Le placenta, un héritage de virus anciens 

Depuis leur décou­verte à la fin du XIXème siècle, les virus sont asso­ciés à la notion de mala­die. Et pour cause : c’est en cher­chant à com­prendre l’o​ri​gine de cer­taines d’entre elles que ces nou­veaux types d’a­gents infec­tieux ont été iden­ti­fiés. Pour­tant, comme expli­qué dans une pré­cé­dente chro­nique, des virus peuvent deve­nir nos alliés dans la lutte contre les infec­tions bac­té­riennes. Mais ce n’est qu’un rebon­dis­se­ment récent : bien avant qu’un esprit humain n’ait l’i​dée d’u​ti​li​ser ces enti­tés micro­sco­piques à notre avan­tage, les aléas de l’é​vo​lu​tion nous avaient déjà unis de façon par­ti­cu­liè­re­ment intime.

Alors que seule­ment 1 à 2 % du génome humain cor­res­pondent à des séquences codant pour des pro­téines, entre la moi­tié et les deux tiers sont consti­tués de dif­fé­rents types de séquences répé­tées plu­sieurs fois, dont les fonc­tions res­tent dif­fi­ciles à déter­mi­ner. Et les virus n’y sont pas pour rien.

Ceux appar­te­nant à la famille des rétro­vi­rus, dont le membre le plus connu est le VIH, res­pon­sable du SIDA, pos­sèdent une capa­ci­té bien par­ti­cu­lière : ils peuvent inté­grer leur propre génome dans celui des cel­lules qu’ils infectent. Cette inser­tion a par­fois lieu dans une cel­lule ger­mi­nale qui finit par don­ner des gamètes (sper­ma­to­zoïdes ou ovo­cytes pour l’hu​main, par exemple). Dans ce cas, le génome viral squat­teur est trans­mis à la géné­ra­tion sui­vante et se retrouve dans toutes les cel­lules de ces nou­veaux indi­vi­dus, qui le trans­met­tront à leur tour à leur des­cen­dance. Ain­si, au fil du temps et des infec­tions, les génomes des rétro­vi­rus se sont ins­tal­lés dans ceux d’autres espèces, y com­pris la nôtre.

Dans le génome humain, il y a envi­ron 500 000 de ces génomes rétro­vi­raux, qui repré­sentent à peu près 8 % de sa lon­gueur totale… C’est beau­coup plus que la lon­gueur de nos propres gènes (les 1 à 2 % cités plus haut) ! Et ces com­pa­gnons molé­cu­laires ne datent pas d’hier : le plus récent a envi­ron 150 000 ans. Ils ont donc eu le temps d’ac​cu​mu​ler de nom­breuses muta­tions aléa­toires et la plu­part de ces gènes viraux ne s’ex​priment plus aujourd’​hui. Ils peuvent être consi­dé­rés comme des fos­siles de virus, qui font d’ailleurs l’ob​jet d’é​tude dans une dis­ci­pline appe­lée paléovirologie¹.

Mais comme tou­jours en bio­lo­gie, il y a des excep­tions. Cer­taines séquences régu­la­trices virales modulent encore l’ex​pres​sion de nos propres gènes et cer­tains gènes viraux sont encore expri­més dans nos cel­lules. Est-ce une rai­son pour pani­quer ? Pas vrai­ment, au contraire. Car nous leur devons notre nais­sance. Au sens propre.

En effet, en 2000, à l’oc​ca​sion d’un recen­se­ment des pro­téines expri­mées par dif­fé­rents tis­sus humains, les cher­cheurs ont repé­ré une pro­téine virale pro­duite dans un seul et unique organe : le placenta². Il s’a​git d’une pro­téine d’en​ve​loppe de rétro­vi­rus, qu’on trouve habi­tuel­le­ment à la sur­face des par­ti­cules virales et qui a deux par­ti­cu­la­ri­tés. D’une part, expo­sées aux défenses de l’hôte lors des infec­tions, les pro­téines d’en​ve​loppes sont capables de dimi­nuer l’ef​fi​ca​ci​té de la réponse immu­ni­taire. D’autre part, ce sont elles qui, comme des clés molé­cu­laires cher­chant leurs ser­rures, inter­agissent avec des récep­teurs à la sur­face des cel­lules et pro­voquent la fusion de l’en​ve​loppe du virus avec la mem­brane cellulaire.

Cette pro­téine d’en​ve​loppe virale s’ex​prime de façon spé­ci­fique dans un tis­su du pla­cen­ta appe­lé syn­cy­tio­tro­pho­blaste, qui per­met les échanges entre le sang de la mère et celui du fœtus. Essen­tiel au bon dérou­le­ment de la gros­sesse, ce tis­su d’o​ri​gine embryon­naire est for­mé par la fusion de plu­sieurs cel­lules et pos­sède une acti­vi­té immu­no­sup­pres­sive. De là à pen­ser que la for­ma­tion de l’in​dis​pen​sable syn­cy­tio­tro­pho­blaste serait due à l’ac​tion d’une pro­téine d’en​ve​loppe virale…

On connaît désor­mais deux syn­cy­tines humaines³, éga­le­ment pré­sentes chez d’autres primates⁴, et des gènes du même type ont été décou­verts chez de nom­breux mam­mi­fères : Rongeurs⁵, Lépo­ri­dés⁶, Car­ni­vores⁷, Rumi­nants⁸… Et même des Marsupiaux⁹, qui ont un déve­lop­pe­ment limi­té in ute­ro. Et cette liste n’est ni exhaus­tive, ni détaillée. Concrè­te­ment, on a trou­vé des syn­cy­tines à chaque fois qu’on en a cher­ché chez une espèce vivi­pare (dont les embryons se déve­loppent à l’in​té​rieur de l’or​ga​nisme de la mère, par oppo­si­tion aux ovi­pares, qui pondent des œufs). Ce qui sou­ligne l’im​por​tance de ces gènes viraux dans la for­ma­tion des pla­cen­tas ! Chez la sou­ris, leur carac­tère indis­pen­sable a même été direc­te­ment démontré¹⁰.

La diver­si­té des syn­cy­tines actuel­le­ment obser­vées chez les mam­mi­fères, qui des­cendent d’un même ancêtre com­mun, s’ex​plique vrai­sem­bla­ble­ment par l’ac​qui​si​tion pro­gres­sive de nou­veaux rétro­vi­rus endo­gènes dans cha­cune des dif­fé­rentes lignées. Dans une sorte de relais évo­lu­tif, la syn­cy­tine ances­trale aurait cédé sa place à toute une série de syn­cy­tines différentes¹¹. Plu­sieurs études ont déjà repé­ré d’an​ciennes syn­cy­tines dans cer­tains organismes ¹²¹³ et le lien entre la diver­si­té des syn­cy­tines et les varia­tions de mor­pho­lo­gies des pla­cen­tas est une ques­tion de recherche ouverte¹⁴.

Ce lien étroit entre vivi­pa­ri­té et domes­ti­ca­tion d’une pro­téine virale pour­rait être dû à l’une des prin­ci­pales dif­fi­cul­tés de la repro­duc­tion hors œuf : l’or​ga​nisme de la mère doit tolé­rer celui du fœtus pen­dant toute la durée de la ges­ta­tion. En l’ab​sence d’a​dap​ta​tion spé­ci­fique, sa pré­sence devrait déclen­cher un rejet, comme dans le cas d’une greffe. Dif­fé­rents méca­nismes se com­binent désor­mais pour per­mettre cette tolé­rance fœto-mater­nelle mais, au moment de l’ap​pa​ri​tion de la vivi­pa­ri­té, il est pos­sible que des pro­téines virales de type syn­cy­tines aient été indis­pen­sables en rai­son de leurs capa­ci­tés immunosuppressives.

À défaut d’être capables de remon­ter le temps pour le démon­trer, on peut s’in​té​res​ser aux quelques ani­maux vivi­pares qui n’ap​par​tiennent pas au groupe des mammifères¹⁵. Des cher­cheurs fran­çais étu­diant les syn­cy­tines en ont ain­si iden­ti­fié une… chez un lézard vivi­pare d’A​mé​rique du Sud ¹⁶ ! Le rôle de ces pro­téines virales dans la repro­duc­tion vivi­pare ne se limite donc pas aux seuls mam­mi­fères, et il reste à savoir si leur pré­sence est vrai­ment sys­té­ma­tique chez les ani­maux à placenta.

Le lien entre les syn­cy­tines et la repro­duc­tion vivi­pare est par­ti­cu­liè­re­ment étu­dié mais ce n’est pas le seul exemple de fonc­tion dépen­dant de la domes­ti­ca­tion d’un gène viral. Au-delà du syn­cy­tio­tro­pho­blaste, les pre­miers résul­tats indiquent que des syn­cy­tines pour­raient jouer un rôle dans la for­ma­tion d’autres tis­sus néces­si­tant la fusion de plu­sieurs cel­lules, à savoir cer­tains muscles¹⁷, cer­taines struc­tures res­pon­sables de la régres­sion du tis­su osseux et cer­taines cel­lules géantes impli­quées dans la régu­la­tion de l’in​flam​ma​tion¹⁸.

Une autre pro­téine de rétro­vi­rus s’ex​prime dans nos cer­veaux, où elle est notam­ment impli­quée dans la mémorisation¹⁹²⁰. Les guêpes para­si­toïdes ont quant à elles domes­ti­qué des virus entiers, qu’elles injectent aux arthro­podes qu’elles para­sitent en même temps que leurs œufs, pour favo­ri­ser leur tolé­rance immunitaire²¹. À l’in​verse, dif­fé­rents gènes de rétro­vi­rus pro­tègent les orga­nismes qui les portent contre les infec­tions par d’autres virus²².

Les obser­va­tions de ce type ne cessent de se mul­ti­plier et il devient néces­saire de repen­ser notre vision des virus. En inter­ac­tion per­ma­nente avec les autres enti­tés bio­lo­giques, ils ne sont pas seule­ment vec­teurs de mala­dies, mais aus­si d’in​no​va​tions géné­tiques ayant cham­bou­lé l’é​vo​lu​tion du vivant²³.