La caféine contribue à limiter les infections virales chez les abeilles
Cette étude a évalué l’influence de la caféine sur le système immunitaire des abeilles.
Les niveaux d’expression génique ont été mesurés pour étudier l’interaction entre la caféine et le virus des ailes déformées (DWV). L’effet de la caféine sur l’immunité des abeilles est encore largement méconnu. Chez l’être humain, une concentration élevée peut atténuer les dommages inflammatoires en inhibant l’activité de la phosphodiestérase (PDE), ce qui augmente l’AMPc intracellulaire et active la voie PKA. Cela pourrait expliquer les changements d’expression génique observés ici, puisque la voie PKA participe aussi à la régulation immunitaire.
L’analyse de l’expression des gènes immunitaires a montré une augmentation significative après traitement à la caféine chez les abeilles infectées par le DWV : parseph et myd88 dans la voie Toll ; PGRPLC, tak1, kenny et tab dans la voie Imd ; ainsi que le lysozyme-1 (Lys-1), l’enzyme activatrice de la prophénoloxydase (PPOact) et amPPO. Les voies Toll et Imd sont toutes deux impliquées dans la défense antivirale des insectes selon des travaux antérieurs. Nos résultats ont aussi montré qu’un traitement à la caféine avant l’infection pouvait inhiber le DWV. La caféine pourrait donc renforcer l’immunité en augmentant l’expression de gènes de voies comme Toll et Imd et contribuer à protéger les abeilles contre les infections virales.
Après infection par le DWV, l’expression des gènes immunitaires était augmentée. Bien que des études antérieures aient indiqué que le DWV pouvait supprimer l’immunité de l’hôte, elles concernaient une infection latente et prolongée impliquant Varroa destructor et le DWV. Dans notre expérience, le virus a été administré à des abeilles saines ; la situation était donc différente. Cette infection aiguë a provoqué un pic de réponse immunitaire contre l’invasion virale. L’effet de la caféine sur l’expression génique des abeilles âgées de 16 jours n’avait pas encore été exploré.
La caféine est un composé naturel présent dans le nectar de certaines plantes ; les abeilles peuvent donc facilement en ingérer dans leur environnement. En résumé, elle pourrait améliorer la résistance aux infections virales. Chez les abeilles de 16 jours, son effet était similaire, mais moins étendu et positif qu’aux autres âges. La caféine inhibe la réplication du DWV en améliorant le métabolisme des glucides.
Pour approfondir la manière dont la caféine stimule les gènes de la réponse immunitaire, la réplication du DWV a été analysée chez des abeilles infectées recevant une alimentation avec ou sans caféine. Le nombre de copies du génome du DWV était significativement réduit chez les abeilles recevant de la caféine, ce qui suggère que l’expression accrue des gènes immunitaires freinait la réplication virale. Une réponse immunitaire optimale nécessite beaucoup d’énergie ; nous avons donc supposé que la caféine stimulait ces gènes par des effets favorables sur le métabolisme glucidique. Pour tester cette hypothèse, l’expression de gènes de la glycolyse et du cycle des acides tricarboxyliques (TCA) a été analysée par PCR en temps réel chez des abeilles nourries avec ou sans caféine. Les différences n’étaient pas statistiquement significatives, mais l’expression de ces gènes montrait une tendance à la hausse.
La caféine inhibait également l’infection par d’autres virus courants des abeilles. Les abeilles infectées ont reçu de la caféine dans leur alimentation afin d’en évaluer l’effet sur l’activité virale chez l’hôte. La quantification de l’expression des gènes viraux par PCR en temps réel a montré une diminution significative pour six cibles virales, à l’exception du virus de la cellule royale noire (BQCV) et du virus Varroa destructor (VDV).
Yun-Heng Lu et al.
Adapté de Identification of Immune Regulatory Genes in Apis mellifera through Caffeine Treatment — Insects 2020, 11, 516; doi: 10.3390/insects11080516
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