POISSON-ZÈBRE ou DANIO RERIO

Quelques découvertes faites grâce au poisson-zèbre

La littérature scientifique faisant référence au danio zébré est pléthorique (plus de 30 000 articles publiés de 1995 à juillet 2017). On en donnera ici seulement quelques exemples. La biologie du développement est le premier domaine où l’utilisation de ce poisson a eu un impact majeur, dès les années 1990. La caractérisation de mutants a permis d’identifier les principaux signaux moléculaires qui régissent le développement précoce des Vertébrés : le danio zébré a ainsi joué un rôle décisif dans la compréhension des règles qui permettent à leurs embryons d’établir leurs principaux axes d’organisation (dorso-ventral et antéro-postérieur). Ces études ont révélé un degré de ressemblance jusque-là insoupçonné entre Vertébrés et Invertébrés dans la nature des signaux moléculaires impliqués dans le développement.

À partir des années 2010, le poisson-zèbre est devenu un modèle important pour étudier les interactions complexes entre les cellules du système immunitaire et divers agents pathogènes – la transparence de la larve est ici encore un atout considérable. Dès son éclosion, la larve possède une population fonctionnelle de cellules immunitaires innées, macrophages et neutrophiles. Ce sont ces fonctions que l’on peut étudier de manière « pure », car les lymphocytes T et B, qui confèrent l’immunité adaptative hautement spécifique, ne sont pas encore fonctionnels à ce stade. Avec des danios rapporteurs, on peut observer aisément les déplacements de ces cellules très mobiles, ou leur voracité face à des corps étrangers. Ainsi, à titre d’exemple, on peut étudier in vivo la manière dont des bactéries, inoculées entre la peau et le muscle, sont avalées par des neutrophiles attirés au foyer infectieux. C’est chez le danio que l’on a découvert qu’à la suite d’une blessure, même non infectée, les neutrophiles sont très rapidement attirés vers le site lésé par une production locale de peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) qui se diffuse rapidement dans les tissus. C’est aussi chez ce poisson qu’on a montré que les mycobactéries, agents de la tuberculose, qui persistent de façon latente dans des macrophages agrégés sous forme de granulomes, exploitent la migration de ces cellules pour favoriser leur dissémination.

La larve de danio permet aussi de mieux comprendre, tout simplement en la voyant in vivo, la progression d’une infection virale. Les virus sont trop petits pour être visibles au microscope optique chez un animal vivant. Cependant, il est possible d’introduire un gène rapporteur dans le génome viral ce qui rend fluorescentes les cellules infectées. Le laboratoire « macrophages et développement de l’immunité » de l’Institut Pasteur a été le premier à employer cette méthode pour suivre l’évolution de l’infection par un virus, en l'occurrence le virus du chikungunya, au niveau cellulaire chez un Vertébré entier. On a ainsi mis en lumière des écarts inattendus dans la durée de survie des cellules infectées d’un organe à l’autre, avec un impact majeur sur la localisation de l’infection au cours du temps. De façon frappante, les neurones infectés ne mourant pas, le virus persiste dans le cerveau des larves infectées bien après sa disparition du reste de l’organisme et l’établissement d’un état de résistance immunitaire au virus par expression d’interféron. Plus récemment, il a été montré que le virus du chikungunya accédait au cerveau en infectant quelques-unes des cellules qui forment la barrière vasculaire cérébrale, tandis qu’un autre virus de la même famille préférait se faire transporter par les nerfs qui connectent la périphérie au système nerveux central. Ces modèles d’infection neuro-invasive observable en temps réel permettent de tester des stratégies de prévention ou de traitement des encéphalites virales. [...]