Modèle animal de poisson zèbre pour l’étude des réactions allergiques en réponse aux biomolécules de salive des tiques

Les tiques sont des vecteurs d’agents pathogènes qui causent des maladies et sont également la cause de réactions allergiques, affectant la santé des humains et des animaux dans le monde^{entier 1,2}. Lors de l’alimentation des tiques, les biomolécules contenues dans la salive des tiques, en particulier les protéines et les lipides, facilitent l’alimentation de ces ectoparasites, évitant ainsi les défenses de l’hôte³. Certaines biomolécules salivaires avec des modifications du glycane Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (α-Gal) entraînent la production d’anticorps IgE anti-α-Gal élevés après la piqûre de tique, seulement chez certains individus, connu sous le nom de syndrome de α-Gal (AGS)⁴. Il s’agit d’une maladie associée à une allergie médiée par les IgE qui peut entraîner une anaphylaxie aux piqûres de tiques, à la consommation de viande de mammifères non primates et à certains médicaments tels que le cétuximab⁵. Les réactions au α-Gal sont souvent graves et peuvent parfois être fatales 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.

Le α-Gal se trouve chez tous les mammifères, à l’exception des singes de l’Ancien Monde, des singes et des humains qui n’ont pas la capacité de synthétiser α-Gal¹³. Cependant, les agents pathogènes tels que les bactéries et les protozoaires expriment ce glycane à leur surface, ce qui peut induire la production de grandes quantités d’anticorps IgM/IgG anti-α-Gal et peut constituer un mécanisme de protection contre ces agents pathogènes^16,17. Cependant, la production d’anticorps anti-α-Gal augmente le risque de développer des allergies aux anti-α-Gal médiées par les IgE ^7,13. Les anticorps naturels anti-α-Gal produits chez l’homme, principalement des sous-types IgM/IgG, pourraient être associés à cette modification présente dans les bactéries du microbiote intestinal¹⁶. L’AGS peut être un diagnostic clinique difficile, car la principale méthode de diagnostic à l’heure actuelle est basée sur des antécédents cliniques de réactions allergiques retardées, en particulier associées à des allergies alimentaires (c.-à-d. prurit, urticaire localisé ou œdème de Quincke récurrent à l’anaphylaxie, à l’urticaire et aux symptômes gastro-intestinaux) et la mesure des taux d’anticorps IgE anti-α-Gal⁹. Les résultats actuels suggèrent que les piqûres de tiques constituent l’un des principaux risques liés à l’apparition d’AGS 18,19, à une augmentation de 20 fois ou plus des taux d’IgE à α-Gal après une piqûre de tique 19, à des antécédents de piqûres de tiques chez les patients atteints d’AGS^20,21,22, à l’existence d’anticorps réactifs aux antigènes à tiques chez les patients atteints d’AGS ^19, et que les IgE anti-α-Gal sont fortement liées aux taux d’IgE anti-tiques^19,23, mais que d’autres études sont nécessaires pour évaluer quelles biomolécules sont réellement impliquées.

En outre, un autre scénario possible est celui des patients qui présentent de fortes réactions allergiques aux piqûres de tiques et des taux élevés d’anticorps anti-α-Gal IgE, mais qui sont tolérants à la consommation de viande de mammifères¹². Par conséquent, l’allergie à la viande chez les mammifères pourrait être un type particulier d’allergie liée aux piqûres de tiques. Les principales espèces de tiques associées à l’AGS sont Amblyomma americanum (États-Unis), Amblyomma sculptum (Brésil), Amblyomma testudinarium et Haemaphysalis longicornis (Japon), Ixodes holocyclus (Australie) et Ixodes ricinus (principal vecteur de la borréliose de Lyme en Europe )^11,24.

Le seul modèle qui a été utilisé pour évaluer la production d’IgE liée aux piqûres de tiques est le modèle murin génétiquement modifié avec le gène de la α-1,3-galactosyltransférase assommée (α-Gal KO)^25,26 parce que, comme d’autres mammifères^, les souris expriment également α-Gal sur les protéines et les lipides et ne produisent pas d’IgE à α-Gal. Cependant, le poisson zèbre (Danio rerio) est un modèle utile pour la recherche biomédicale appliquée aux mammifères car il partage de nombreuses similitudes anatomiques avec les mammifères et, comme les humains, est également incapable de synthétiser α-Gal. Étant donné que le α-Gal n’est pas produit naturellement chez le poisson zèbre, il s’agit d’un modèle abordable, facile à manipuler et permettant une taille d’échantillon élevée pour l’étude des réactions allergiques liées au α-Gal.

Dans cette étude, le poisson zèbre est utilisé comme organisme modèle pour caractériser et décrire les réactions allergiques locales, les modèles comportementaux et les mécanismes moléculaires associés à la réponse à la sensibilisation percutanée à la salive des tiques^26,27 et à la consommation subséquente de viande de mammifère. À cette fin, les poissons sont exposés à la salive des tiques par injection intradermique, puis sont nourris avec des aliments pour chiens, qui contiennent des produits dérivés de viande de mammifères adaptés à l’usage animal qui contiennent α-Gal²⁷, puis les réactions allergiques connexes possibles sont évaluées. Cette méthode peut être appliquée à l’étude d’autres biomolécules liées aux processus allergiques, en particulier ceux liés à l’AGS.