BULLETIN

MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

57, rue Cuvier, 75005 Paris

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Secrétaire de rédaction : M me P. Dupérier.

Conseiller pour l’illustration : Dr. N. Halle.

Le Bulletin du Muséum national d’Histoire naturelle , revue bimestrielle, paraît depuis

1895 et publie des travaux originaux relatifs aux diverses branches de la Science.

Les tomes 1 à 34 (1895-1928), constituant la 1 re série, et les tomes 35 à 42 (1929-1970),

constituant la 2 e série, étaient formés de fascicules regroupant des articles divers.

A partir de 1971, le Bulletin 3 e série est divisé en six sections (Zoologie — Botanique —

Sciences de la Terre — Sciences de l’Homme — Sciences physico-chimiques — Ecologie

générale) et les articles paraissent, en principe, par fascicules séparés.

S’adresser :

— pour les échanges, à la Bibliothèque centrale du Muséum national d’His¬

toire naturelle, 38, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, 75005 Paris (C.C.P.,

Paris 9062-62) ;

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BULLETIN DU MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

3 e série, n° 69, juillet-août 1972, Zoologie 55

Apport de l’étude de la structure antigénique

à la phylogénie des Helminthes 1

par A. Capron, E. R. Brygoo et D. Afciiain *

Résumé. — L’étude immunoélectrophorétique de la structure comparée de Rhabditoidea

libres et de Nématodes parasites nous montre l’importance de l’héritage antigénique légué par

les formes ancestrales libres aux formes parasites. Les parentés antigéniques unissant, par exemple,

un Rhabditoidea libre comme Panagrellus silusiae à un Ascaridoidea parasite comme Toxocara

canis sont de l’ordre de douze composants antigéniques au minimum.

Les réactions croisées, observées en immunoélectrophorèse, des Helminthes parasites avec

les Turbellariés et les Acanthocéphales sont minimes ; les possibilités de cette technique immu¬

nochimique ne nous permettent pas de les rattacher à une classe bien définie.

Abstract. — Immunoelectrophoretic analysis of soluble extracts of free Rhabditoidea and

parasitic Nematodes demonstrate a close antigenic relationship between free ancestral forms and

parasitic organisms. A minimum of twelwe antigenic déterminants were found to be common

to Panagrellus silusiae and Toxocara canis.

Common antigens between parasitic helminths and Turbellaria or Acanthocephala were not

found to be significant enough to support any hypothesis concerning their relationship.

Introduction

L’analyse immunoélectrophorétique de la structure antigènique des Helminthes para¬

sites (Biguet et coll., 1965 ; Capron et coll., 1965 ; Rosé, 1966), l’étude des aspects immu¬

nologiques des relations hôte-parasite (Capron et coll., 1966, 1968) et la comparaison de

la structure antigénique des vertébrés inférieurs dans un but taxonomique (Capron et

Afciiain, 1970) ont permis de montrer l’apport indiscutable des méthodes d’immunodiffu¬

sion en gel pour toute étude zoologique, taxonomique et biologique.

Après un bref rappel des travaux antérieurs sur les parentés antigéniques des Hel¬

minthes parasites, nous avons tenté d’apporter quelques arguments immunochimiques pour

la connaissance de la phylogénie des Helminthes.

1. Travail réalisé avec l’aide du CNRS, grâce à la collaboration technique de M me Thérèse Le Presle.

* Service de Parasitologie, Faculté de Médecine, 59000 Lille, France, et Institut Pasteur de Madagascar.

69, 1

878

A. CAPRON, E. R. BRYGOO ET D. AFCHAIN

I. TECHNIQUES

1. Antigènes

Les antigènes furent constitués par des extraits totaux de vers récoltés vivants, broyés

à basse température dans du chlorure de sodium à 0,017 M et centrifugés à 20 000 tours

par minute. Le surnageant est dialysé contre de l’eau distillée, puis lyophilisé.

Furent utilisés des extraits antigéniques de :

— Rhabditoidea libres 1 :

• Panagrellus silusiae

• Rhabditis sp.

• Caenorhabditis elegans Maupas, 1900

— Nématodes parasites phasmidiens :

• Ascaris suutn, Ascaris lumbricoides, Parascaris equorutn, Toxocara canis, Toxocara

cad, Oncliocerca volvulus, Dipetalonema viteae, Litomosoides carinii, Ankylostoma

duodenale, Angiostrongylus cantonensis.

— Turbellariés (Planaire) :

• Dugesia gonocephala asexuée 2

— Acanthocéphales :

• de rat : Moniliformis rattus

• de porc : Macracanthorhynchus hirudinaceus

— Cestodes et Trématodes.

2. Antisérums

Des immunsérums de lapins furent préparés par injection hebdomadaire dans l’espace

sous-axillaire avec de l’antigène soluble émulsionné dans de l’adjuvant de Freund complet.

1. Nous exprimons toute notre gratitude à M. le Professeur Puylaert (Musée royal de l’Afrique

centrale, Tervuren, Belgique), ainsi qu’à M. le Professeur Nigon et M. J. L. Brun (Faculté des Sciences

de Lyon), qui ont bien voulu nous adresser les souches.

2. Nous exprimons toute notre gratitude à M. le Professeur Lender et M. A. Le Moigne (Faculté

des Sciences d’Orsay) qui ont bien voulu nous adresser la souche.

PHYLOGÉNIE DES HELMINTHES

879

3. Méthodes

L’analyse immunoélectrophorétique fut réalisée selon les principes techniques de

Grabar et Williams (1953), appliqués au matériel parasitaire par Biguet et coll. (1960),

(gel d’agarose, tampon véronalpH = 8,2, force ionique = 0,1, champ électrique 20 volts Cm -1 ).

IL RÉSULTATS

Nous avons comparé la structure de ces Helminthes en confrontant les antigènes d’une

espèce avec les immunsérums des autres espèces.

1. Némathelmintiies

a) Parentés antigéniques des Nématodes parasites

Les travaux de Biguet et coll. (1965), Rosé (1966) et Capron et coll. (1968) avaient

précédemment mis l’accent sur l’homogénéité relative de structure des Nématodes para¬

sites. Nous ne ferons ici qu’en rappeler l’essentiel.

Les parentés antigéniques sont remarquablement importantes pour les espèces : Ascaris

suum, A. lumbricoides , Parascaris equorum (dix-huit à dix-neuf arcs de précipitation au

minimum).

Les espèces Toxocara canis et Toxocara cati sont immunologiquement très voisines

(seize composants antigéniques communs).

Quant aux réactions croisées entre les Ascaridinae et les Toxocarinae, elles diminuent

tout en restant notables (douze arcs communs).

Les Heterakoidea d’Oiseaux ( Ascaridia galli et A. columbae ) possèdent encore des

parentés non négligeables (huit à dix composants antigéniques communs) avec les Toxo¬

carinae.

En ce qui concerne les Filaires, les parentés antigéniques portent aussi sur un grand

nombre de fractions ; celles qui existent entre les Ascarides et les Filaires sont également

importantes (de l'ordre de dix).

On notera le nombre très réduit des parentés antigéniques entre les Pliasmidiens

(Ascaridoidea, Filarioidea) et un Aphasmidien tel que Trichinella spiralis (au maximum

trois arcs de précipitation).

Donc les Nématodes parasites présentent une homogénéité de structure relative,

conduisant à l’existence entre deux super-familles de parentés antigéniques intéressant

pratiquement la moitié de la structure antigénique.

b) Parentés antigéniques des Nématodes libres étudiés. Ordre des Rhabditida (tabl. I)

Les espèces Caenorhabditis elegans et Rhabditis sp., appartenant à la même sous-

famille des Rhabditinae, sont immunologiquement très voisines (dix-sept composants antigé-

69, 2

880

A. CAPRON, E. R. BRYGOO ET D. AFCHAIN

niques communs). Panagrellus silusiae (famille des Cephalobidae) possède des parentés non

négligeables avec les deux espèces précédentes de la famille des Rhabditidae (neuf et onze

arcs de précipitation en commun).

Donc, comme pour les Nématodes parasites, on remarque au niveau de la famille des

parentés antigéniques remarquablement importantes portant environ sur les trois quarts

de leur structure ; par contre, entre deux familles, celles-ci diminuent tout en restant notables.

Tableau I. — Parentés antigéniques des Nématodes libres étudiés

(Ordre des Rhabditida).

(Réactions croisées minimales observées en immunoélectrophorèse).

Famille des Cephalobidae

Famille des

Rhabditidae

Antisérum

Antigènes

Panagrellus silusiae

Rhabditis sp.

Caenorhabditis elegans

Panagrellus silusiae .

Rhabditis sp.

Caenorhabditis elegans .

c) Parentés antigéniques des Nématodes libres avec les Nématodes parasites (tabl. II)

Nous avons comparé, par la méthode de l’immunoélectrophorèse, la structure anti¬

génique des trois espèces de Nématodes libres étudiés précédemment et appartenant à

l’ordre des Rhabditida, avec celles de dix espèces de Nématodes parasites appartenant

aux ordres des Ascaridida, Spirurida et Strongylida.

A quelques différences près (tenant surtout à la moins bonne qualité de l’antisérum

Caenorhabditis elegans et aux rapports antigène — anticorps qui sont variables pour chaque

type de réaction croisée), les résultats obtenus, résumés dans le tableau II, se recoupent

assez bien.

On remarque, à première vue, l’importance des parentés antigéniques unissant les

Rhabditida libres et les Nématodes Secernentea parasites.

Cette très forte isologie immunochimique nous montre encore la remarquable homo¬

généité de structure des Némathelminthes et l’importance de l’héritage antigénique légué

par les formes ancestrales libres aux formes parasites, l’adaptation parasitaire n’ayant

entraîné que peu de remaniements protéiques.

De plus, on notera l’importance des parentés antigéniques unissant les Nématodes

libres aux espèces Toxocara canis et Toxocara cati, ces parentés étant nettement moins

importantes avec les Ascarides de la sous-famille des Ascaridinae ( Ascaris suum, A. lum-

bricoides et Parascaris equorum), les Filaires (ordre des Spirurida) et les Strongylida ( Anky-

lostoma duodenale et Angiostrongylus cantonensis) . Ces faits expérimentaux confirment bien

PHYLOGÉNIE DES HELMINTHES

881

les théories de Chabaud (1955, 1957) sur l’interprétation phylétique des cycles évolutifs chez

les Nématodes parasites de Vertébrés, à savoir que les Phasrnidiens parasites seraient issus de

Nématodes libres du type Rhabditis ; les espèces appartenant à la sous-famille des Toxocari-

nae (Toxocara canis)seraient le type le plus primitif, point de départ du phylum des Ascari-

dinae, puis des Ascaridia. Les Filaires et les Metastrongyloidea, issus des Rhabditides libres,

appartiendraient à des phylums différents de celui des Ascarides.

Tableau II. — Parentés antigéniques des Nématodes libres avec les Nématodes parasites.

(Nombre minimal de composants antigéniques communs observés en immunoélectrophorèse.)

Ordre des Rhabditida

...

Panagrellus Rhabditis Caenorhabditis

silusiae sp. elegans

Ascaris

c p i, suum

Sous-iamille .

, Ascaris

. -j S . lumbricoides

Ascandinae >,

Par as caris

Ordre des Super-famille des equorum

6 8 5

6 6 4

8 6 7

Ascaridida Ascaridoidea

o » 1 oxocara

bous-lamille

j cams

des m

rp. . 1 oxocara

i oxocarmae . .

cati

12 7 8

9 9 4

Onchocerca

volvulus

Ordre des Super-famille des Dipetalonema

Spirurida Filarioidea viteae

Litomosoides

carinii

5 5 3

7 5 5

5 5 5

Super-famille des Ankylostoma

Ordre des Ancylostomatoidea duodenale

Strongylida Super-famille des Angiostrongylus

Metastrongyloidea cantonensis

5 4 3

8 7 4

2. Plathelmintiies

Nous ne ferons ici que rappeler les travaux effectués par Capron et coll. (1965, 1966,

1968).

a) Cestodes

Cette étude pratiquée chez douze espèces, appartenant à quatre familles différentes,

montre une homogénéité de structure particulièrement remarquable (les parentés antigè¬

niques intéressent au minimum les deux tiers de la mosaïque antigénique décelable).

882

A. CAPRON, E. R. BRYGOO ET D. AFCHAIN

b) Trématodes

Par contre, l’analyse antigénique comparée de onze espèces de Trématodes Digéniens

révèle une disparité générale de structure antigénique qui contraste avec les faits précédem¬

ment exposés concernant les Nématodes et les Cestodes. En effet, les parentés antigéniques

entre les Digenea appartenant à des genres différents n’excèdent guère cinq composants

antigéniques.

3. Structure antigénique comparée des Helminthes

Aspects phylogéniques

a) Parentés antigéniques des Nématodes, Trématodes et Cestodes

Cette étude immunoélectrophorétique a été réalisée par Capron et coll. (1968). Les

parentés unissant ces trois classes sont vraiment minimes (en moyenne trois arcs de préci¬

pitation).

Nous avons noté précédemment que les parentés entre les Trématodes (Digenea) appar¬

tenant à des genres différents n’excèdent guère cinq fractions ; or, celles-ci apparaissent

à peine supérieures et souvent égales aux composants antigéniques communs qui existent

entre Digenea ( Fasciola hepatica, Schistosoma mansoni ) et Cyclophyllidea {Taenia saginata)

ou entre Digenea et un Nématode Aphasmidien ( Trichinella spiralis).

Sur ces bases, il est très délicat d’aborder l'aspect phylogénique entre ces trois groupes.

b) Position phylogénique des Turbellariés et des Acanthocéphales

Nous avons effectué les réactions croisées, en immunoélectrophorèse, des Plathel-

mintbes parasites et des Némathelminthes avec les Turbellariés ( Dugesia gonocephala) et

les Acanthocéphales (de Porc et de Rat). Le tableau III résume les réactions croisées mini¬

males qu’il fut possible d’obtenir.

On observe très peu de parentés antigéniques entre ces trois espèces et les Helminthes.

Les relations unissant la Planaire ( Dugesia gonocephala ) aux Némathelminthes sont

négligeables ; celles qui l’unissent aux Cestodes et aux Trématodes Digenea sont très faibles.

On notera néanmoins cinq composants antigéniques communs avec la grande Douve du

foie ( Fasciola hepatica ) ; or, il est souvent classique de rapprocher les Turbellariés des

Trématodes à cause du stade Mù'acidium. Mais, vu la disparité des structures antigéniques

des Trématodes, d’où leur remaniement protéique important lors de l’évolution phylogé¬

nique, on ne pouvait s’attendre logiquement à de fortes parentés entre ces deux classes.

Pour les Acanthocéphales, on remarque une assez forte disparité des résultats obtenus

pour les deux espèces : ceci est dû en grande partie à la mauvaise qualité de l’antisérum

Moniliformis rattus.

On notera, en général, une assez bonne répartition des parentés antigéniques entre

les trois classes (en moyenne deux à trois arcs de précipitation), les plus fortes réactions

croisées ayant été obtenues par rapport aux antisérums et aux antigènes Schistosoma mansoni

et liquide pseudocœlomique d’Mscam suum.

PHYLOGENIE DES HELMINTHES

883

Tableau III. — Parentes antigéniques des Plathelminthes parasites et des Néma-

thelminthes avec les Turbellariés et les Acanthocéphales. (Réactions croisées minimales

observées en immunoélectrophorèse.)

Turbellabiés Acanthocéphales

Planaire Acanthocéphale Acanthocéphale

de Porc de Rat

Dugesia Macracantho- Moniliformis

gonocephala rhynchus rattus

# hirudinaceus

Trématodes

5 2 1

1 1 0

3 5 4

1 1 0

1 2 0

Dicrocoelium dendriticum .

Cestodes

Taenia saginata .

Echinococcus granulosus (liquide hydatique).

2 2 2

2 10

2 3 3

2 3 2

Dipylidium caninum .

NÉMATHELMINTHES

Liquide pseudocoelomique

d’Ascaris suum .

1 5 2

— 2 0

2 3 2

0 10

0 1 —

1 1 2

0 2 2

Ascaris lumbricoides .

Parasites Toxocara canis .

Onchocerca volvulus .

Dirofilaria immitis .

Dipetalonema viteae .

Angiostrongylus cantonensis .

Panagrellus silusiae .

Libres Rhabditis sp.

12 1

0 2 0

— 3

Caenorhabditis elegans .

Les résultats obtenus 11 e nous permettent pas de les rattacher à une classe bien définie.

On notera, toutefois, que l’étude des parentés antigéniques entre Macracanthorhynchus

hirudinaceus et Moniliformis rattus révèle l’existence d’un minimum de quinze détermi¬

nants antigéniques communs à ces deux espèces sur les vingt-quatre qui furent au rnaxi-

884

A. CAPRON, E. R. BRYGOO ET D. AFCHAIN

mum identifiés sur les immunoélectrophorégrammes. Cette observation, qui paraît être

l’indication d’une homogénéité certaine de structure chez les Acanthocéphales, rend plus

significative encore l’absence de parentés qu’ils présentent avec les autres classes d’Hel¬

minthes parasites et nous semble une indication de l’individualité phylogénique de ce groupe.

c) Comparaison des Helminthes (Trématodes, Cestodes, Némathelminthes, Acanthocéphales et

Turbellariés) avec d’autres embranchements

Nous avons comparé la structure antigénique des Helminthes précédemment étudiés

avec celles d’espèces appartenant à divers embranchements — Mollusques : Biomphalaria

glabrata, Bulinus contortus, Planorbis corneus ; Annélides : Hirudo officinalis, Nereis diver-

sicolor, Lumbricus herculeus ; Arthropodes (Crustacés : Gammarus pulex ; Insectes : Tenebrio

molitor, Culex pipiens) ; EchinodeJmes : Paracentrotus lividus.

Les parentés antigéniques obtenues sont négligeables (de l’ordre d’une à deux fractions).

Conclusion

L’analyse immunoélectrophorétique apporte souvent de nombreux arguments expé¬

rimentaux aux méthodes zoologiques et biologiques concernant la taxonomie et la phylo¬

génie. Mais les possibilités restreintes de cette technique (analyse des protéines solubles

décelables) ne nous permettent pas d’envisager la phylogénie et la taxonomie au niveau

des embranchements et même des ordres. Par contre, elle semble être une méthode de

choix pour la comparaison de diverses espèces appartenant à une même famille et dans

certains cas de familles différentes appartenant à un même ordre.

Cette étude détaillée ne nous a pas permis d’envisager la phylogénie des diverses

classes d’Helminthes et de rattacher les Turbellariés et les Acanthocéphales à une classe

bien définie. Par contre, l’analyse immunoélectrophorétique comparée des Nématodes

Rhabditida libres et des Nématodes Secernentea parasites a fourni des arguments expéri¬

mentaux aux théories phylogéniques sur les N émathelminthes.

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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noélectrophorétique à la connaissance des antigènes vermineux. Incidences pratiques sur

leur standardisation, leur purification et le diagnostic des helminthiases par immunoélec¬

trophorèse. Rev. Immunol., Paris, 29 : 5-23.

Biguet, J., F. Rosé et R. Havez, 1960. — Les possibilités d’application de l’immunoélectro¬

phorèse à l’étude des fractions antigéniques des helminthes. C. r. Acad. Sci., Paris. 251 :

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PHYLOGÉNIE DES HELMINTHES

885

— 1968. — Structure antigénique des vertébrés et relation hôte-parasite chez les helminthes.

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Capron, A., J. Biguf.t, A. Vernes et D. Afchain, 1968. — Structure antigènique des Helminthes.

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Chabaud, A. G., 1955. — Essai d’interprétation phylétique des cycles évolutifs chez les néma¬

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— 1957. — Spécificité parasitaire chez les nématodes parasites de vertébrés. In : 1 er Sym¬

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Rosé, F., 1966. — Contribution à l’étude des antigènes de nématodes et des anticorps de l’hôte

définitif. Thèse (Doctorat d’État en Pharmacie), Lille.

Manuscrit déposé le 2 juillet 1971.

Bull. Mus. Hist. nat., Paris, 3 e sér., n° 69, juillet-août 1972,

Zoologie 55 : 877-885.

Achevé d'imprimer le 30 décembre 1972.

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2 564 002 5

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Les références bibliographiques apparaîtront selon les modèles suivants :

Bauchot, M.-L., J. Daget, J.-C. Hureau et Th. Monod, 1970. — Le problème des

« auteurs secondaires » en taxionomie. Bull. Mus. Hist. nat., Paris, 2 e sér., 42 (2) : 301-304.

Tinbergen, N., 1952. — The study of instinct. Oxford, Clarendon Press, 228 p.

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