Contribution à l'identification de facteurs de résistance au paludisme à Plasmodium fasciparum chez l'homme : Analyses d'association familiale et d'interaction génétique de l'IL12B, de HS3ST3A1, de HS3ST3B1 et de l'HBB

• Auteur / Autrice : Alexandre Atkinson
• Direction : Pascal Rihet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, Spécialité Génomique et Bioinformatique
• Date : Soutenance le 24/06/2011
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Franck Galland
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Galland, Sylviane Pied, Anavaj Sakuntabhai, Sylvie Ricard-Blum
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylviane Pied, Anavaj Sakuntabhai

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épistasie

Plasmodium falciparum

Interleukine 12

Mots clés libres

Plasmodium falciparum

Parasitémie

Résistance

Association génétique

Il-12

Hs3st3a1

Hs3st3b1

Hémoglobine C

Interaction

Épistasie

Plasmodium falciparum

Parasitaemia

Resistance

Genetic association

Il-12

Hs3st3a1

Hs3st3b1

Hemoglobin C

Interaction

Epistasis

Résumé

Le paludisme tue un enfant toutes les 30 secondes en Afrique et 1 à 3 millions de personnes par an. Deux milliards d'individus sont exposés et on estime à 500 millions le nombre de cas cliniques survenant chaque année. Le paludisme étant une maladie multifactorielle, son évolution est soumise à l'influence d'effets environnementaux, à des variables telles que l'âge de l'individu, ainsi qu'à une combinaison de facteurs génétiques. De nombreux arguments sont en faveur d’un contrôle génétique de la résistance au paludisme, mais les gènes impliqués restent encore mal connus. Afin d’identifier de nouveaux gènes de résistance ou de susceptibilité au paludisme à Plasmodium falciparum, nous avons réalisé différentes études génétiques dans deux populations vivant en zone d’endémie palustre au Burkina Faso. Ainsi, des polymorphismes du gène IL12B situé dans une région chromosomique liée au paludisme (5q31-q33) ont été génotypés puis analysés. Nous n’avons pas décelé d’association allélique, mais ce travail a permis de confirmer l’existence d’une liaison génétique dans ce locus. Les données issues du génotypage du gène IL12B ainsi que celles d’études antérieures ont été utilisées pour évaluer les interactions génétiques entre la mutation provoquant l’hémoglobine C et 11 autres polymorphismes situés dans 5 gènes précédemment associés à la résistance au paludisme. En utilisant 3 phénotypes liés à l’infection palustre, nous avons ainsi pu observer 43 combinaisons multilocus significatives incluant des polymorphismes des gènes IL12B, IL4, TNF, NCR3 et LTA. Ces résultats d’interactions démontrent l’intérêt de développer ce type d’approches pour élucider le contrôle génétique de la résistance humaine au paludisme.Une approche par clonage positionnel, suivie d’une approche « gène candidat » nous a permis de mettre en évidence une liaison génétique entre la région 17p11-p13 et la parasitémie, puis une association allélique entre les gènes candidats HS3ST3A1 et HS3ST3B1 et la parasitémie. Ces gènes codent pour des isoenzymes transférant un groupement sulfate à des protéoglycanes afin de former des molécules d’héparane sulfates. L’implication potentielle de ces récepteurs, dans le contrôle génétique du paludisme suggère le rôle déterminant qu’ils pourraient jouer dans le déclenchement de l’infection, et fournit un nouveau terrain d’investigation pour l’identification de gènes contrôlant l’évolution de l’infection palustre. A notre connaissance, il s’agit de la première étude d’association entre un phénotype lié à l’infection palustre et des gènes impliqués dans la synthèse des héparane sulfates.

Malaria kills a child every 30 seconds in Africa and 1 to 3 million people per year. Two billion people are exposed and an estimated 500 million of clinical cases occur each year. Malaria being a multifactorial disease, its evolution is subject to the influence of environmental effects, variables such as age of the individual, and a combination of genetic factors. Many arguments are in favor of a genetic control of resistance to malaria, but the genes involved are still poorly understood. In order to identify new genes for resistance or susceptibility to Plasmodium falciparum, we performed genetic studies in two different populations living in malaria endemic area in Burkina Faso. Thus, polymorphisms of the IL12B gene located in a chromosomal region associated with malaria (5q31-q33) were genotyped and analyzed. We did not detect allelic association, but this work has confirmed the existence of a genetic linkage at this locus. Genotype data from IL12B gene and those of previous studies were used to evaluate interactions between the genetic mutation causing hemoglobin C and 11 other polymorphisms located in five genes previously associated with resistance to malaria. Using 3 phenotypes related to malaria infection, we were able to observe 43 significant multilocus combinations including IL12B gene polymorphisms, IL4, TNF, LTA and NCR3. These results demonstrate the interest to develop such approaches for elucidating the genetic control of human resistance to malaria. A positional cloning approach followed by a "candidate gene" approach allowed us to identify a genetic link between the region 17p11-p13 and parasitemia, and allelic association between candidate genes HS3ST3A1 and HS3ST3B1 and parasitemia. These genes encode isoenzymes transferring a sulfate group to proteoglycans to form molecules of heparan sulfates. The potential involvement of these receptors in the genetic control of malaria suggests the crucial role they might play in the onset of infection, and provides a new field of investigation for the identification of genes controlling the development of malaria infection. To our knowledge this is the first study of association between a phenotype associated with malaria infection and genes involved in the synthesis of heparan sulfates.