La limule n’a pas à sang fer !

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Bienvenue dans cette simulation proposée par James Léssou qui vous accueille à l’intérieur de l’un de ses spécimens de limule de la Léssou society ! Une aubaine pour en apprendre plus sur cette espèce au sang si particulier, à l’immunité très différente de la nôtre, et pourtant tout aussi efficace !

L'affiche du billet: une limule portant un casque VR dans un fond virtuel vert (comme dans un trou de ver)

Bienvenue ! Je suis Mister James Léssou ! Grand propriétaire de la Léssou society ! Je serai votre guide pour cette visite virtuelle très spéciale de notre élevage de limules ! Durant cette visite, vous saurez tout de cette créature et surtout de son système immunitaire qui est l’élément clé pour un élevage réussi… Notre produit, le sang de limule, est une denrée prisée des laboratoires ! Pour en savoir plus, je vous propose un petit voyage à l’intérieur de l’animal pour une expérience unique grâce à ces casques VR ! Accrochez-les bien sur votre tête, vous êtes sur le point de découvrir l’univers des limules ! À vos casques, prêts, partez !

3 personnages sont sur le point de rentrer dans la simulation de l'intérieur d'une limule. Le fond est un quadrillage comme dans un trou de ver. Il y a un garçon, une fille et Mister James Léssou qui porte un chapeau haut de forme et un costume tout en or. Chacun porte un casque VR. Mister James Léssou dit "Bienvenue dans cette expérience VR sur l'univers des limules !"

Est-ce que tout le monde est à l’aise ? Très bien ! Pour cette simulation, vous avez été rétréci à l’échelle de la limule : vous bénéficierez d’une balade agréable autour de la limule MAIS AUSSI d’une exploration à l’intérieur de Lulu, notre limule star de la Léssou society ! Sinon, je vous préviens d’avance qu’à la fin de cette merveilleuse visite VR, vous vous sentirez un peu nauséeux. Ne vous inquiétez pas, ce désagrément ne sera que  passager !

L'image représente une limule avec sur le côté, rétréci, Mr James Léssou et les visiteurs

Pour commencer, faisons connaissance avec Lulu la limule ! À notre connaissance, il n’y a  aujourd’hui que quatre espèces de limules sur notre planète : Limulus polyphemus, Carcinoscorpius rotundicauda, Tachypleus tridentatus et Tachypleus gigas. Ces espèces sont très similaires les unes aux autres à quelques exceptions près. Par exemple, ces quatres espèces ont des tailles variables avec Carcinoscorpius rotundicauda  qui est le plus petit d’entre eux ! Niveau répartition géographique, Limulus polyphemus se situe vers l’Amérique centrale alors que les autres espèces se situent plutôt dans le Bassin Indo-Pacifique.

Carte du monde avec la répartition des différentes espèces de limule dans le monde avec Limulus polyphemus se situant en Amérique du Nord et les 3 autres espèces, Carcinoscorpius rotundicauda, Tachypleus tridentatus et Tachypleus gigas dans le Bassin Indo-Pacifique à droite de la carte

Explorons la morphologie externe de Lulu dans cette première partie de notre simulation ! Contrairement à notre squelette qui est interne, la limule possède un squelette externe appelé exosquelette, recouvrant leurs corps comme une armure. Leur corps est composé de 2 régions appelées “tagmes”. Leurs nombreuses pattes, appelées appendices, sont regroupées sur la partie avant, le “prosome”. Elles peuvent servir à prélever de la nourriture, se déplacer, attaquer ses proies… 

Image dorsale de la limule avec une accolade désignant la partie supérieure de la limule, le prosome et une autre la partie inférieure, l'opisthosome. Une autre accolade réunit ses deux termes par leur appellation commune, "tagme"
Image ventrale de la limule

Malgré leur allure de crustacés, les limules sont plus proches des araignées et scorpions que des crabes. Arachnides et Limules appartiennent au groupe des Chélicérates car ils ont tous deux des chélicères, des structures en forme de crochet ou de pinces près de la bouche. Mais on ne peut pas dire que la limule est une araignée parce qu’elle est plus précisément, un Xiphosure. 

Phylogénie des Chélicérates

Saviez-vous que Xiphosura signifie “queue en épée” ? Armure en exosquelette, extrémité en forme d’épée… La limule est comme un chevalier en fait !

Une limule portant une armure de chevalier gris.

Alors que les araignées et les scorpions ont 8 pattes, les limules en ont 10 ! Et en plus elles possèdent 10 yeux : deux gros yeux à facettes en forme de haricot, deux yeux rudimentaires les accompagnant, deux sur leur face ventrale et un plutôt spécial : leur queue, composée de multiples photorécepteurs qui sont capables de capter la lumière ! Le compte n’y est pas ? Eh oui, j’ai laissé le meilleur pour la fin : des yeux très spéciaux à l’avant qui correspondent en fait à deux ocelles et une masse de cellules photoréceptrices appelée œil endopariétal. Ces trois structures possèdent des récepteurs sensibles à la lumière mais aussi des récepteurs capables de détecter les rayonnements UV ! Vous imaginez ça sur l’espèce humaine ? Si vous enviez les limules, n’oubliez pas par contre que vous aurez besoin de plus de paires de lunettes en cas de problèmes de vue.

Un homme de vitruve de Léonard de Vinci, un homme avec les bras et jambes écartés dans un cercle et un carré, mais avec 10 yeux, 6 jambes et 8 bras.

Maintenant que vous avez vu à quel point Lulu est exceptionnelle à l’extérieur, vous allez voir que ce n’est rien comparé à son intérieur… Allons voir de plus près son système circulatoire ! Voici Léssou qui rentre !

Nous sommes dans le point de vue de quelqu'un qui porte un casque VR. Il voit Mister James Léssou qui porte un haut de forme et un costume en or (il brille). Il se tient droit avec sa canne dans une sorte de couloir bleu. En bas à droite, il apparaît un message "Succès déverrouillé ! Vous êtes entré à l'intérieur d'une limule !" avec une image d'une limule à côté. Le message ressemble aux succès que l'on peut déverrouiller sur Steam.

Vous avez sûrement remarqué, tout autour de nous, nous voyons du bleu ! C’est le sang de Lulu qui est de cette couleur ! Son sang, ou hémolymphe, contient de l’hémocyanine riche en cuivre qui est marron de base mais qui, au contact de l’air, devient bleu. Et ce n’est pas parce que nous sommes à l’intérieur de Lulu qu’il n’y a pas d’air, n’oubliez-pas que Lulu respire, comme nous ! L’hémocyanine est l’équivalent de l’hémoglobine, porté par nos globules rouges qui aident à transporter l’oxygène dans notre corps. Et contrairement à nous, les limules possèdent un système circulatoire ouvert, c’est-à-dire que son sang circule également en dehors de ses vaisseaux.

On retrouve le schéma du système circulatoire de la limule avec une vue dorsale. Son système circulatoire est représenté en bleu avec avec description : "Le sang de la limule est bleu ! Ceci est dû à la présence de cuivre dans leur hémocyanine" ; "Nous, on a de l'hémoglobine riche en fer: notre sang est rouge !". Une flèche indique l'emplacement du cœur de la limule.

Maintenant, attardons-nous quelques instants sur les organes de Lulu, plus précisément à la surface de ces derniers… Est-ce que vous voyez quelque chose de particulier sur les cellules des parois de Lulu ? Vous ne voyez rien ? N’hésitez pas à utiliser l’option “zoom” de vos casques VR… Et maintenant ? Des cellules avec des choses étranges à sa surface ? Vous avez l’œil !

Nous sommes dans le point d'un point d'une personne qui porte un casque VR. Mister James Léssou, avec son costume en or et son casque VR, utilise une loupe sur la membrane d'une cellule de limule pour montrer l'emplacement des PRR. On voit dans une bulle le zoom fait par la loupe montre la membrane des cellules avec les PRR à sa surface. Les flèches indiquent respectivement de haut en bas : "Récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires (PRR)." : "Membrane plasmique" ; "Cytoplasme"

Ce que vous voyez ce sont des cellules avec des récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires (Pattern Recognition Receptor ou PRR). Ils permettent à Lulu de se défendre contre les agents étrangers qui pourraient s’introduire dans son corps (comme les bactéries). Les formes que peuvent adopter ces récepteurs sont variées, ce qui permet de reconnaître le plus de pathogènes possibles pour protéger l’organisme ! Elles sont présentes partout, même sur les cellules de l’intestin. Lorsqu’elles sont en contact avec un pathogène, les récepteurs à la surface vont les reconnaître et signaler au système immunitaire la présence d’un danger. 

Le système immunitaire inné correspond à la première ligne de défense contre les pathogènes : elle évite la prolifération de ces derniers en éliminant de manière non spécifique les éléments étrangers à l’organisme, comme les pathogènes. Le système immunitaire inné n’a pas de mémoire. Une mémoire immunitaire permet de se rappeler des agents infectieux qui se sont attaqués à l’organisme et garde en réserve des cellules spécifiques à cette maladie pour lutter plus rapidement et efficacement en cas de nouvelle infection de cette même maladie : c’est ce qu’on appelle le système immunitaire acquis ou adaptatif. Le système immunitaire inné agit en premier : la seule présence de l’intrus est le signal pour s’en débarrasser. Chez l’Humain, nous avons donc un système immunitaire inné mais aussi adaptatif : c’est pour cela que nous avons autant de cellules différentes pour nous défendre comme les globules blancs, des cellules qui ont pour rôle de nous protéger contre les agressions extérieures !

A gauche, est représenté un amébocyte portant des lunettes de soleil. Il phagocyte une "bactérie en détresse" en vert. Les légendes à droite sont respectivement : "Granules" (flèches qui indiquent des amas de petits points) et "Pseudopodes" A droite, est représenté les cellules immunitaires des vertébrés : la grosse cellule représente un mastocyte ; la cellule avec des couteaux un lymphocyte T (tueur) ; la cellule presque entièrement coloré est un mastocyte ; la cellule en forme d'étoile représente une cellule dendritique ; la cellule à sa surface des récepteurs représente un lymphocyte B.

Les limules possèdent uniquement un système immunitaire inné. Chez les limules, entrent en jeu l’équivalent de “globules blancs” un peu spéciaux : les amébocytes. Les amébocytes sont capables de lâcher des granules qui contiennent des agents gélifiants qui immobilisent le pathogène dans un caillot gélatineux. Les amébocytes vont ensuite libérer les molécules antimicrobiennes pour les éliminer… et si ça n’est pas suffisant pour les tuer, ils ont encore un pouvoir ultime : avaler l’intrus !

Cette capture très efficace des pathogènes dans ce gel mortel est permise par une protéine, le facteur C. Voyez-vous, le facteur C est capable de reconnaître des molécules mi-sucre, mi-graisse : les lipopolysaccharides (LPS) qui se trouvent à la surface de la membrane des bactéries. Lorsque le facteur C rencontre les LPS : Paf ! Ça fait un caillot gélatineux ! Dites-vous que son système immunitaire est tellement efficace qu’en cas de blessures, les amébocytes coagulent les bactéries si rapidement qu’elles ne peuvent pas entrer en profondeur dans l’organisme ! Avant même d’avoir commis le moindre méfait, les bactéries sont stoppées net… Incroyable n’est-ce pas ?

Vous pouvez alors comprendre chers visiteurs pourquoi l’élevage de la Léssou society se spécialise dans l’extraction du sang de limules ! C’est le meilleur test au monde de contamination aux bactéries ! On l’appelle le lysat d’amébocyte de limule ou LAL, une solution aqueuse où on récupère “l’intérieur” des amébocytes en détruisant leurs membranes. C’est d’ailleurs les propriétés du facteur C que nous avons vu précédemment qui fait le bonheur des laboratoires de recherche médicale ! Nos LAL sont utilisés pour détecter les contaminations par les LPS qui peuvent représenter un danger lors de la fabrication de médicaments et donc pour les patients. Nous sommes d’ailleurs l’élevage préféré des laboratoires de recherche biomédicale qui s’arrachent notre sang de limule !

Nous sommes dans le point de vue d'une personne avec un casque VR. Une pluie de billet est affichée dans le casque avec en bas à droite un succès comme sur Steam : "Succès déverrouillé ! Capitalisme" avec comme image une limule avec un signe $ en vert

Alors oui  la limule a un système immunitaire au top, mais tout n’est  pas parfait pour autant ! Il y a des choses auxquelles son immunité ne peut rien faire ! Nous devons alors veiller à ce que nos spécimens ne soient pas exposés à des risques contre lesquels ils sont totalement démunis, notamment au niveau de leur exosquelette ! En effet, elles remplacent leur vieille armure, leur exosquelette, par une toute nouvelle au bout d’un certain temps. Or, des risques d’infections de l’exosquelette sont accrus à l’âge adulte car les limules muent très peu en vieillissant.  C’est comme si elles portaient une armure qui rouille petit à petit, la rendant moins efficace pour la protéger !

A gauche, est représenté une limule avec une armure de chevalier qui sourit avec au dessus écrit "AVANT". Les légendes sont : "Armures de qualité", "Ca brille !" et "Le protège de presque tout (ne le protège pas des bombes nucléaires") A droite, est représenté la même limule avec une armure mais cette fois rouillée avec écrit au dessus "APRES". La limule est triste et ne sourit plus. L'armure est marron avec des taches plus sombres qui représente la rouille. Il y a des taches vertes sur la limule qui représente des algues qui ont infecté l'armure. Les légendes des flèches sont: "Armure de mauvaise qualité", "Infestée d'algues"

Par exemple, voyons ensemble une infection de l’exosquelette de limule qui peut lui être fatale. Regardez autour de vous : il y a un intrus qui est parvenu à s’introduire à l’intérieur de Lulu. Que pouvez-vous voir ? Oui, des taches vertes. Ce sont des algues vertes qui s’incrustent dans les tissus de Lulu !

Nous sommes dans le point de vue d'une personne portant un casque VR. On voit donc la paroi de la limule qui est bleue avec dessus, des ramifications vertes qui représentent des algues. A gauche, on retrouve Mister James Léssou avec son casque VR et un chapeau haut de forme en or, se tenant le visage à la façon du "Cri" d'Edward Munch et dit : "Au secours ! Des algues !"

En se fixant sur les limules, elles s’immiscent dans leurs carapaces jusqu’à atteindre les tissus comme ici. Cela peut entraîner des déformations de la carapace, et donc un risque plus important d’infections par des bactéries ou des champignons. Certaines fois, et c’est dramatique, les algues provoquent des hémorragies en se développant au niveau du cœur de nos animaux. Voilà pourquoi ces algues sont nos pires ennemies ! La cause la plus importante de mortalité chez nos limules adultes ! Par contre, on ignore encore pourquoi le système immunitaire des limules ne se défend pas contre ces algues, et on espère que les chercheurs qui se penchent sur le sujet pourront bientôt nous éclairer. Un jour on trouvera peut-être un moyen d’aider la limule à se défendre toute seule contre ces algues, mais d’ici là nous devons les éliminer au plus vite dès l’apparition de ces taches vertes. D’ailleurs, je pense que Lulu aurait besoin d’un bon traitement.

         Voilà, je vous ai normalement tout dit sur nos précieuses limules ! Vous pouvez à présent retirer vos casques. J’espère que vous avez apprécié cette visite. Je vais vous accompagner à la sortie où vous pourrez retrouver notre boutique Léssou society ! N’hésitez pas à y jeter un coup d’œil et à acheter du sang de limule ! Nous revendons le litre à 15 789 $ soit 2368 $ pour les 150mL que nous extrayons ! Et si vous êtes chercheur, nous vous faisons une réduction spéciale de 1% ! Comment ça c’est peu pour une réduction ? Ça reste cher vous trouvez ? Mais bien sûr que non ! Le prix est un gage de qualité et de respect du produit ! 

Je sais que certains d’entre vous doivent penser que nous ne respectons pas nos limules, et nous rendent responsables du déclin de l’espèce. Il est vrai, et c’est avec une grande tristesse que je dis cela, que chaque année aux Etats-Unis, 500 000 limules sont capturées pour la recherche biomédicale. Ainsi, 130 000 limules malchanceuses sont tuées de nos mains chaque année… Mais vous pouvez avoir ma parole, que ce n’est pas par gaieté de cœur : aujourd’hui il n’existe pas encore d’alternative satisfaisante pour détecter les LPS et DONC vous protéger ! C’est vrai que ces temps-ci, on développe déjà des bactéries génétiquement modifiées capables de produire une substance aux mêmes propriétés que les LAL, mais ce n’est qu’en phase d’essai. Lorsque ce jour arrivera, vous pouvez être sûrs que moi, James Léssou, propriétaire de la Léssou society, serai le premier à arrêter la production de test LAL ! Mais ça ne veut pas dire que je ne chercherai pas une autre espèce avec qui “collaborer” car ainsi va la vie depuis la nuit des temps ! Et ça me convient d’autant mieux si au sommet de la hiérarchie, il y a Léssou ! Mon porte-monnaie avant tout !

Mais après cette visite VR de haute qualité, n’êtes-vous pas convaincus que nous sommes le meilleur élevage de limules qu’il soit ? Nous “collaborons” avec les limules pour notre bien commun à tous pas vrai ? Votre bonheur et surtout le mien  !

Mister James Léssou porte son chapeau haut de forme en or. Il fait un pouce en l'air avec des yeux avec des billets de dollars. A côté est représentée une limule qui pleure. Au dessus de la limule est écrit en vert "$cience"

FIN

Bibliographie 

Articles scientifiques

A propos de la limule : ses yeux

1) Battelle, B.-A. (2006). The eyes of Limulus polyphemus (Xiphosura, chelicerata) and their afferent and efferent projections. Arthropod Structure & Development, 35(4), 261‑274. https://doi.org/10.1016/j.asd.2006.07.002 

Généralités sur le système immunitaire inné

1) Takeuchi, O., & Akira, S. (2010). Pattern recognition receptors and inflammation. Cell, 140(6), 805‑820. https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.01.022 

Le système immunitaire inné chez les invertébrés (limules)

1) Cerenius, L., & Söderhäll, K. (2021). Immune properties of invertebrate phenoloxidases. Developmental & Comparative Immunology, 122, 104098. https://doi.org/10.1016/j.dci.2021.104098 

2) Coates, C. J., Kelly, S. M., & Nairn, J. (2011). Possible role of phosphatidylserine–hemocyanin interaction in the innate immune response of Limulus polyphemus. Developmental & Comparative Immunology, 35(2), 155‑163. https://doi.org/10.1016/j.dci.2010.08.015 

3) Coates, C. J., Whalley, T., & Nairn, J. (2012). Phagocytic activity of Limulus polyphemus amebocytes in vitro. Journal of Invertebrate Pathology, 111(3), 205–210. https://doi.org/10.1016/j.jip.2012.08.002

4) Iwanaga, S. (2007). Biochemical principle of Limulus test for detecting bacterial endotoxins. Proceedings of the Japan Academy, Series B, 83(4), 110‑119. https://doi.org/10.2183/pjab.83.110 

Pathologies chez la limule

1) Braverman, H., Leibovitz, L., & Lewbart, G. A. (2012). Green algal infection of American horseshoe crab (Limulus polyphemus) exoskeletal structures. Journal of Invertebrate Pathology, 111(1), 90‑93. https://doi.org/10.1016/j.jip.2012.06.002 

2) Nolan, M. W., & Smith, S. A. (2009). Clinical evaluation, common diseases, and veterinary care of the horseshoe crab, Limulus polyphemus. In J. T. Tanacredi, M. L. Botton, & D. Smith (Éds.), Biology and Conservation of Horseshoe Crabs (p. 479‑499). Springer US. https://doi.org/10.1007/978-0-387-89959-6_30 

Utilisation de la limule dans la recherche biomédicale et conséquences

1) Krisfalusi-Gannon, J., Ali, W., Dellinger, K., Robertson, L., Brady, T. E., Goddard, M. K. M., Tinker-Kulberg, R., Kepley, C. L., & Dellinger, A. L. (2018). The role of horseshoe crabs in the biomedical industry and recent trends impacting species sustainability. Frontiers in Marine Science, 5. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2018.00185 

2) Owings, M., Chabot, C., & Watson III, W. (2020). Effects of the biomedical bleeding process on the behavior and hemocyanin levels of the American horseshoe crab (Limulus polyphemus). Fishery Bulletin, 118(3), 225‑239. https://doi.org/10.7755/FB.118.3.2 

“Chaque année aux Etats-Unis, 500 000 limules sont capturées pour la recherche biomédicale” : Chiffres sur le déclin de la population de limules et alternatives possibles

1) Maloney, T., Phelan, R., & Simmons, N. (2018). Saving the horseshoe crab : A synthetic alternative to horseshoe crab blood for endotoxin detection. PLOS Biology, 16(10), e2006607. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2006607 

Blogs/vidéos/podcasts

Sites internet/blogs

A propos de la limule 

1) The Horseshoe Crab: Natural History, Anatomy, Conservation and Current Research :

page “Le crabe fer à cheval et la santé public”: https://www.horseshoecrab.org/med/med.html 

page “Anatomie”: https://www.horseshoecrab.org/anat/anat.html 

page “Histoire naturelle”: https://www.horseshoecrab.org/nh/eco.html 

page “En savoir plus sur l’espèce”: https://www.horseshoecrab.org/nh/species.html 

2) Digital Atlas of Ancient Life : Chelicerata : https://www.digitalatlasofancientlife.org/chelicerata/ 

3) Florida Fish and Wildlife Conservation Commision : Facts about Horseshoe crab and FAQ: https://myfwc.com/research/saltwater/crustaceans/horseshoe-crabs/facts/ 

4) R. Fox (2007) Invertebrate Anatomy OnLine : https://lanwebs.lander.edu/faculty/rsfox/invertebrates/limulus.html 

Prix du sang de la limule

1) S. Westriech (2022) Could Horseshoe Crab Breeding Become the Next Lucrative Venture ?:https://medium.com/@westwise/could-horseshoe-crab-breeding-become-the-next-lucrative-venture-650118e2029a 

A propos de l’immunité 

1) B. Halford (2014) How does the immune system respond to a HSV-2 vaccine ? : https://scienceblog.com/76213/how-does-the-human-immune-system-respond-to-a-hsv-2-vaccine/ 

2) F. Gouthière, Curiologie (2018) Peut-on booster l’immunité ? (d’ailleurs c’est quoi l’immunité ?): http://curiologie.fr/blog/2018/06/14/immunite/ 

Vidéos

1)  La boîte à curiosité (2022) On tue cet animal pour son SANG: https://youtu.be/Q7lTS4n7I2g

2) Real Science (2020) Why Horseshoe crab blood is so valuable ? : https://youtu.be/oXVnuG3zO_0 

3) Fred et Jamy : le système immunitaire (2013) : https://youtu.be/w_MsGXYMv3c 

Podcast

1) I. Revenko, PodcastScience (2016) Le système immunitaire : https://www.podcastscience.fm/dossiers/2016/10/27/la-systeme-immunitaire/ 

 2) Podcast BBC (2021) 30 animals that make us smarter : Horseshoe crab and vaccines https://www.bbc.co.uk/sounds/play/p09ytk87

Ouvrages 

1) Du sang bleu pour sauver des vies, A. Demilly, in La science à contrepied, p.107-115, ed. Belin, 2017, 336 p.