Approche fonctionnelle et évolutive du rôle de la sérotonine

PROJET DE THESE - Ecole doctorale Buffon - Université de Bourgogne
(Dijon)

UMR CNRS 5561 Biogeosciences

Approche fonctionnelle et évolutive du rôle de la sérotonine (5-HT)
dans l'altération des comportements induite par les parasites
acanthocéphales chez leurs hôtes intermédiaires amphipodes.



Directeurs de thèse :

Marie-Jeanne Perrot-Minnot, MCF (HDR)

(mjperrot [ à ] u-bourgogne.fr - www.u-bourgogne.fr/BIOGEOSCIENCES/perrot)

Frank Cézilly, Professeur

(fcezill [ à ] u-bourgogne.fr - www.u-bourgogne.fr/BIOGEOSCIENCES/cezilly)



Résumé du projet de thèse

Identifier les mécanismes responsables de la "manipulation" du
phénotype des hôtes par les parasites constitue une étape cruciale
dans l'évaluation du caractère adaptatif du phénomène. Nos précédents
travaux ayant révélé un rôle de la sérotonine (5-HT), nous proposons
ici de combiner différents outils (étho-pharmacologie, neuro-
cytoimmunochimie, protéomique) pour développer une approche
fonctionnelle et évolutive des mécanismes de la manipulation chez les
crustacés infectés par des parasites acanthocéphales. Nous
analyserons l'implication de la sérotonine dans certaines altérations
(phototaxie, chimiotaxie) au sein de différentes associations hôte-
parasite, notamment en tant que neuromodulateur. Nous tenterons
parallèlement d'identifier au sein des produits d'excrétion des
parasites, les protéïnes potentiellement responsables de l'altération
de l'activité sérotonergique dans les cerveaux d'hôtes infectés.



Exposé détaillé du sujet

Le caractère adaptatif du phénomène de manipulation parasitaire est
le plus souvent évalué d'après ses conséquences en termes de
facilitation de la transmission trophique du parasite de l'hôte
intermédiaire à l'hôte définitif (Moore 2002, Thomas et al. 2005).
Cependant, d'autres critères doivent être examinés pour pouvoir
différencier entre adaptation et simple sous-produit de l'infection.
De ce point de vue, l'élucidation des mécanismes impliqués dans la
manipulation représente un enjeu majeur (Thomas et al. 2005).

Le phénomène de manipulation est particulièrement bien représenté
chez diverses espèces de crustacés infectées par des trématodes ou
des acanthocéphales. Au sein de telles associations, l'altération du
comportement de l'hôte se traduit de façon récurrente par une
inversion de diverses taxies: phototaxie (Bakker et al. 1997, Cézilly
et al. 2000), géotaxie (Cézilly et al. 2000), chimiotaxie (Baldauf et
al. 2007, Kaldonski et al. 2007, Perrot-Minnot et al. 2007).
L'analyse de ces phénomènes d'inversion est encore fragmentaire, et
si les neuromodulateurs y participent probablement (Adamo 2002), peu
d'études l'ont montré. Nous avons récemment démontré que l'inversion
de la phototaxie chez des crustacés du genre Gammarus infectés par
certains acanthocéphales était associée de manière spécifique à une
augmentation de l'activité sérotonergique dans le cerveau des hôtes
(Tain et al. 2006, 2007).

Ce projet de thèse propose d'explorer trois grandes questions. La
première concerne l'implication potentielle de la sérotonine dans
l'altération conjointe de la réaction à la lumière et aux odeurs de
prédateurs-hôtes définitifs (phototaxie et chimitotaxie) au sein des
associations Gammarus pulex - Pomphorhynchus laevis et P.
tereticollis. La seconde a trait au lien fonctionnel entre activité
sérotonergique et inversion de la phototaxie (et le cas échéant de la
chimiotaxie). En couplant l'étude étho-pharmacologie de la voie
métabolique et des récepteurs à 5-HT d'une part, et l'analyse
qualitative et quantitative des récepteurs à 5-HT en immunocytochimie
et western-blot d'autre part, nous évaluerons l'implication de
certains récepteurs sérotonergiques et voies afférentes dans ces
modifications comportementales. Enfin, les voies d'action permettant
aux parasites de modifier l'activité sérotonergique en lien avec un
comportement particulier seront explorées. Pour celà, nous
analyserons les protéïnes excrétées ou sécrétées (E-S) par les
parasites vivant dans l'hémocoele de l'hôte, par les techniques de
protéomiques appliquées aux produits d'E-S des parasites in vitro.
Nous espérons par là-même tester l'hypothèse proposée par Adamo
(2002) selon laquelle les protéïnes de défenses des parasites vis-à-
vis du système immunitaire de leur hôte sont fonctionnellement liées
aux voies manipulant les comportements.



Publications de l'équipe sur le sujet



Tain, L., Perrot-Minnot, M.-J. Cézilly, F. 2006. Altered host
behaviour and brain serotonergic activity caused by acanthocephalans:
evidence for specificity. Proceedings of the Royal Society London B
273: 3039-3045.

Perrot-Minnot, M.-J., Kaldonski, N. Cézilly, F. 2007. Increased
susceptibility to predation and altered anti-predator behaviour in an
acanthocephalan-infected amphipod. International Journal for
Parasitology 37 : 645-651.

Kaldonski, N., Perrot-Minnot, M.-J. Cézilly, F. 2007. Differential
influence of two acanthocephalan parasites on the anti-predator
behaviour of their common intermediate host. Animal Behaviour, sous
presse.


Financement du projet

Financement sur le programme blanc de l'ANR, 2007 - 2010 (PARADIV;
coordinateur: F. Thomas DR2 CNRS, Montpellier).



Formations complémentaires envisagées pour l'étudiant:

- cours de perfectionnement en anglais

- formation à la microscopie confocale

- formation à la protéomique (en collaboration)

Profil recherché :



Deux profils seront considérés :

- Master Recherche en Ecologie comportementale et/ou Ecologie
évolutive (notamment en parasitologie évolutive), avec un intérêt
pour les approches fonctionnelles

- Master Recherche en Neurosciences (neurophysiologie des
invertébrés) , avec un intérêt pour l'approche évolutionniste



Les candidatures complètes (CV détaillé comprenant la formation et le
classement des deux années de Master et un résumé du mémoire de M2R,
lettre de motivation, personnes à contacter pour une recommandation)
devront nous parvenir par mail avant le 7 septembre (convocation
éventuelle à un entretien le 13 septembre).