Adaptation génétique de la malaria à un nouvel environnement – MGANE

Malgré les avancées remarquables de la recherche médicale au cours du 20ème siècle, les maladies infectieuses restent parmi les causes principales de décès à travers le monde. Ceci est en particulier dû aux phénomènes fréquents et mal compris d'émergence et/ou de ré-émergence de maladies infectieuses; c'est à dire des maladies qui ont récemment augmenté en fréquence, ont étendu leur aire de distribution, leur spectre d'hôtes ou sont causées par de nouveaux pathogènes. Un aspect clé de l'émergence des maladies infectieuses tient donc à la capacité qu'a eu le pathogène à s'adapter à de nouvelles conditions environnementales (e.g. nouveaux hôtes, nouveaux traitements…). Il s'avère donc crucial de mieux comprendre comment les organismes pathogènes s'adaptent à ces nouveaux environnements. Une manière d'appréhender et de comprendre l'adaptation des pathogènes à de nouveaux environnements, est d'analyser d'anciens évènements d'émergence. Plasmodium falciparum, agent de la malaria humaine, constitue en cela un bon modèle. Ainsi P. falciparum a été introduit en Amérique du Sud au cours de la traite des noirs, débutée il y a environ 500 ans. Durant son émergence sur ce continent, il a dû s'adapter à nouvelles conditions environnementales telles que de nouvelles populations d'hôtes-Vertébré (e.g. populations amérindiennes), une nouvelle espèce d'hôte- vecteur (Anopheles darlingi). Plus récemment, il a aussi dû s'adapter aux traitements antipaludéens. Les changements environnementaux intervenus pendant et depuis la colonisation du nouveau monde par P. falciparum ont probablement exercé de fortes pressions de sélection sur le parasite. Le tout est de comprendre quels gènes ont répondu à ces pressions, comment ils y ont répondu, et de comparer leur évolution dans ce contexte d'émergence à celle observée dans les populations sources africaines. Ceci n'a jamais été tenté avant ce projet. L'objectif majeur de notre projet est donc de déterminer, mais aussi de comprendre l'évolution dans des environnements différents, des régions du génome de P. falciparum qui ont été la cible d'une sélection positive récente en Amérique du Sud et qui ont donc joué un rôle dans l'adaptation à son nouvel environnement, aussi bien vecteur, humain que médicamenteux. Pour déterminer ces régions, nous utiliserons une banque de SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) définis très récemment sur l'ensemble du génome de P. falciparum et les outils statistiques de la génétique des populations. Une première étape de notre analyse consistera à comprendre l'histoire démographique de ces différentes populations. La seconde étape nous amènera à rechercher les zones du génome ayant connu des évènements de sélection positive récente dans des populations isolées génétiquement et vivants dans des environnements très différents (e.g. comparaison de parasites exploitant des populations humaines d'origine africaine vivant en Afrique ou en Amazonie; parasites latino-américains infectant des amérindiens ou des Noirs Marrons ; populations résistantes versus sensibles aux traitements antipaludéens). Le choix de nos comparaisons deux à deux nous permettra au total de déterminer spécifiquement les adaptations : (1) au nouveau vecteur, (2) aux nouvelles populations humaines (amérindiens) et (3) aux traitements antipaludéens. Résultats attendus et aspects innovants du projet. Ce balayage du polymorphisme génomique dans différentes populations de P. falciparum (en Afrique et en Guyane Française) nous permettra, pour la première fois, 1) de déterminer les régions du génome qui ont joué un rôle dans (i) l'adaptation à un nouvel environnement vecteur ; (ii) l'adaptation à un nouvel environnement humain (les populations amérindiennes en particulier) ; (iii) l'adaptation à des moyens de lutte (traitements antipaludéens). 2) de mieux comprendre comment ces gènes ont évolué dans des populations vivant dans des environnements vecteur et humain très différents. Les aspects innovants du projet tiennent à son approche comparative populationnelle (comparaison entre populations évoluant dans des environnements complètement différents) et génomique (le polymorphisme de l'ensemble des régions du génome sera caractérisé). Ceci permet de s'affranchir des limites propres aux approches traditionnelles par 'gènes candidats' tout en restant de coûts humain et financier modérés du fait de choix drastiques sur les plans d'échantillonnage et les analyses comparatives. La faisabilité de ce projet repose sur les acquis et les compétences complémentaires des équipes impliquées concernant le modèle biologique, les techniques moléculaires et les analyses statistiques.