Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, 300000 personnes sont infectées chaque année par des trypanosomes, appartenant aux sous-espèces Trypanosoma brucei rhodesiense (forme aiguë de la maladie en Afrique de l’Est) et Trypanosoma brucei gambiense (forme chronique en Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale). Ces parasites provoquent la maladie du sommeil et les trypanosomiases représentent, notamment en zone rurale, une importante cause de mortalité dans certaines régions d’Afrique subsaharienne; leur évolution est mortelle en l’absence de traitement. Le trypanosome est transmis par des diptères de la famille des Glossinidæ (mouche tsé-tsé), en particulier T. b. rhodesiense par Glossinia morsitans, insecte piqueur et hématophage (mâle et femelle). Après avoir absorbé le sang d’une personne atteinte de trypanosome, G. morsitans devient infectieuse et transmet Trypanosoma brucei aux hommes et aux animaux domestiques par sa salive au moment d’une nouvelle piqûre (Figure 1). Cette mouche très accueillante héberge non seulement le trypanosome, mais aussi deux bactéries symbiontes: Sodalis (qui signifie compagnon) glossinidius et Wigglesworthia glossinidia (du nom du célèbre entomologiste anglais, sir Vincent Brian Wigglesworth [1899-1994]).

Figure 1. Mouche tsé-tsé avant et après piqûre et succion.

Figure 1. Mouche tsé-tsé avant et après piqûre et succion.

La co-existence arthropode-bactérie est, on le sait, fréquente et parfois redoutable: Rickettsia prowasecki (agent du typhus) est hébergée par des poux, Yersinia pestis (agent de la peste) par des puces de rat, et Borrelia burgedorferi (agent de la maladie de Lyme) par des tiques [ 1]. Chez Glossinia morsitans, rien de tel: les deux symbiontes qui l’habitent ne sont pas pathogènes pour l’homme.

Pourquoi, dès lors, s’y intéresser et réaliser le séquençage du génome de W. glossinidia, comme vient justement de le faire une équipe internationale [ 2]? Tout simplement parce que l’association entre la mouche tsé-tsé et W. glossinidia est si intime qu’elles ne peuvent plus se passer l’une de l’autre: G. morsitans devient stérile si elle est débarrassée de W. glossinidia [ 3, 4]. Si une meilleure connaissance de W. glossinidia pouvait permettre de la supprimer et de rendre G. morsitans aposymbiotique, celle-ci deviendrait stérile, ce qui permettrait de combattre indirectement les trypanosomiases africaines.

L’étude phylogénétique de W. glossinidia chez des espèces anciennes de glossines montre que la contamination a dû se produire il y a environ 50 à 100 millions d’années. W. glossinidia s’est grandement simplifiée au cours des millénaires. Le génome séquencé est celui de W. glossinidia hôte d’une autre glossine, Glossinia brevipalpis. Il est composé d’un seul chromosome de 687724 pb et d’un petit plasmide, pWig1, de 5200 pb. Sa taille est donc 7 fois moindre que celle du génome d’Escherichia coli et est proche de celle de Buchnera, un symbionte du puceron du pois dont la taille est de 640681 pb. La carte génétique complète a été établie. Comme beaucoup de symbiontes qui ont perdu la capacité de vivre hors de l’insecte hôte, W. glossinidia s’est débarrassée de nombreux gènes au cours du temps, devenus inutiles pour une vie symbiotique. La richesse en A-T doit résulter de la perte des fonctions de réparation et de recombinaison (tels que système SOS, excision des bases et excision des nucléotides). Fait unique chez les eubactéries, W. glossinidia a perdu le gène codant pour la protéine d’initiation de la réplication de l’ADN. Elle a cependant gardé recA et AdnG primase qui rendent possible la réplication. L’absence d’une machinerie de réplication autonome solide laisse supposer que W. glossinidia est dépendante de l’hôte qui, par ce contrôle, a peut-être la capacité de contrôler le nombre des symbiontes.

W. glossinidia est localisée dans des cellules épithéliales spécifiques de l’intestin, les bactériocytes, mais on ignore actuellement si les bactériocytes sont transmis dans les larves. On sait seulement que W. glossinidia passe dans les larves par la sécrétion des glandes lactées pendant la vie intra-utérine. En effet, G. morsitans est vivipare. Elle produit un œuf à la fois, qui se développe en larve in utero. Cette larve est ensuite expulsée et s’enterre pour devenir pupe. On ignore encore les modalités du transfert de la glossine à la larve: au sein des bactériocytes entiers ou seulement W. glossinidia.

Mais si W. glossinidia ne peut se passer de G. morsitans, la réciproque est vraie: en l’absence de W. glossinidia, les G. morsitans femelles deviennent stériles. Comme cette stérilité peut être corrigée par la supplémentation en vitamines du complexe B, on a supposé que l’endosymbionte obligatoire qu’est W. glossinidia assurait la production de ces composants. Toutefois, l’analyse du génome qui vient d’être faite montre que W. glossinidia est capable de produire bien d’autres substances. Elle a conservé 62 gènes impliqués dans de nombreuses biosynthèses. Elle possède une voie de synthèse d’un pentothénate CoA qui doit produire du pentothénate à partir d’acétyl-CoA. Elle contient aussi des enzymes pour la respiration aérobie. D’après l’ensemble des gènes répertoriés dans son génome, elle doit être capable de synthétiser penthoténate, biotine, thiazole, acide lipoïque, folate, thiamine, pyridoxine, protohème, nicotinamide et riboflavine. Il n’est pas impossible, mais cela n’a pas été vérifié, que des éléments nutritifs soient directement utiles à T. brucei, ce qui ne manquerait pas d’intérêt dans la perspective d’une prophylaxie contre les trypanosomiases.

Si W. glossinidia a perdu toute possibilité de vie libre, il lui en reste toutefois quelques vestiges. Outre les gènes codant pour des structures de membranes, elle a conservé toute la machinerie permettant de fabriquer un flagelle complet. Le corps du flagelle, qui va du cytoplasme à l’extérieur de la cellule, est semblable à l’appareil de type III existant dans des organismes pathogènes. Une étude comparative des gènes impliqués dans la construction de ce flagelle chez W. glossinidia avec ceux qui codent pour l’assemblage du flagelle chez E. coli et chez Salmonella typhimurium suggère que W. glossinidia existait déjà avant la divergence des deux espèces, c’est-à-dire il y a plus de 150 millions d’années. Bien que W. glossinidia ne semble pas douée de motilité, ce flagelle peut être utile, soit pour faciliter la transmission de W. glossinidia à la descendance des glossines au cours de leur vie intra-utérine, soit comme système de sécrétion capable d’exporter des protéines, comme chez Yersinia enterocolitica [ 5], afin de faciliter l’entrée dans les bactériocytes larvaires ou pupaires.

Le fait que W. glossinidia possède à la fois les fonctions d’un symbionte et des vestiges de parasite microbien s’explique peut-être par la voie très particulière de transmission intra-utérine aux larves des glossines. Le séquençage du génome de W. glossinidia va permettre de mieux connaître encore cette étrange association. Et comme W. glossinidia joue un rôle essentiel dans la fécondité des glossines, cela pourrait conduire à l’instauration de nouvelles stratégies de lutte contre les mouches tsé-tsé et limiter ainsi les ravages des trypanosomiases africaines.