In silico, pas chiche le pois !?

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In silico, pas chiche le pois !?

In silico, pas chiche le pois !?

mercredi 6 novembre 2013, par Dr Alain Thillay

Identification des allergènes putatifs du pois chiche (Cicer arietinum) et de leurs réactivités croisées potentielles à l’aide d’une approche in silico. : Kulkarni A, Ananthanarayan L, Raman K.
Food Engineering & Technology Department, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India(1).

dans Comput Biol Chem. 2013 Sep 17 ;47C:149-155. doi : 10.1016/j.compbiolchem.2013.08.003

- Contexte :

  • L’allergie est devenue une des principales causes de morbidité dans le monde.
  • Bien que de nombreuses légumineuses (plantes de la famille des Fabacées) soient des aliments sains sur le plan nutritionnel, ils peuvent comporter des protéines allergéniques.
  • Un bon nombre d’allergènes ont été identifiés et caractérisés dans la famille des Fabacées, telles que le soja, l’arachide, sur la base des méthodes biologiques moléculaires et biochimiques.
  • Cependant, notre compréhension des allergènes du pois chiche (Cicer arietinum), appartenant à cette famille, est très limitée.

- Objectif :

  • Dans cette étude, nous avons cherché à identifier les allergènes putatifs du pois chiche (C. arietinum) et leurs réactivités croisées au moyen d’une analyse in silico des séquences de protéines de pois chiche et des séquences des allergènes de la famille des Fabacées.

- Méthodes :

  • Nous avons récupéré des séquences d’allergènes connus de la famille des Fabacées à partir de la base de données de la nomenclature des allergènes de l’IUIS (International Union of Immunological Societies).
  • Nous avons procédé à la réalisation d’une BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) protéine (BLASTp) sur ces séquences pour récupérer les séquences similaires à partir du pois chiche.
  • Nous avons également analysé les séquences de pois chiche récupérées en utilisant une combinaison d’outils in silico, afin d’évaluer leur potentiel d’allergénicité. -* Ensuite, nous avons construit des modèles de structure à l’aide de FUGUE afin de déterminer des homologies de séquence et de structure, ces modèles générés par l’outil de reconnaissance ont été visualisés au moyen du logiciel Swiss-PdbViewer.

- Résultats :

  • Grâce à cette approche in silico, nous avons identifié sept nouveaux allergènes présumés de séquences protéomiques du pois chiche sur la base de la similarité de séquence, de structure et des propriétés physico-chimiques comparativement aux allergènes de légumineuses rapportés connus.
  • Quatre des sept allergènes putatifs qui pourraient également montrer une réactivité croisée avec des allergènes signalés en tant qu’allergènes potentiels, avaient des caractéristiques structurelles et séquentielles communes aux allergènes déclarés.

- Conclusion :

  • L’identification in silico protéomique des protéines allergéniques du pois chiche fournit une base pour de futures recherches sur le développement des aliments hypoallergéniques contenant des pois chiches.
  • Ces approches bioinformatiques, combinées à la méthodologie expérimentale, permettront de délimiter une approche efficace et complète pour évaluer l’allergénicité et ouvrir la voie à une meilleure compréhension de la base biologique et médicale.

La famille des Fabacées couramment appelée aussi famille des légumineuses regroupe un grand nombre de plantes dicotylédones, plus de 20 000 espèces.

Beaucoup, comme arachide, soja, lupin, sont bien connues du monde allergologique pour leur implication clinique mais aussi sur le plan moléculaire.
Par exemple, l’IUIS répertorie 13 allergènes pour l’arachide.

Par contre, comme le signale les auteurs indiens de ce travail, peu de protéines allergéniques ont été identifiées pour ce qui concerne le pois chiche.
Ainsi, la même IUIS ne reconnaît aucun allergène.
Alors même qu’Allergome cite 6 allergènes pour ce pois chiche.

L’originalité de ce travail réside dans le recours à des outils bioinformatiques.
La démarche méthodologique est ainsi singulière.

Les chercheurs ont d’abord listé l’ensemble des allergènes connus des Fabacées et ont récupéré les séquences auprès de l’IUIS.

Ensuite, ces séquences candidates ont fait l’objet d’une démarche de BLAST.
Le BLAST est un outil bioinformatique qui permet de comparer la séquence d’un gène ou d’une protéine avec des millions d’autres séquences contenues dans les banques de données et de retrouver, si elles existent, celles qui lui ressemblent le plus, et cela en quelques secondes.

Ainsi, pour le sujet qui nous occupe, on peut rapidement savoir si une protéine existe dans une espèce donnée et identifier la séquence.

Les modèles de structure ont été construits à l’aide de FUGUE (outil de bioinformatique de reconnaissance d’homologie séquentielle et structurelle).
FUGUE scanne les bases de données de profils de structure, calcule les scores de compatibilité structurelle et séquentielle et produit une liste d’homologues potentiels.

Le BLAST a permis de déterminer 7 protéines candidates.
- Q39450 a une identité de 70% avec Ara h 8 (PR-10 de l’arachide).
- Q9SMK8 a une identité de 70% avec Vig r 1 (PR-10 du haricot mungo), 70% avec Gly m 4 (PR-10 du soja) et 62% avec Ara h 8.
- Q9SMJ4 a une identité de 50% et de 49% pour, respectivement, Ara h 3 et Gly m 6 (Globulines 11S).
- Q304D4 a une identité de 48% avec Ara h 1, Gly m 5, Len c 1, Lup an 1 et Vig r 2 (Vicillines 7S).
- G1K3R9 a une identité de 57% avec Vig r 4 (protéine de transport d’ions métalliques)
- et G1K3S0 a une identité de 56% avec Vig r 4.
- Enfin, O23758, LTP du pois chiche, a une similarité de séquence pour Ara h 9 et Len c 3, identité à 62%.

De fait, il existerait 7 allergènes du pois chiche, deux PR-10, une LTP, une Globuline 11S, une Vicilline 7S et deux protéines de transport d’ion métallique.
Quatre d’entre eux présentent potentiellement une réactivité croisée, les PR-10, la LTP, la Globuline 11S et la Vicilline 7S.

Tout cela semble bien logique, toutefois, il faut garder à l’esprit que la principale limite de l’approche bioinformatique est de fournir une prédiction et ne peut donc être utilisée que pour suggérer des expérimentations de laboratoire.

En outre, le choix de la base de données et de l’algorithme peut entraîner des taux d’erreur plus ou moins importants pouvant influencer la sensibilité et la spécificité des résultats.

En un mot, il va bien falloir finir par passer par l’étape « paillasse ».

Vos commentaires

  • Le 15 septembre 2017 à 18:23, par Santamaria En réponse à : In silico, pas chiche le pois !?

    Bonjour,mon fils est allergique aux pois chiches,lentilles, petits pois et poissons cuits. Apparition de plaques rouges sur son visage. Ces allergies sont apparues à 18mois après une varicelle et dermite de l’oeil. On ne comprend pas très bien pourquoi poissons cuits mais pas crus....