Les chauves-souris ont une longévité exceptionnelle compte tenu de leur taille et sont capables de tolérer ou de contrôler des virus qui provoquent des maladies graves chez d’autres mammifères. Une importante étude de génomique comparative publiée dans Nature suggère désormais que ces deux caractéristiques inhabituelles pourraient être liées : des millions d’années de conflit évolutif avec les virus semblent avoir remodelé les gènes immunitaires d’une manière qui pourrait également contribuer à la résistance au cancer, au contrôle des dommages causés à l’ADN et à une longévité exceptionnelle.
Les chercheurs ont généré des assemblages génomiques quasi complets et des lignées cellulaires à partir de huit espèces étroitement apparentées du genre Myotis, l’un des plus grands genres de chauves-souris. Certaines espèces de Myotis peuvent vivre plusieurs décennies malgré leur petite taille, tandis que des espèces étroitement apparentées ont une durée de vie bien plus courte, ce qui constitue une expérience naturelle inhabituelle pour l’étude du vieillissement.
L’équipe a combiné la génomique comparative, des analyses de variations structurelles et des expériences sur des cellules primaires de chauves-souris afin d’étudier l’adaptation aux virus, le vieillissement et le cancer.
Les virus à ADN et à ARN ont façonné les génomes des chauves-souris de manière différente
L’une des conclusions les plus évidentes est que les chauves-souris semblent avoir développé des stratégies génétiques différentes pour lutter contre les virus à ADN et à ARN. Les protéines qui interagissent avec les virus à ADN présentaient des signes évidents de sélection positive, ce qui prouve que des conflits évolutifs répétés ont favorisé des changements avantageux dans les protéines de l’hôte au fil de nombreuses générations.
Les protéines interagissant avec les virus à ARN ont présenté un autre schéma : elles étaient enrichies en variations du nombre de copies, ce qui signifie que les chauves-souris possèdent souvent un nombre différent de copies de gènes liés au système immunitaire.
Cette distinction suggère que la pression virale a façonné le système immunitaire des chauves-souris par le biais de plusieurs mécanismes évolutifs.
La PKR révèle une ancienne course à l’armement contre les virus
Les chercheurs ont examiné un facteur immunitaire en particulier : l’EIF2AK2, mieux connu sous le nom de PKR. La PKR fait partie de la réponse antivirale innée. Elle détecte l’ARN double brin produit lors de nombreuses infections virales et peut inhiber la synthèse protéique, contribuant ainsi à empêcher les virus de se répliquer.
Chez Myotis, les chercheurs ont identifié des duplications répétées du gène PKR. Fait remarquable, certaines de ces variantes du nombre de copies semblent avoir persisté au sein de l’espèce pendant des millions d’années.
Une variation génétique aussi durable suggère qu’aucune version unique de la PKR n’offre un avantage évolutif permanent. Au contraire, l’évolution des pressions virales pourrait favoriser en permanence différentes combinaisons, ce qui témoigne d’une course à l’armement évolutive prolongée entre l’hôte et le virus.
La défense contre les virus et la résistance au cancer pourraient être liées
L’étude s’étend ensuite au-delà des maladies infectieuses. Les animaux à longue durée de vie sont confrontés à un problème théorique : plus un animal vit longtemps, plus il subit de divisions cellulaires et plus il y a de risques de mutations pouvant conduire au cancer. Pourtant, les chauves-souris présentent des taux de cancer étonnamment bas par rapport à leur longévité.
Les chercheurs ont découvert que l’évolution répétée d’une longue durée de vie chez les Myotis était associée à une sélection positive au niveau des voies impliquées dans la biologie du cancer et les réponses au stress cellulaire. Cela soulève une possibilité intrigante : les gènes modifiés à plusieurs reprises au cours de conflits évolutifs avec des virus pourraient avoir des effets plus larges sur les processus cellulaires impliqués dans le vieillissement et la suppression des tumeurs.
Les auteurs qualifient ce phénomène de pléiotropie, c’est-à-dire lorsque la même adaptation génétique influence plusieurs traits biologiques.
Les cellules des chauves-souris à longue durée de vie réagissent différemment aux dommages de l’ADN
Les chercheurs ont également testé des cellules primaires issues de la petite chauve-souris brune à longue durée de vie, Myotis lucifugus. Lorsqu’elles étaient exposées à des lésions de l’ADN, ces cellules présentaient une réponse inhabituelle par rapport à celles de mammifères à durée de vie plus courte. Plutôt que de se contenter de tolérer les cellules endommagées, les cellules de chauves-souris à longue durée de vie semblaient particulièrement efficaces pour réparer les lésions ou éliminer les cellules compromises.
Ces deux mécanismes pourraient contribuer à réduire l’accumulation de mutations au cours de décennies de vie. Cette découverte apporte une confirmation expérimentale au signal génomique reliant la longévité aux voies liées au cancer, plutôt que de se fonder uniquement sur des corrélations évolutives.
Ce que les chauves-souris pourraient apporter à la médecine humaine
Cette étude ne signifie pas que les gènes des chauves-souris puissent simplement être transférés chez l’homme pour prolonger la durée de vie ou prévenir le cancer. Bon nombre de ces adaptations ont évolué au sein de la physiologie, du métabolisme et du système immunitaire uniques des chauves-souris, et leurs effets peuvent dépendre d’interactions complexes entre plusieurs gènes.
Mais ces travaux fournissent un modèle comparatif précieux. Plutôt que d’étudier le vieillissement, le cancer et l’immunité antivirale comme des problèmes biologiques distincts, les chauves-souris suggèrent qu’ils pourraient partager certaines voies moléculaires sous-jacentes communes.
Comprendre comment les chauves-souris maintiennent des défenses antivirales efficaces tout en évitant une inflammation excessive, en contrôlant les dommages à l’ADN et en supprimant les cellules malignes pourrait donc révéler de nouvelles cibles pour la recherche sur les maladies liées à l’âge et la régulation immunitaire.
Une vision différente de l’évolution virale
Ces résultats modifient également la manière dont l’exposition virale peut être envisagée à l’échelle de l’évolution. Les virus ne sont pas simplement des agents pathogènes attaquant leurs hôtes. Au fil de millions d’années, ils peuvent agir comme de puissantes forces sélectives, remodelant les génomes des hôtes.
Chez Myotis, cette pression évolutive semble avoir influencé les gènes immunitaires, l’architecture génomique et les voies associées à la longévité.
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