Biologie et fonctionnement des populations naturelles de Plasmodium falciparum à l'Ouest de Kenya : stratégie de reproduction, dispersion et co-structuration génétique avec ses deux principaux vecteurs : Anopheles gambiae sensu lato et Anopheles funestus

par Fabien Gaston Razakandrainibe

Thèse de doctorat en Écologie

Sous la direction de Jacob Koella.

Soutenue en 2007

à Paris 6 .


  • Résumé

    Un objectif important de la biologie évolutive est de comprendre comment les facteurs, comme les frontières des dèmes et le système de reproduction dans les populations naturelles, déterminent le profil et le niveau de la diversité génétique. Pour Plasmodium falciparum, l’agent pathogène le plus sévère du paludisme, la biologie et la structure génétique des populations sont mal comprises malgré la quantité considérable d’informations que nous avons sur ce parasite. Nos connaissances sur le système de reproduction dans les populations naturelles sont limitées. Plusieurs idées sont en conflits : La structure génétique des populations de P. Falciparum a été demontrée principalement “clonale” (c-à-d fortement autofécondante) dans les régions à faible transmission; par contraste, dans les régions où la transmission est forte, on pense que cette structure est panmictique bien qu’il y a très peu de preuves à l’appui. Cette contradiction reflète une confusion générale sur les approches méthodologiques et techniques utilisées pour avoir les résultats; ajoutant ainsi des sources directes de vues biaisées dans le débat. La question sur le système de reproduction est aussi liée à l’isolement du parasite dans les moustiques hôtes dans une localité géographique, à la taille des populations hôtes-parasites (qui détermine les niveaux de la dérive génétique et par conséquent l’efficacité de la sélection naturelle) et à leur connectivité (qui détermine la vitesse à laquelle une mutation favorable pourrait se propager dans des zones différentes). Le degré de différenciation des populations géographiquement séparées de P. Falciparum et sa distribution dans ses espèces vectrices majeures sont primordiaux pour appréhender l’épidémiologie de la maladie et son évolution c-à-d. , comment ces organismes évoluent, coévoluent et pourraient ainsi répondre aux futurs changements de leur environnement. Nous avons étudié les profils de la diversité génétique de P. Falciparum associé à ses deux principaux vecteurs Anopheles gambiae et Anopheles funestus à l’Ouest du Kenya. Avec des microsatellites, des marqueurs neutres et des oocystes - le stade diploïde – de P. Falciparum, nous avons determiné la nature “clonale” de P. Falciparum. Nous avons observé chez P. Falciparum un taux élevé d’autofécondation dans deux régions Africaines (Kenya et Cameroun) où la transmission palustre est pérenne et intense. La différenciation géographique aux loci microsatellites est faible dans ces régions. Nous avons aussi observé une faible différenciation génétique entre les populations des moustiques. Finalement, nos résultats ne montrent pas des variations génétiques de P. Falciparum entre les deux espèces vectrices. Ce travail est crucial à la compréhension actuelle de l’écologie et l’évolution de P. Falciparum. Les paramètres que nous avons rapportés sont pertinents parce qu’ils ont un impact sur le niveau de la diversité génétique, sur les opportunités d’adaptation locale et sur les processus évolutifs, et parce qu’ils ont également des conséquences épidémiologiques, concernant la propagation des médicaments à multi-locus et la résistance aux vaccins

  • Titre traduit

    Functioning and biology of natural population of Plasmodium falciparum in Western Kenya : reproduction strategy, dispersion and genetic co-structuration with its two main vectors, Anopheles gambiae sensu lato and Anopheles funestus


  • Résumé

    Vaccine An important goal in evolutionary biology is to understand how factors such as the boundaries of demes and the mating systems in natural populations shape patterns and levels of genetic diversity within populations. For Plasmodium falciparum, the most severe malaria agent, the biology and population genetic structure are poorly understood despite the large amount of knowledge we have about this parasite. We know very little about the actual mating system in wild populations. Many views are conflicting: The population genetic structure of P. Falciparum has been shown to be predominantly "clonal" (i. E. Highly inbred) in regions with low transmission; in contrast, in high-transmission regions it is thought to be panmictic, although there is little supporting evidence. The contradiction reflects a general confusion about the methodical approaches and techniques used to get the results and so add up to direct sources of biased view to the debate. The question about the mating system is also related to the isolation among mosquito hosts within a geographic location, to the sizes of the host-parasite populations (which determine the levels of genetic drift and thus the efficacy of natural selection) and to their connectivity (which determines the speed at which a favourable mutation may spread to different areas). The degree of differentiation among geographically separated populations of P. Falciparum and the distribution of P. Falciparum among the species of its major mosquito vectors are of primary relevance to understanding the disease's epidemiology and its evolution, i. E. How these organism evolve, co-evolve and may thus respond to future changes in their environments. We investigated patterns of genetic diversity of P. Falciparum associated with its two main African vectors Anopheles gambiae and A. Funestus in Western Kenya. Using neutral microsatellite markers and oocysts, the diploid stage of Plasmodium falciparum, we determine a 'clonal' nature to Plasmodium falciparum, i. E. Show that P. Falciparum has a high level of inbreeding in two African regions (Cameroun and Kenya) despite perennial and intense malarial transmission. The geographic differentiation among microsatellite loci is weak in these regions. We also observed little genetic differentiation among mosquito populations. Finally, our results do not show P. Falciparum genetic variability between the mosquito species. This work is crucial to a current understanding of the P. Falciparum's ecology and evolution. The parameters we report are relevant because they affect levels of genetic diversity, opportunities for local adaptation, and other evolutionary processes and because they have epidemiological consequences, concerning the spread of multi-locus drug and -resistance

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  • Détails : 1 vol. ([V]-175 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 162-175. 179 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2007 652
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