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IMTSSA—URBEP, « le PHARO » [email protected] Institut Pasteur de Madagascar Atelier paludisme Mars 2009 Etude des populations de Plasmodium falciparum en Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances Hervé Bogreau

Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

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Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances - Conférence de la 7e édition du Cours international « Atelier Paludisme » - BOGREAU Hervé - France - [email protected]

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Page 1: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

IMTSSA—URBEP, « le PHARO » [email protected]

Institut Pasteur de MadagascarAtelier paludisme Mars 2009

Etude des populations de Plasmodium falciparum en Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la

surveillance et le contrôle des résistances

Hervé Bogreau

Page 2: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

PlanIntroductionEtude n°1: Structuration et diversité des populations plasmodiales

Structure à l’échelle du continent Transmission, diversité génétique et urbanisation

Etude n°2: Origine d’une épidémie en zone urbaine Prévalence des gènes de résistance Distribution et dynamique des populations plasmodiales

Etude n°3: Effets d’une diminution expérimentale de la transmission Impact sur la diversité et multiplicité des infections Prévalence des gènes de résistance

Page 3: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

35%populationMondiale

Plasmodium falciparum

Page 4: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1 Million de Morts par an

Plasmodium falciparum 35%populationMondiale

90% des cas Enfants Africains

Page 5: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Définition de la résistance:

Aptitude d’une souche du parasite dupaludisme à survivre ou à se reproduiremalgré l’administration et l’absorption d’unmédicament employé à des doses égales ousupérieures aux doses recommandées maiscomprises dans les limites de la tolérance dusujet.

Le test in vivo est la méthode de référence

Page 6: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Définition de la résistance:

Aptitude d’une souche du parasite dupaludisme à survivre ou à se reproduiremalgré l’administration et l’absorption d’unmédicament employé à des doses égales ousupérieures aux doses recommandées maiscomprises dans les limites de la tolérance dusujet.

Le test in vivo est la méthode de référencetest in vitroépidémiologie moléculaire

Page 7: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Résistancein vitro

VirulenceDangerosité

ParasitesMarqueurs de résistance

Antipaludiques

HôteTransmissionMalnutritionObservance

VIH

Environnement

Immunité

Drépanocytose (Miller 1976)Hb C (Agarwal 2000, Modiano 2001)Thalassemias (Miller 1976)G6P D(Ruwende 1995)

HLA (Hill 1991)

Résistancein vivo Pharmacocinétique

BiodisponibilitéCQ (Wellems 2001)

Proguanil (Watkins 1990)

pfcrt

dhfr

dhps

Page 8: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Résistancein vitro

VirulenceDangerosité

ParasitesMarqueurs de résistance

Antipaludiques

HôteEnvironnement

Immunité

HLA (Hill 1991)

Résistancein vivo Pharmacocinétique

BiodisponibilitéCQ (Wellems 2001)

Proguanil (Watkins 1990)

pfcrt

dhfr

dhps

TransmissionMalnutritionObservance

VIH

Drépanocytose (Miller 1976)Hb C (Agarwal 2000, Modiano 2001)Thalassemias (Miller 1976)G6P D(Ruwende 1995)

Page 9: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Résistancein vitro

VirulenceDangerosité

ParasitesMarqueurs de résistance

Antipaludiques

HôteEnvironnement

Immunité

HLA (Hill 1991)

Résistancein vivo Pharmacocinétique

BiodisponibilitéCQ (Wellems 2001)

Proguanil (Watkins 1990)

pfcrt

dhfr

dhps

TransmissionMalnutritionObservance

VIH

Drépanocytose (Miller 1976)Hb C (Agarwal 2000, Modiano 2001)Thalassemias (Miller 1976)G6P D(Ruwende 1995)

Page 10: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Quelques définitions en génétique

ADN parasitaire

Locus emplacement physique sur le chromosome 1 gène

Unité fonctionnellePermettant

l’expression d’un caractère

Allèles Différentes formes de l’ADN à un locus donné

Page 11: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Quelques définitions en génétique

ADN parasitaire

Locus emplacement physique sur le chromosome 1 gène

Unité fonctionnellePermettant

l’expression d’un caractère

Allèles Différentes formes de l’ADN à un locus donné

Allèle associé à la résistance

Marqeur de résistance

Page 12: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Résistancein vitro

VirulenceDangerosité

ParasitesMarqueurs de résistance

Antipaludiques

HôteEnvironnement

Immunité

HLA (Hill 1991)

Résistancein vivo Pharmacocinétique

BiodisponibilitéCQ (Wellems 2001)

Proguanil (Watkins 1990)

pfcrt

dhfr

dhps

TransmissionMalnutritionObservance

VIH

Drépanocytose (Miller 1976)Hb C (Agarwal 2000, Modiano 2001)Thalassemias (Miller 1976)G6P D(Ruwende 1995)

Page 13: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

1980

(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

Page 14: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

1980

(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

15 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

Page 15: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

Résistance Afrique

1980

(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

15 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

+30 ans

Page 16: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

IMPORTATION DES PARASITES RESISTANTS

ORIGINAIRES D’ASIE

Page 17: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1978

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

IMPORTATION DES PARASITES RESISTANTS

ORIGINAIRES D’ASIE

Page 18: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1981

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 19: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1982

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 20: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1983

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 21: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1984

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 22: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1985

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 23: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1986

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 24: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1987

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 25: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1988

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

Page 26: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1989

Kenya Tanzanie Uganda

RwandaMalawi

Burundi

Mozanbique

Angola

Zaïre

NamibieCamerounGabon

Sénégal-Gambie

Côte d'IvoireBénin

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988

Année d'apparition de la résistance à la Chloroquine

Dis

tanc

e en

km

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

D’après Charmot 1991

D’après Schapira 1990

Page 27: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1989

Kenya Tanzanie Uganda

RwandaMalawi

Burundi

Mozanbique

Angola

Zaïre

NamibieCamerounGabon

Sénégal-Gambie

Côte d'IvoireBénin

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988

Année d'apparition de la résistance à la Chloroquine

Dis

tanc

e en

km

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

1) Variation dans le temps

2) Variation dans l’espace

PropagationD’après Schapira 1990

Page 28: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

Résistance Afrique

1980

Amodiaquine(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

15 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

+30 ans

Page 29: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

Résistance Afrique

1980

RésistanceAsie

RésistanceAfrique de l’Est

Amodiaquine(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

15 ans

10 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

+30 ans

30 ans

Page 30: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

Résistance Quinine

Résistance Afrique

1980

Méfloquine

RésistanceAsie

RésistanceAfrique de l’Est

Amodiaquine(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

RésistanceRésistancePyr-SDX15 ans

10 ans

7 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

30 ans

+30 ans

Page 31: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

2005

Kenya Tanzanie Uganda

RwandaMalawi

Burundi

Mozanbique

Angola

Zaïre

NamibieCamerounGabon

Sénégal-Gambie

Côte d'IvoireBénin

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988

Année d'apparition de la résistance à la Chloroquine

Dis

tanc

e en

km

Sulfadoxine-pyriméthamine

Résistance de P. falciparum

Chloroquine

Méfloquine

1) Variation dans le temps

2) Variation dans l’espace

PropagationD’après Schapira 1990

Page 32: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

Résistance Quinine

Résistance Afrique

1980

Méfloquine

RésistanceAsie

RésistanceAfrique de l’Est

Amodiaquine(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

RésistanceRésistancePyr-SDX15 ans

10 ans

7 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

30 ans

Page 33: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1985 1990 1995 2000

Utilisation Chloroquine

RésistanceAsie

Amérique Sud

Résistance Quinine

Résistance Afrique

1980

Méfloquine

RésistanceAsie

RésistanceAfrique de l’Est

Amodiaquine(Hyde 2005)

Emergence des résistances aux antipaludiques varie dans le temps et dans l’espace

RésistanceRésistancePyr-SDX

AssociationDérivésArtémésinine(ACT)

15 ans

10 ans

7 ans

Apparition des résistances

Utilisation d’antipaludique

30 ans

Page 34: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Foyer de paludisme

Population plasmodiale

Population vectorielle

Population humaine

Transmission

Page 35: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Foyer de paludisme

Population plasmodiale

Population vectorielle

Population humaine

Transmission

Page 36: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Définition : Transmission Palustre

Nombre de piqûres infectantes /pers / an

Une mesure du contact homme--parasite

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Stratégies

Population plasmodiale

Population vectorielle

Population humaine

Transmission

Polychimiothérapie (ACT) limite :- Emergence des souches résistantes- Transmission aux anophèles

Lutte anti-vectorielle limite :- Transmission de P. falciparum- Recours aux soins & pression de sélection- Diffusion des souches résistantes

Page 38: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Quelle efficacité ?

Population plasmodiale

Population vectorielle

Population humaine

Transmission??

Page 39: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

TRANSMISSION

HOMME VECTEUR

?

+ -

Page 40: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

TRANSMISSION

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Page 41: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Page 42: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Associationde gènes

Page 43: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

CYCLE BIOLOGIQUE DE PLASMODIUM FALCIPARUM

Jeune trophozoïte

Trophozoïte

ShizonteMérozoïtes

≈X 10 000Mérozoïtes

Microgamètes

Macrogamètes

zygote

Ookinète

≈15 à 30 oocystes

SporozoïtesGlandes salivaires

≈ 10 à 20 sporozoïtes

≈ 800 à 1000sporozoïtes

Gamétocyte Gamétocyte

Recombinaisons

2 à 3jMultiplication Clonale X20/cycle

30mn

Schizontes

5 à 7 j

Gamétocytes

≈10 000

PhaseHépatique

PhaseErythrocytaire

Sporogonie

Page 44: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

CYCLE BIOLOGIQUE DE PLASMODIUM FALCIPARUM

Jeune trophozoïte

Trophozoïte

ShizonteMérozoïtes

≈X 10 000Mérozoïtes

Microgamètes

Macrogamètes

zygote

Ookinète

≈15 à 30 oocystes

SporozoïtesGlandes salivaires

≈ 10 à 20 sporozoïtes

≈ 800 à 1000sporozoïtes

Gamétocyte Gamétocyte

Recombinaisons

2 à 3jMultiplication Clonale X20/cycle

30mn

Schizontes

5 à 7 j

Gamétocytes

≈10 000

PhaseHépatique

PhaseErythrocytaire

Sporogonie

Chez le vecteur

reproduction sexuéemélange de l’ADN des

parasites

Chez l’homme

Reproduction asexuéeMultiplication clonale des parasites

Page 45: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Associationde gènes

Page 46: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Page 47: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Page 48: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Autre foyerde

paludisme

Fluxde gènes

Page 49: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Autre foyerde

paludisme

Fluxde gènes

Page 50: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Autre foyerde

paludisme

Interventions

Fluxde gènes

Page 51: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Autre foyerde

paludisme

Interventions

Fluxde gènes

Contaminations

Page 52: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Autre foyerde

paludisme

Interventions

Fluxde gènes

Contaminations

Page 53: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Interpréter les observations

Comment sont distribuées les populations plasmodiales ?Quels échanges entre ces populations?

Effet de l’intervention locale ?

Contamination par les zones sans intervention ?

Surveillance

La structure des populations plasmodiales ?

Page 54: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Structure et surveillance des populations plasmodiales

1 population homogène pas de structuration

Page 55: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sitesentinelle

Structure et surveillance des populations plasmodiales

1 site sentinelle pour la de surveillance

Page 56: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sitesentinelle

Structure et surveillance des populations plasmodiales

Plusieurs populations qui évoluent différemment

Page 57: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sitesentinelle

1 site pour surveiller chaque population

Structure et surveillance des populations plasmodiales

Page 58: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sitesentinelle

Structure et surveillance des populations plasmodiales

Page 59: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sitesentinelle

Structure et surveillance des populations plasmodiales

Page 60: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Niveau de StructurationDétermine le maillage de la

surveillance

Structure et surveillance des populations plasmodiales

Page 61: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sitesentinelle

Structure et surveillance des populations plasmodiales

les flux entres populations déterminent la fréquence des observations

Page 62: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Mesure de la structure des populations plasmodiales

Page 63: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Marqueurs sous pression de sélection(Médicaments, immunité… modifications environnementales)

Sensible Résistant

Marqueurs sélectivement neutres

Marqueurs de résistance ou marqueurs neutres ?

Page 64: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Marqueurs sous pression de sélection(Médicaments, immunité… modifications environnementales)

Sensible Résistant

Marqueurs sélectivement neutres

Parasite

Marqueurs de résistance ou marqueurs neutres ?

Page 65: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Flux de gènes

Migrations

Marqueurs de résistance ou marqueurs neutres ?

Page 66: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Reproduction sexuée & Recombinaison génétique

Marqueurs de résistance ou marqueurs neutres ?

Page 67: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Élimination des P. falciparum avec l’allèle sensible & Sélection

des résistants (pression médicamenteuse…)

Marqueurs de résistance ou marqueurs neutres ?

Page 68: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Élimination des P. falciparum avec l’allèle sensible & Sélection

des résistants (pression médicamenteuse…)

Marqueurs de résistance ou marqueurs neutres ?

Page 69: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Population A Population B

Conclusions différentes selon le marqueur observé

Marqueur sous pression de sélection

Population A : ≠ Population B :

Marqueur sélectivement neutresPopulation A : = Population B :

Page 70: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Étude biaisée de la structure des populations avec des gènes soumis à pression de sélection ( médicamenteuse, immune)

Flux de gènes simulés ou masqués par la sélection

Etudes avec des marqueurs (supposés) sélectivement neutres(Anderson et al. 2000 Mol. Biol. Evol.)

Page 71: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Microsatellites

A T C G T T A A T A A T A A T A A T A A A G T C A GT A G C A A T T A T T A T T A T T A T T T C A G T C

Régions flanquantes constantes

1 6 nucleotides par unité de répétition (TAA)n, (CA)n, (TA)n

Séquences ADN répétées en tandem

Page 72: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Microsatellites

A T C G T T A A T A A T A A T A A T A A A G T C A GT A G C A A T T A T T A T T A T T A T T T C A G T C

Régions flanquantes constantes

1 6 nucleotides par unité de répétition (TAA)n, (CA)n, (TA)n

Séquences ADN répétées en tandem

Page 73: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Microsatellites

X 13

X 23

X 9

La taille des microsatellites varie par leur nombre d’unités de répétition en tandem

Polymorphisme de taille

Page 74: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Microsatellites

Temps de migration = f(taille de l’allèle)

A BÉlectrophorèse

PCR - amorce marquée fluorescente

X 13

X 23

A

B

Page 75: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Structure des populations de P. falciparum avec marqueurs microsatellites : résultats incohérents

Populations homogènes

(Afrique centrale, Anderson, 2000)

Zimbabwe

R.D.C.

Ouganda

Page 76: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Dissimilitude Villages—Ville

(Soudan Abdel-Muhsin, 2002)

Populations homogènes

(Afrique centrale, Anderson, 2000)

Zimbabwe

SoudanKhartoum vs. villages

R.D.C.

Ouganda

Structure des populations de P. falciparum avec marqueurs microsatellites : résultats incohérents

Page 77: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Dissimilitude Villages—Ville

(Soudan Abdel-Muhsin, 2002)

Populations homogènes

(Afrique centrale, Anderson, 2000)

Zimbabwe

SoudanKhartoum vs. villages

R.D.C.

Ouganda

Déséquilibre de liaisonEquilibre de liaison

Structure des populations de P. falciparum avec marqueurs microsatellites : résultats incohérents

Page 78: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

1 population

Page 79: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

Association aléatoire des allèles

Équilibre de liaison génétique

1 population

Page 80: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

1 population

Association aléatoire des allèles

Équilibre de liaison génétique

Page 81: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

1 population 2 populations

Association aléatoire des allèles

Équilibre de liaison génétique

Page 82: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

1 population 2 populations

Association non aléatoire des allèles

Déséquilibre de liaison génétique

Association aléatoire des allèles

Équilibre de liaison génétique

Page 83: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Déséquilibre = proport. [ ] observée – proport.[ ] attendue si 1seule Liaison génétique population

Locus A

Locus B

1 population 2 populations

Page 84: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Populations homogènes

(Afrique centrale, Anderson, 2000)

Dissimilitude Villages—Ville

(Soudan Abdel-Muhsin, 2002)

Déséquilibre de liaison en zones de

fortes et faible transmission (Leclerc,

2002; Durand 2003)

Zimbabwe

SoudanKhartoum vs. villages

R.D.C.

Ouganda

Dakar

Déséquilibre de liaisonEquilibre de liaison

Congo

Structure des populations de P. falciparum avec marqueurs microsatellites : résultats incohérents

Page 85: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Données microsatellites contradictoires

- Populations P. falciparum non structurées

- Déséquilibre de liaison génétique

Microsatellites neutres ?

Ajout ou délétion de 3 trois nucléotides ne modifient pas le cadre de lecture

Page 86: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Choix de nouveaux marqueurs microsatellites

Page 87: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

P. falciparum : 900 Microsatellites

Microsatellite tous les 2-3kb, uniformément sur l’ensemble du génome

Page 88: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Microsatellites complexes

(AAT) Unité répét. 1

(ATTTAT) Unité répét. 2 (mini/microsatellite)

(AT) Unité répét. 3

Région Adjacente

avec unités de répétition autres que tri-nucléotidiques

Page 89: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sélection de 60 microsatellites

1) Microsatellites complexes, non basés sur répétitions tri-nucléotidiques2) Taille comprise entre 50 et 350 bp

Page 90: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Spécificité

ADN P. falciparum

ADN autres Plasmodii

Séquence ADN des régions flanquantes des loci microsatellites de Plasmodium falciparum absente du

génome humain ou d’autres Plasmodii

ADN Humain

Page 91: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sélection 17 microsatellites

3) Spécificité : ADN autres Plasmodii et ADN Humain4) Sensibilité : séquences ADN des régions flanquantes constantes

Page 92: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Détermination facile de la taille

Trident « Cathédrale » Double pic

Page 93: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sélection par « auto-stop »

Locus sous sélection

Microsatellite

Microsatellite

Recombinaisons

Recombinaisons rares

Microsatellites à distance de loci sous sélection

Recombinaisons fréquentes indépendance des loci

Page 94: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Polymorphisme

0%

5%

10%

15%

20%

25%

118

218

221

223

225

228

231

233

235

237

239

242

245

252

255

259

263

270

283

326

Fre

qu

ency

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

91 94 98 101 110

Polymorphisme élevé Puissance d’analyse basse

Polymorphisme basFaible discrimination

Taille des allèles

Microsatellites à polymorphisme intermédiaire

Page 95: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Sélection de 6 microsatellites

5) Electrophorégrames faciles à lire6) Microsatellites sur des chromosomes différents7) Distance entre loci microsatellites et loci sous sélection8) Polymorphisme intermédiaire

Page 96: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

PlanIntroductionEtude n°1: Structuration et diversité des populations plasmodiales

Structure à l’échelle du continent Transmission, diversité génétique et urbanisation

Etude n°2: Origine d’une épidémie en zone urbaine Prévalence des gènes de résistance Distribution et dynamique des populations plasmodiales

Etude n°3:Effets d’une diminution expérimentale de la transmission Impact sur la diversité et multiplicité des infections Prévalence des gènes de résistance

Page 97: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Etude n°1

Bogreau H, Renaud F, Bouchiba H, Durand P, Assi SB, Henry MC, Garnotel E, Pradines B, FusaiT, Wade B, Adehossi, E, Parola,P., Kamil,M. A., Puijalon, O., And Rogier, C. Genetic diversityand structure of african plasmodium falciparum populations in urban and rural areas.Am. J. Trop. Med. Hyg., 74(6), 2006, pp. 953–959

Structure des populations plasmodiales à l’échelle du continent ?

Page 98: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

À l’échelle du continent africain ?

Structure or not structure ?[Pour P. falciparum en Afrique]

Hypothèse nulle : croisement aléatoire en Afrique intertropicale.

Pas de différences significatives entre les populations plasmodiales.(Anderson et al. 2000)

Page 99: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Protocole

Transmission<1 p.i/pers/a

IP <5%Djibouti

Transmission< 1 p.i/pers/a

IP <5%Dakar

Transmission < 1 p.i/pers/a IP <5% 30%

Niamey

Trans :Transmission (nombre de piqûres infectantes /pers./an)IP : index plasmodique (prévalence des infections palustres)

3 sites urbains

Page 100: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Protocole

Transmission<1 p.i/pers/a

IP <5%Djibouti

Transmission< 1 p.i/pers/a

IP <5%Dakar

Transmission < 1 p.i/pers/a IP <5% 30%

Niamey

Transmission> 300 p.i/pers/a

IP >80%Zouen Hounnien

Trans :Transmission (nombre de piqûres infectantes /pers./an)IP : index plasmodique (prévalence des infections palustres)

3 sites urbains et un site rural

Page 101: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Protocole

Dakar

NiameyDjibouti

Zouen Hounnien

Réseau routier développé entre Dakar et Niamey

Enclavement de Zouen Hounnien

Accessibilité différente

Page 102: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Protocole

Dakar

NiameyDjibouti

Zouen Hounnien

Niveau d’endémicité différent

Page 103: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Protocole

Génotypage (6 à 17 microsatellites) Analyse Factorielle des Correspondances (AFC)

Fst (pop comparées 2 à 2)

Djiboutin(42)

Dakarn(37)

Zouen Hounnienn(118)

Niameyn(43)

Page 104: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Analyse Factorielle des Correspondances (AFC)6 loci microsatellites

-3.0 -1.5 0.0 1.5AXE I

-1.70

-1.02

-0.34

0.34

1.02

1.70A

XE

II

NiameyDjiboutiDakarSud Danané

Sites

Dissemblance génétique

(Bogreau H. et al. AJTMH 2006)

Zouen Hounnien

Page 105: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Différences génétiques entre populations (Fst)

Total population

Population 1 Population 2

Total population

Population 1 Population 2

Population 1 = Population 2 Fst = 0

flux importants de gènes entre pop1 & 2

Population 1 ≠ Population 2Fst = 1

pas d’échange entre les populations0 Pas de divergence

<0.05 Differentiation génétique négligeable 0.05-0.15 Modérée0.15-0.25 Importante>0.25 Populations très structurées

1 Fixation d’allèles

Page 106: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Importante différentiation génétique entre les populations de Djibouti et des autres sites

Structure à l’échelle du continent !

θ=0.189(0.121-0.265)

θ=0.210(0.152-0.272)

θ=0.246(0.166-0.321)

Djibouti

Dakar

ZouenHounnien

Niamey

0 Pas de divergence<0.05 Differentiation génétique négligeable 0.05-0.15 Modérée0.15-0.25 Importante>0.25 Populations très structurées

1 Fixation d’allèles

Différences génétiques entre populations (Fst)

Page 107: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Différentiation modérée entre la zone rurale de Zouen

Hounnien et les autres sites

θ=0.189(0.121-0.265)

θ=0.210(0.152-0.272)

θ=0.246(0.166-0.321)

Djibouti

Dakar

ZouenHounnien

Niamey

0 Pas de divergence<0.05 Differentiation génétique négligeable 0.05-0.15 Modérée0.15-0.25 Importante>0.25 Populations très structurées

1 Fixation d’allèles

θ=0.105(0.081-0.172) θ=0.084

(0.074-0.171)

Différences génétiques entre populations (Fst)

Page 108: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Pas de Différentiation entre Dakar et Niamey

Réseau routierMigrationhumaine

θ=0.189(0.121-0.265)

θ=0.210(0.152-0.272)

θ=0.246(0.166-0.321)

Djibouti

Dakar

ZouenHounnien

Niamey

0 Pas de divergence<0.05 Différentiation génétique négligeable 0.05-0.15 Modérée0.15-0.25 Importante>0.25 Populations très structurées

1 Fixation d’allèles

θ=0.105(0.081-0.172) θ=0.084

(0.074-0.171)

θ=0.026(0.008-0.048)

?

Différences génétiques entre populations (Fst)

Page 109: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Résultats divergents avec les marqueurs sélectivement neutres !!

ZIMBABWE

Dakar DjiboutiNiamey

ZouenHounnien

CONGO

OUGANDA

Différents Microsatellites différents Fst

Différents échantillonnages différents Fst

??

Page 110: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

ZIMBABWE

Dakar Djibouti

CONGO

OUGANDA

Différents Microsatellites le même Fst

Différents échantillonnages différents Fst

Résultats divergents avec les marqueurs sélectivement neutres !!

Page 111: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Structure des populations de Plasmodium falciparum à l’échelle du continent africain et

de sous-régions (Afrique de l’ouest)

Effet possible des mouvements de populations humaines

Page 112: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

PrévalenceMigrationhumaine

Fluxde gènes

Isolement

Mélange des populations

?

Page 113: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

PlanIntroductionEtude n°1: Structuration et diversité des populations plasmodiales

Structure à l’échelle du continentTransmission, diversité génétique et urbanisation

Etude n°2: Origine d’une épidémie en zone urbaine Prévalence des gènes de résistance Distribution et dynamique des populations plasmodiales

Etude n°3:Effets d’une diminution expérimentale de la transmission Impact sur la diversité et multiplicité des infections Prévalence des gènes de résistance

Page 114: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Définition : Multiplicité des Infections

Nombre de souches dans un isolat sanguin

Page 115: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Définition : Diversité Génétique (Hétérozygotie espérée)

Probabilité d’obtenir 2 allèles =

Avec 2 tirages au sort

Population de Parasites

Page 116: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Transmission & Génétique des populations plasmodiales

Hypothèse : Transmission plus faible (en milieu urbain)⇒ Multiplicité & diversité génétique plus faibles

Transmission< 1 p.i/pers/a

IP <5%Djibouti

Transmission< 1 p.i/pers/a

IP <5%Dakar

Transmission < 1 p.i/pers/a IP <5% 30%

Niamey

Transmission> 300 p.i/pers/a

IP >80%Zouen Hounnien

Page 117: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Transmission & Génétique des populations plasmodiales

< 1 p.i/pers/aMult.: 1.31Djibouti

< 1 p.i/pers/aMult:1.41Dakar

< 1 p.i/pers/aMult:1.63Niamey

> 300 p.i/pers/aMult:2.68

Zouen Hounnien

Multiplicité en accord avec le niveau de transmission palustre

Hypothèse : Transmission plus faible (en milieu urbain)⇒ Multiplicité & diversité génétique plus faibles

Page 118: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Fluxde gènes

Multiplicité

Isolement

Urbanisation

?

Mélange des populations

Page 119: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Transmission & Génétique des populations plasmodiales

Fort niveau de transmission Production locale de diversité génétique

Zouen Hounnien: Fort niveau de transmission P. falciparumDiversité génétique importante

DjiboutiNiamey

Dakar

Zouen Hounnien H=0.76

Page 120: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Transmission & Génétique des populations plasmodiales

Faible niveau de transmission & savane aride

Djibouti : Faible niveau de transmission P. falciparum& faible diversité génétique

H=0.53Djibouti

NiameyDakar

Zouen Hounnien H=0.76

Page 121: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Transmission & Génétique des populations plasmodiales

Fort niveau de transmission autour des zones urbainesDiversité génétique importée !!

Dakar et Niamey : Faible niveau de transmission P. falciparum & grande diversité génétique

H=0.53Djibouti

H=0.76Niamey

H=0.73Dakar

Zouen Hounnien H=0.76

Page 122: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Djibouti Dakar Niamey Danané

Mu

ltip

lici

ty

00,10,20,30,40,50,60,70,80,91

Het

ero

zyg

osi

ty

Multiplicity Heterozygosity

< 1 pi/pers/a <1 pi/pers/a <1 pi/pers/a >300 pi/pers/a

La transmission palustre seule ne permet pas d’expliquer la diversité génétique observée (Heterozygosity)

Transmission & Génétique des populations plasmodiales

Page 123: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Prévalencedes gènes de

résistance

HOMME VECTEUR+ -

Incidence

Pressionmédicamenteuse

Immunité

TRANSMISSION

Allogamie

Recombinaisongénétique

Associationde gènes

Prévalence

Fluxde gènes

Multiplicité

Isolement

Mélange des populations

Diversité génétique

Urbanisation

?

Migrationhumaine

Page 124: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Etude de la structure des populations plasmodiales au niveau local

Page 125: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de liaison génétique: structure locale ?

Conditions pouvant engendrer un déséquilibre de liaison local :– Structure locale des populations– Expansion épidémique « clonale » de souches– …

Sans déséquilibrede liaison

Zouen Hounnien

Sans déséquilibrede liaisonNiamey

Sans déséquilibrede liaison

DakarAvec déséquilibre

de liaisonDjibouti

Page 126: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Déséquilibre = proport. [ ] observée – proport.[ ] attendue si 1seule Liaison génétique population

Locus A

Locus B

1 population2 populations

(structure locale)

Page 127: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Déséquilibre = proport. [ ] observée – proport.[ ] attendue si 1seule Liaison génétique population

Locus A

Locus B

1 population

25% 50%

2 populations (structure locale)

Page 128: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

1 population1 population expansion clonale épidémique

25% 90%Déséquilibre = proport. [ ] observée – proport.[ ] attendue si 1seule Liaison génétique population

Page 129: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Déséquilibre de Liaison génétique

Locus A

Locus B

1 population1 population expansion clonale épidémique

25% 25%Déséquilibre = proport. [ ] observée – proport.[ ] attendue si 1seule Liaison génétique population

chaque génotype : 1 X

Page 130: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

Allele A,Locus 1 (PA)

Allele B, locus 2 (PB)

Allele A, locus 1 -- PA.PB

Allele B, locus 2 PA.PB --

À l’équilibre = association aléatoire d’alleles de différents loci

proportion espérée of A-B = 2 ( PA.PB )

Déséquilibre de Liaison génétique

Page 131: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

BAAB ppn

nAB .2−=∆

Proportion of association Allele A and B observed

Proportion of association Allele A and B expected

Déséquilibre de Liaison génétique

Page 132: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

2AA p

nnAAD −=

Proportion of homozygote AA observed

Proportion of homozygote AA expected

Déséquilibre de Liaison génétique

Page 133: Etude des populations de Plasmodium falciparumen Afrique inter-tropicale et implications pour la lutte antipaludique, la surveillance et le contrôle des résistances

+

+

∆=

BDB

pBpADA

pAp

ABABR

Covariance (PA,PB)

Variance PA Excess homozygosity

Déséquilibre de Liaison génétique

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Liaison (pseudo-R2) entre les allèles de 6 loci microsatellites(C4M79, Pf2689, TRAP, Pf2802, 7A11, C4M69), Djibouti, 2002

avec () ou sans () prise en compte des génotypes multilocus «doublons» ( significatif avec p< 0,0009)

Pseu

do-R

2

C4M79Pf2689

C4M79TRAP

C4M79Pf2802

C4M797A11

C4M79C4M69

Pf2689TRAP

Pf2689Pf2802

Pf26897A11

Pf2689C4M69

TRAPPf2802

TRAP7A11

TRAPC4M69

Pf28027A11

Pf2802C4M69

7A11C4M69

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

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Conclusion étude n°1

Structure à l’échelle du continentale et régionaleUrbanisation peut modifier la structure -homogénéiser à grande échelle malgré les distances géographiques-fragmenter localement les populations plasmodiales urbaines-importer de la diversité génétique (échanges régionaux)Des paludismes urbains (expansion épidémique

localisée )

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PlanIntroductionEtude n°1: Structuration et diversité des populations plasmodiales

Structure à l’échelle du continent Transmission, urbanisation et populations plasmodiales

Etude n°2: Origine d’une épidémie en zone urbaine Prévalence des gènes de résistance Distribution et dynamique des populations plasmodiales

Etude n°3:Effets d’une diminution expérimentale de la transmission Impact sur la diversité et multiplicité des infections Prévalence des gènes de résistance

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Merci de votre attention