Au-delà des études d'association à l'échelle du génome : Étude transcriptomique et identification des variants régulateurs impliqués dans le développement du sepsis

auteurs

• Rosier Florian

mots-clés

• Genome-wide association studies
• Regulatory variants
• Sepsis
• Études d'association à l'échelle du génome
• Variants régulateurs
• Sepsis

type de document

résumé

En 2017, l'Assemblée mondiale de la Santé et l'Organisation mondiale de la Santé ont fait du sepsis une priorité de santé mondiale en adoptant une résolution pour améliorer, prévenir, diagnostiquer et gérer le sepsis. Cette pathologie tue une personne dans le monde toutes les 3,5 secondes principalement des personnes déjà fragilisées comme les nouveau-nés ou les personnes âgées mais aussi les patients ayant subis des interventions médicales. Il a été démontré que l'état du patient et la réponse immunitaire de l'hôte est primordiale dans le développement de la pathologie. Une meilleure compréhension des bases moléculaires et cellulaires de la maladie est nécessaire. Bien que souvent remis en cause, l'utilisation du modèle murin permet de mimer la physiopathologie du sepsis humain. Mon projet de thèse a consisté à étudier la réponse transcriptionnelle des cellules péritonéales. Pour cela une inflammation stérile a été provoquée par injection de LPS, issus de Pseudomonas aeruginosa, dans le péritoine de la souris. La réponse des cellules péritonéales de ces souris a été étudiée au cours du pic inflammatoire et juste avant la mort, puis ces résultats ont été comparés aux données moléculaires issues de patients atteints du sepsis. Les résultats nous ont permis de montrer que le modèle souris reflète en partie les observations faites chez les patients. Ceci permet d‘envisager des études dans ce modèle pour documenter des relations de cause à effet et de tester notamment le rôle de certains gènes dans la physiopathologie. De plus, j‘ai recherché des polymorphismes qui pourraient à la fois altérer le niveau d‘expression de gènes et modifier la survie de patients atteints de sepsis. Depuis l'avènement des études d'association à l'échelle du génome, un nombre important de polymorphismes (SNP) ont été identifiés comme étant associés à un phénotype ou à une pathologie. Chacun de ces SNPs est un "tag SNP" car des centaines de variants en déséquilibre de liaison génétique sont hérités en même temps. Pour établir la causalité d'un variant génétique associé à la maladie, il faut démontrer clairement son effet à l‘échelle moléculaire et prouver un lien avec la maladie. Par une approche GWAS, nous avons identifié au laboratoire 139 SNPs associés à la mortalité précoce (avant 7 jours) ou tardive (entre 7 et 28 jours) dans une cohorte de 832 patients atteints de sepsis. J‘ai identifié 1450 SNPs en fort déséquilibre de liaison avec les SNPs associés, dont 1439 se situent dans des régions non codantes proches de gènes. Dans le but d‘identifier les SNPs causaux pouvant avoir un rôle régulateur et de comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à l‘association de ces polymorphismes, j'ai caractérisé les effets cis-régulateurs de ces SNPs par des approches bio-informatiques et des approches fonctionnelles expérimentales. J‘ai identifié ceux qui se situent dans des régions régulatrices comme les enhancers, les silencers ou les promoteurs et qui pourraient ainsi moduler l‘expression des gènes. J‘ai ainsi priorisé les SNPs et sélectionné le meilleur SNP candidat pour une validation expérimentale. J‘ai utilisé la technique de Crispr-Cas9 et la technique du gène rapporteur pour tester d‘une part la fonction de la région contenant le SNP et d‘autre part l‘effet du SNP lui-même. Les résultats montrent que la région contenant rs143356980 a une activité enhancer sur le gène CISH dans des cellules stimulées ou non par le IFN-gamma ou le LPS. Ils montrent aussi que rs143356980 modifie cette activité dans des cellules stimulées ou non par le IFN-gamma. Ces 2 projets mettent en évidence des mécanismes de régulation de gènes clés potentiellement impliqués dans la survie des patients atteints de sepsis.

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