeille. Il s’agit de glucides, d’acides aminés, de dipeptides, de composés lipidiques et d’une polyamine.
Cette étude montre la pertinence de l’approche par métabolomique « non ciblée » pour l’étude de ces mécanismes physiopathologiques. Les différents biomarqueurs identifiés pourraient se révéler très utiles pour mieux suivre/prédire l’état de santé des colonies d’abeilles soumises à ce parasite intestinal.
Idées « 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#)
Référence
Cyril Jousse, Céline Dalle, Angélique Abila, Mounir Traikia, Marie Diogon, Bernard Lyan, Hicham El Alaoui, Cyril Vidau, Frédéric 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.