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Plastic and micro-evolutionary responses of a nematode to the host immune environment

Authors :
Bruno Faivre
Gabriele Sorci
Cédric Lippens
Emmanuel Guivier
Biogéosciences [Dijon] ( BGS )
Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Physiopathologie des Dyslipidémies (U866, Lipides et nutrition, équipe 6)
Lipides - Nutrition - Cancer (U866) ( LNC )
Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon ( ENSBANA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon ( ENSBANA )
Funding provided by the Conseil Regional de Bourgogne.
ANR-11-BSV7-0028,EVOREGIM,Immuno-Ecologie et immunopathologies : importance évolutive de l'inflammation et de sa régulation. ( 2011 )
Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS)
Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Lipides - Nutrition - Cancer (U866) (LNC)
Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon (ENSBANA)-Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon (ENSBANA)
ANR-11-BSV7-0028,EVOREGIM,Immuno-Ecologie et immunopathologies : importance évolutive de l'inflammation et de sa régulation.(2011)
Source :
Experimental Parasitology, Experimental Parasitology, Elsevier, 2017, 181, pp.14-22. 〈http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014489417300528?via%3Dihub〉. 〈10.1016/j.exppara.2017.07.002〉, Experimental Parasitology, Elsevier, 2017, 181, pp.14-22. ⟨10.1016/j.exppara.2017.07.002⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
Elsevier BV, 2017.

Abstract

9 pages; International audience; Parasitic organisms have to cope with the defences deployed by their hosts and this can be achieved adopting immune evasion strategies or optimal life history traits according to the prevailing pattern of immune-mediated mortality. Parasites often encounter variable immune environments both within and between hosts, promoting the evolution of plastic strategies instead of fixed responses. Here, we explored the plasticity and micro-evolutionary responses of immunomodulatory mechanisms and life history traits to the immune environment provided by the host, using the parasitic nematode Heligmosomoides polygyrus. To test if the parasite responds plastically to the immune environment, we stimulated the systemic inflammatory response of mice and we assessed i) the expression of two genes with candidate immunomodulatory functions (Hp-Tgh2 and Hp-CPI); ii) changes in the number of eggs shed in the faeces. To test if the immune environment induces a micro-evolutionary response in the parasite, we maintained the nematode in mice whose inflammatory response was up- or down-regulated during four generations. We found that H. polygyrus plastically responded to a sudden rise of pro-inflammatory cytokines, up-regulating the expression of two candidate genes involved in the process of immune modulation, and enhancing egg output. At the micro-evolutionary level, parasites maintained in hosts experiencing different levels of inflammation did not have differential expression of Hp-Tgh2 and Hp-CPI genes when infecting unmanipulated, control, mice. However, parasites maintained in mice with an up-regulated inflammation shed more eggs compared to the control line. Overall, our study shows that H. polygyrus can plastically adjust the expression of immunomodulatory genes and life history traits, and responds to selection exerted by the host immune system.

Details

ISSN :
00144894 and 10902449
Volume :
181
Database :
OpenAIRE
Journal :
Experimental Parasitology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ee78ea9b46f0e03cfa802be12f11c535
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.exppara.2017.07.002