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En direct des laboratoires

 

28 mars 2017

L’histoire évolutive des espèces de Plasmodium précisée par la génomique

 

Depuis plusieurs années le génome de Plasmodium falciparum, principal agent responsable du paludisme,est scruté avec attention par la communauté scientifique. Ses cousins P. ovale et P. malariae restaient pour leur part peu étudiés sur le plan génétique bien qu’ils sont à l’origine de 5% des cas de paludisme dans le monde. Grâce au séquençage complet du génome de ces deux espèces, une équipe du Centre Sanger de Cambridge (Royaume-Uni), à laquelle se sont associés des chercheurs du Laboratoire Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle de Montpellier (Mivegec, CNRS / Université de Montpellier / IRD), a pu établir pour la première fois le cheminement évolutif des représentants du genre Plasmodium affectant l’homme et d’autres mammifères tels que les grands singes. L’étude publiée dans Nature en janvier dernier, tend par ailleurs à montrer qu’unepart importante des génomes de P. malariae et P. ovale sont impliqués dans les processus d’infection des cellules humaines.

 

Observation microscopique d’un Plasmodium. malariae like au premier stade de son développement

à l’intérieur d’un globule rouge de chimpanzé.

 

Selon l’OMS, le paludisme cause la mort de près d’un demi-million de personnes chaque année. La plupart de ces décès étant liés à Plasmodium falciparum, les recherches récentes visant à mettre au point de nouvelles stratégies de lutte contre cette maladie parasitaire se sont surtout focalisées sur cette espèce. Parmi les quatre autres représentants du genre Plasmodium responsables du paludisme chez l’homme, les deux espèces les moins fréquemment impliquées que sont P. ovale et P. malariae avaient jusqu’ici été mises à l’écart des études scientifiques. En faisant appel à des méthodes de séquençage haut débit, une équipe internationale, comptant plusieurs biologistes du CNRS, est parvenue à cartographier pour la première fois le génome de ces deux agents infectieux. En comparant ces deux génomes avec ceux, déjà connus, des trois autres espèces de plasmodium, les chercheurs ont pu identifier des séquences génétiques pouvant être directement impliquées dans les processus d’infection des cellules humaines ; « Près de 40% du génome de ces deux parasites semble correspondre à des gènes codant pour des protéines destinées à déjouer les mécanismes de défense immunitaire de leur hôte dans le but d’envahir plus facilement ses globules rouges », précise Franck Prugnolle, chercheur au CNRS et coauteur de l’article.

Dans le cadre de cette étude scientifique, le biologiste et ses collègues du laboratoire Mivegec se sont plus particulièrement penchés sur l’analyse du génome de P. malariae like, une espèce très proche de P. malariae qui infecte les globules rouges des grands singes d’Afrique centrale. A partir des séquences génétiques de ce plasmodium prélevées chez des chimpanzés vivant dans un sanctuaire au Gabon, les chercheurs ont réussi à mettre en évidence des voies spécifiques de l’adaptation de ces parasites à leurs hôtes simiens mais aussi humains. Ces séquences génétiques ont ensuite été croisées avec des séquences similaires issues du génome d’autres plasmodiums humains et non-humains. L’équipe a ainsi pu reconstruire avec précision l’arbre phylogénétique de tous les représentants du genre Plasmodium capables de transmettre le paludisme à des espèces animales. « Cette analyse phylogénétique démontre notamment que la diversité actuelle des parasites qui infectent l’homme est associée à cinq évènements de colonisation de l’espèce humaine survenus de manière indépendante au cours de l’histoire évolutive du Plasmodium », souligne Franck Prugnolle. L’ensemble de ces résultats a été mis à la disposition de la communauté scientifique via la base de données GeneDB du Centre Sanger et les archives de génétique de l'Institut européen de bioinformatique. Une initiative qui vise à améliorer la compréhension de la biologie des plasmodiums tout en facilitant le développement de cibles thérapeutiques et vaccinales contre ces redoutables parasites.

 

A gauche Specimen d’Heliconius numata silvana (©MNHN) A droite Faux papillon H. numata silvana ayant subi une attaque, visible par la marque de bec d'oiseau sur le corps en cire (© Mathieu Chouteau)A gauche Specimen d’Heliconius numata silvana (©MNHN) A droite Faux papillon H. numata silvana ayant subi une attaque, visible par la marque de bec d'oiseau sur le corps en cire (© Mathieu Chouteau)

© Jennifer MCKey

 

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Référence : Plasmodium malariae and P. ovale genomes provide insights into malaria parasite evolution, par Gavin G. Rutledge, Ulrike Böhme, Mandy Sanders, Adam J. Reid, James A. Cotton, Oumou Maiga-Ascofare, Abdoulaye A. Djimdé, Tobias O. Apinjoh, Lucas Amenga-Etego, Magnus Manske, John W. Barnwell, François Renaud, Benjamin Ollomo, Franck Prugnolle, Nicholas M. Anstey, Sarah Auburn, Ric N. Price, James S. McCarthy, Dominic P. Kwiatkowski, Chris I. Newbold, Matthew Berriman et Thomas D. Otto, publié dans Nature le 25 janvier 2017.
DOI: 10.1038/nature21038

 

Contact chercheur

Franck prugnolle, Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle (MIVEGEC) – CNRS / IRD / Univ. Montpellier
email: franck.prugnolle@ird.fr

 



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