Combinaison d’approches expérimentales et bioinformatiques pour caractériser les intéractions entre Plasmodium falciparum et son hôte humain

auteurs

• Mbouamboua Yvon

mots-clés

• Malaria
• Plasmodium falciparum
• Pregnant women
• Regulatory variant
• Paludisme
• Plasmodium falciparum
• Femme enceinte
• Variant régulateur

type de document

résumé

La première partie de ma thèse porte sur la caractérisation expérimentale des infections submicroscopiques à Plasmodium falciparum chez les femmes Congolaises asymptomatiques lors de l’accouchement. Le paludisme demeure un problème majeur de santé publique dans le monde avec environ 219 millions de cas et 435 000 décès par an, majoritairement en Afrique sub-saharienne (90%). Dans la zone de forte transmission, l’infection palustre se caractérise principalement par le déclenchement d’une anémie maternelle et par la présence de parasites dans le placenta. Une forte proportion d’individus vivant dans des zones d’endémie palustre héberge des parasites indétectables par microscopie, mais qui peuvent néanmoins être détectées à l’aide d’outils moléculaires tels que la PCR. La morbi-mortalité liée au paludisme gestationnel a diminué depuis la mise en place du traitement préventif intermittent à base de la sulfadoxine-pyriméthamine (TPI-SP). Dans la zone endémique, on observe une baisse de la prévalence du paludisme placentaire et l’augmentation du poids moyen du nouveau-né. Malgré tout, l’infection plasmodiale chez la femme enceinte persiste et n’est pas maîtrisée. Dans le but de comprendre les causes de cette persistance, j’ai caractérisé les populations parasitaires de P. falciparum chez les femmes enceintes Congolaises du sud de Brazzaville sous TPI-SP et j’ai analysé leur profil génétique dans le sang périphérique, placentaire et du cordon ombilical. L’évaluation de la fréquence de l’infection plasmodiale a montré qu’il y’a une baisse de la fréquence des infections microscopiques chez les femmes sous traitement préventif intermittent et une augmentation de la fréquence des infections submicroscopiques avec une diversité génétique modérée de P. falciparum. L’âge, la gravidité et les doses de SP n’interfèrent pas avec la multiplicité des infections qui est similaire dans les trois types de sang. Ces résultats contribuent à la compréhension de la dynamique des parasites dans le sang périphérique, placentaire et du cordon ombilical et de la population parasitaire en circulation au Congo. La seconde partie de ma thèse a consisté à utiliser des approches bioinformatiques pour détecter les variants régulateurs associés à la susceptibilité au paludisme sévère. Les progrès récents des technologies de séquençage ont permis d’identifier un spectre de plus en plus large de variants dans le génome humain. Cependant, l’identification des variants régulateurs associés à des maladies complexes reste un défi, en particulier pour identifier des variants pertinents du point de vue fonctionnel dans des régions non-codantes. Nous avons développé une méthode bioinformatique de prédiction des variants régulateurs des régions non-codantes associés à une maladie et agissant sur la régulation transcriptionnelle. L’approche repose sur l’intégration d’éléments d’informations collectées automatiquement à partir des bases de données Ensembl, dbSNP et GWAS catalog, et sur la sélection des variations susceptibles d’affecter la régulation, en combinant des outils bioinformatiques spécialisés : analyse de motifs (Regulatory Sequence Analysis Tools) et de données ChIP-seq (ReMap). Pour ce faire, nous avons développé un workflow d’analyse dans le langage de statistiques R pour invoquer des ressources à distance (Web services). L’outil est conçu de façon générique, et peut s’adapter pour l’étude des variants régulateurs de n’importe quelle maladie documentée dans le GWAS catalog. Afin de faciliter son utilisation par un biologiste, l’outil génère automatiquement (en R markdown) un rapport d’analyse illustré par des figures et tableaux. J’ai testé l’outil avec un cas d’exemple du paludisme sévère qui a montré que sur un ensemble de 375 variants candidats, l’outil prédit 11 potentiels variants régulateurs qui altèrent les sites de liaisons des facteurs de transcription. Trois de ces variants candidats (rs1541253, rs1541254, rs1541255) associés au gène ATP2B4 (ATPase 4 transportant le calcium sur la membrane plasmique, code pour la pompe de calcium principale des érythrocytes) sont en cours de validation expérimentale pour leur impact sur l’activité du promoteur.

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