Apoptotic effects of dinoflagella Alexandrium catenella and its toxins on immune cells of hollow oyster Crassostrea gigas. Implications in the susceptibility of the oyster to vibriosis
Effets apoptotiques du dinoflagellé Alexandrium catenella et de ses toxines sur les cellules immunitaires de l'huître creuse Crassostrea gigas. Implications dans la susceptibilité de l'huître aux vibrioses
Résumé
In France, oyster sites in the Mediterranean Sea are regularly confronted to high mortalities of Crassostrea gigas juveniles and to recurrent blooms of the dinoflagellate producer of Paralytic Shellfish Toxins (PSTs), Alexandrium catenella. Among the pathogens associated to these mortalities, we found Vibrio strains belonging to Splendidus clade. We here focus on the
interactions between A. catenella and the oyster C. gigas challenged with pathogenic vibrios. In the first part of this work, we have shown that, in vivo, A. catenella increased the susceptibility of the oyster C. gigas to the pathogen Vibrio tasmaniensis LGP32. In situ, we also established the coincidence between oyster mortality in 2014 and the presence of PSTs in their tissues. In the second part of this work, we studied the interactions between the PSTs produced by A. catenella and oyster immune cells, the hemocytes. An important result of this thesis was that saxitoxin, a toxin produced by A. catenella, binds to granular structures in the cytoplasm of C. gigas hemocytes and induces their caspase-dependent cell death. This death is independent of the production of reactive oxygen species. We also demonstrated that the major toxin of A. catenella cells, the gonyautoxin 5, is the most toxic on C. gigas hemocytes. Among affected hemocyte populations, the hyalinocytes are very sensitive to this toxic stress. As hemocytes are oyster immunocompetent cells and therefore play the central role in the defense against infections, we can presume that their cell death induced by the PSTs negatively affects the defense of bivalve mollusks and explains the increased susceptibility of oysters to the infection by Vibrio tasmaniensis LGP32 when exposed to A. catenella.
En France, les sites ostréicoles de la méditerranée sont confrontés régulièrement à de fortes mortalités de juvéniles de Crassostrea gigas mais également à des efflorescences récurrentes du dinoflagellé producteur de toxines paralysantes (PSTs), Alexandrium catenella. Parmi les pathogènes associés de manière récurrente à ces mortalités, on retrouve des souches de Vibrio appartenant au clade Splendidus. Nous nous intéressons ici aux interactions entre A. catenella et l’huître C. gigas confrontée à des vibrios pathogènes. Dans une première partie, nous avons montré qu'en conditions expérimentales contrôlées, A. catenella augmentait la sensibilité de l’huître C. gigas au pathogène Vibrio tasmaniensis LGP32. In situ, nous avons également constaté la coïncidence entre la mortalité des huîtres en 2014 et la présence des PSTs dans leurs tissus. Dans une seconde partie, nous avons étudié les interactions entre les PSTs produites par A. catenella et les cellules immunitaires de l’huître, les hémocytes. Un résultat important de cette thèse a été de montrer que la saxitoxine, une des toxines produites par A. catenella, se lie à des structures granulaires présentes dans le cytoplasme des hémocytes de C. gigas et induit une mort hémocytaire caspases-dépendante. Cette mort est indépendante de la production d’espèces réactives de l’oxygène. Nous avons également démontré que la toxine majoritaire des cellules d’A. catenella, la gonyautoxine 5, est la plus toxique sur les hémocytes de C. gigas. Parmi les populations hémocytaires touchées, les hyalinocytes sont très sensibles à ce stress toxique. Les hémocytes étant les cellules immunocompétentes de l’huître qui jouent le rôle central dans la défense contre les infections, nous supposons que leur mort cellulaire induite par les PSTs affecte négativement la défense des mollusques bivalves et explique l'augmentation de la susceptibilité des huîtres à l'infection par Vibrio tasmaniensis LGP32 quand elles sont exposées à A. catenella.