Analyse transcriptomique des tubes de Malpighi de Trichoplusia ni : signaux des mécanismes permettant de passer de la sécrétion d’ions à la réabsorption d’ions dans le plexus iliaque distal

© 2018 Elsevier Ltd. L’excrétion des déchets métaboliques et des toxines dans les tubes de Malpighi (TM) des insectes est couplée à la sécrétion d’ions et de liquide. Les larves de lépidoptères ont une morphologie des TM complexe et régionalisée, et des études récentes sur les larves de la fausse-arpenteuse du chou (Trichoplusia ni) ont révélé plusieurs aspects inhabituels du transport des ions dans les TM. Premièrement, les cations sont résorbés par des cellules secondaires (CS) chez T. ni, alors que chez la plupart des insectes, ces cellules sécrètent des ions. Deuxièmement, les cellules secondaires sont couplées aux cellules principales (CP) voisines par des jonctions communicantes pour permettre une telle réabsorption des ions. Troisièmement, les CP de la région du plexus iléaque distal contenant les CS des tubules passent de la sécrétion de cations à la réabsorption en réponse à la charge ionique d'origine alimentaire. Enfin, l’antidiurèse est observée en réponse à la kinine, un neuropeptide, qui cible à la fois les CP et les CS, alors que chez la plupart des insectes, les kinines sont des diurétiques qui agissent exclusivement par l’intermédiaire des CS. Dans des études récentes, on a mis au point un modèle de base du transport des ions dans le plexus ID des larves de T. ni. Nous avons utilisé le séquençage de l'ARN pour élucider des aspects non encore caractérisés du transport des ions et de la régulation endocrinienne dans le plexus ID, dans le but de brosser un portrait du transport des ions et de déterminer les mécanismes de régulation présumés de l'inversion du transport des ions dans ce tissu. Les résultats ont indiqué une expression globale de 9103 transcrits dans le plexus ID, dont 993 et 382 ont été exprimés de manière différentielle dans le plexus ID des larves recevant respectivement des rations à forte concentration de K+ et de Na+. Les transcrits exprimés de manière différentielle comprennent des ATPases à motilité ionique, des canaux ioniques et des co-transporteurs, des aquaporines, des transporteurs de nutriments et de xénobiotiques, des composants de l’adhésion cellulaire et de jonction cellulaire et des récepteurs endocriniens. Notamment, plusieurs transcrits de canaux ioniques dépendants d'un potentiel d'action et de produits associés à la régulation du volume cellulaire ont été détectés dans le plexus ID et exprimés de manière différentielle chez les larves nourries avec une alimentation riche en ions. L’étude fournit un aperçu du transport des solutés (glucides, acides aminés, xénobiotiques, phosphate et ions inorganiques) par le plexus ID des lépidoptères. Nos données semblent indiquer que cette région des TM chez les lépidoptères (comme indiqué précédemment) transporte des cations, du liquide et des xénobiotiques ou des métaux toxiques. De plus, ce plexus exprime des gènes codant la machinerie intervenant dans la réabsorption dépendante du Na+ et du H+ des solutés, le transport du chlorure et le rétablissement au niveau de base. De plus, bon nombre des transcrits exprimés par le plexus ID ont la capacité de cette région de réagir, de traiter et parfois de produire des neuropeptides, des hormones stéroïdes et des neurotransmetteurs. Enfin, le plexus ID semble posséder un arsenal de composantes des jonctions septates, dont l’expression différentielle pourrait indiquer une restructuration des jonctions dans le plexus ID des larves chargées d’ions.