Antiviral RNAi is initiated by dsRNA internalization into midgut cells in the insect model Drosophila

par Benjamin Obadia

Thèse de doctorat en Complexité du Vivant

Sous la direction de Maria-Carla Saleh.

Soutenue en 2013

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    L'immunité antivirale médiée par l'ARN interférence est déclenchée par l'internalisation de l'ARN double-brin au niveau des cellules intestinales chez l'insecte modèle Drosophila

  • Résumé

    Insects have successfully adapted to an incredible variety of environments where they co-exist with diverse microorganisms (e. G. , fungi, bacteria, viruses). Consequently, insect defense mechanisms have been shaped over their evolution to generate a versatile immune system, allowing them to better survive infection, but also to better spread infection to others. Although insect-borne diseases have caused severe threats to humans since recorded history, studies had mainly focused on the dissection and understanding of insect-bacterium interactions while insect-virus interactions have remained poorly characterized. A few years ago, the discovery of RNA interference (RNAi) as an antiviral immune mechanism opened new perspectives on understanding insect immunity, which may potentially lead to the control of insect-borne viruses. RNAi is naturally triggered by virus-derived double-stranded (ds) RNA molecules and gives the insect a sequence-specific way of controlling viral replication. In insects, the antiviral RNAi response may also be mounted after artificial immunization with dsRNA, and evidence shows that a systemic protective state is established against viruses. Using the insect model Drosophila melanogaster, the present work inquires on the capacity of dsRNA to generate such a systemic silencing response against RNA viruses and focuses on the fate of dsRNA once in the insect organism. We provide evidence that the intestinal epithelium is the principal tissue involved in dsRNA uptake from both environmental and systemic media. The antiviral immune property of the midgut mediated by RNA interference is also debated.

  • Résumé

    Les insectes se sont adaptés à une variété admirable d'environnements où ils rencontrent divers microorganismes. Par conséquent, au cours de leur évolution, leurs mécanismes de défense ont été modelés pour générer un systme immunitaire flexible, leur permettant de survivre aux infections, mais favorisant, par ailleurs, une meilleure diffusion des microbes aux autres animaux. Historiquement, et de faon récurrente, les maladies transmises par les insectes ont constitué une grave menace pour les humains et ont concentré les efforts de recherche sur les interactions insecte-bactérie pluôt que sur les interactions insecte-virus. Récemment, l'implication du mécanisme d'ARN interférence (ARNi) dans la défense antivirale a donné des perspectives quant à la compréhension de l'immunité des insectes et à un éventuel contrôle des virus dont ils sont vecteurs. L'ARNi est activée par la présence d'ARN double-brin (ARNdb) généré au cours de la réplication virale, qui confre à l'insecte un moyen spécifique afin de contenir cette réplication. Chez l'insecte, la réponse antivirale supportée par l'ARNi peut être déclenchée par une immunisation artificielle d'ARNdb, établissant une protection antivirale au sein de l'organisme. La présente étude utilise l'insecte modèle Drosophila afin d'élucider in vivo la capacité de l'ARNdb à générer une réponse antivirale systémique contre des virus à ARN. L'étude fournit des évidences quant à l'implication majeure de l'épithélium intestinal dans l'internalisation de l'ARNdb présent dans l'environnement ou dans le systme circulatoir. Les rôles et propriétés de l'intestin dans la réponse immunitaire antivirale supportée par l'ARNi sont aussi discutés.

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