Génétique et Evolution des Maladies Infectieuses (GEMI)

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1 Génétique et Evolution des Maladies Infectieuses (GEMI)
Thierry de Meeûs Génétique et Evolution des Maladies Infectieuses (GEMI) UMR CNRS/IRD 2724, UR IRD 165 Equipe Structure Génétique et Adaptations dans les Systèmes Symbiotiques Centre IRD de Montpellier 911 Avenue d'Agropolis, B.P 34394 Montpellier Cedex 5, France. Tel (33) Secrétariat (33) Fax (33)

2 Organismes Clonaux

3

4 Reproduction asexuée chez les parasites
Maladies infectieuses dans le vivant Eukaryotes (environs sp, dont 1/3 de parasites) Clonalité chez les agents infectieux eukaryotes *Parasites à cycle de vie complexe -Clonalité instantanée -Plusieurs cycles de clonalité *Parasites à cycles simples Etudier les populations naturelles

5 Lignée brune (Chromista) 30 453-1 266 (0.042)
(0.014) Rhizopodes (0.044) Lignée brune (Chromista) (0.042) Naegleria fowleri Opisthochontes (0.32) Parabasaliens (Trichomonadines) (1) Giardia Alvéobiontes (0.41) Foraminifères (0.0001) Chlorarachniophytes 7-4 (0.57) Mycétozoaires (Myxomycétes) (0) Lignée verte Euglénobiontes (Euglenozoa) (0.37) Métamonadines (1) Cryptophytes (0.005) Percolozoaires 20-3 (0.15) Actinopodes (0) Testaceafilosea (0) Eucaryotes (0.27)

6 Parasites trouvés chez l’homme
Pratiquant la clonalité~130 sp Sans clonalité~25 sp

7 Clonalité chez les eukaryotes parasites *Parasites à cycles complexes
-Clonalité instantanée Quelques champignons Some Microsporidia Myxozoaires Trematoda Quelques cestodes Gyrodactylus (Monogenea) ~10000 sp?

8 *Parasites à cycles complexes -Plusieurs cycles de clonalité
Saprolegna Opalina Beaucoup de champignons Entomophthorales (Zygomycota) Cordyceps (Ascomycota) La pluspart des Sporozoaires ~20000 sp?

9 *Parasites à cycles simples: clonalité non cyclique
Alveolata Parabasalia (Trichomonadina) Ciliata Ballantidium coli Sporozoa Trichomonas vaginalis Metamonadina Haplosporidium sp Euglenozoa ~30000 sp? Kinetoplastida Giardia lamblia Rhizopoda Leishmania sp Trypanozoma sp Entamoeba histolytica Myceta Percolozoa Quelques Microsporidies “Deuteromycota” (Ascomycota) Naegleria fowleri Candida albicans

10 E.g. Parasites clonaux des humains~130 sp
Plusieurs cycles ~ 6 sp Clonalité instantanée ~ 15 sp Non cyclique ~109 sp

11 Epidémiologie moléculaire des clones diploïdes =>
Génétiques des populations structurées clonales et diploïdes

12 Ce qui rend les clones diploïdes si spéciaux
Effet Meselson

13 Cycles simples Taille des dèmes N 10, 50, 100, 1000 Nombre de dèmes n
0, 0.001, 0.01, 0.1 Clonalité: c Sexualité: 1-c c 0, 0.5, 0.8, 0.9, 0.95, 0.99, 0.999, 1

14 Les F-Statistics de Wright
Fit Fis F is l

15 N=50, n=50, m=0.1, u=0.00001 100% clonal Panmixie 0.02 0.04 0.06 0.08
-1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Clonality F is 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.8 0.9 0.95 0.99 0.999 1 Clonality Standard error of F is 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Clonality F st 100% clonal Panmixie

16 rD = poly(SexRate, 2) + poly(Mig, 2) + poly(PopSize, 2)
0.37 0.06 0.02 R² = 0.47 0.30 0.09 0.07 RGGD = poly(SexRate, 2) + poly(PopSize, 2) + poly(Mig, 2) R² = 0.46

17 la génétique des populations
Fiche de recette pour la génétique des populations des clones diploïdes Fis -1 Loci C=1, Nm petit Fst0.5 Fis -1 Loci C=1, Nm grand Fst<<0.5 Effet Wahlund et allèles nuls à éviter! Fis -1 Loci C=[ ], Nm petit Fst>>0.5 Fis -1 Loci C=[ ], Nm grand + RGGD, rD, G

18 Clones structurés en nombreux dèmes
Fst=-Fis/(1-Fis); Fit=0

19 Clonalité instantanée Zygotes issus de croisements sexués
Cycles complexes Clonalité instantanée m2 Propagules asexués Migrants m1 1-m1 N m2 1-m2 N Migrants Zygotes issus de croisements sexués m1

20 Plusieurs cycles de clonalité
Cycles complexes Plusieurs cycles de clonalité

21 Epidemiologie moléculaire des parasites clonaux
* Cycles complexes - Clonalité instantanée Cercaires clonales Le trématode Schistosoma mansoni en Guadeloupe avec 7 microsatellites Oeufs produits sexuellement

22 Le trématode Schistosoma mansoni en Guadeloupe
Fis<0; Femelle Fst > mâle Fst

23 Le trématode Schistosoma mansoni en Guadeloupe
Fis<0; Femelle Fst > mâle Fst

24 - Plusieurs cycles de clonalité Plasmodium falciparum au Kenya
* Cycles complexes 1 50µm 100µm 3 2 O - Plusieurs cycles de clonalité Plasmodium falciparum au Kenya 7 microsatellites KENYA 5 4 10 8 15 12 20 Km Mi Equator 35 Ringa Got Nyabondo Kapsulu Kajulu Rota Sondu Kodera Oyugis Rangwe Kaptik Serem S N W E Diploïdes Sexués Hermaphrodites Clones haploïdes

25 Plasmodium falciparum au Kenya
FIT FIS FST Ne_P. falciparum ≈ 2Ninfected mosquitoes s≈0.25 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 All Loci FIS -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 All Loci FST 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 All Loci FIT

26 * Parasites à cycles simples
Candida albicans à Abidjan (Côte d’Ivoire) J0 42 Patients HIV+, 41 SIDA FPatient≈0.5 (P<0.001) 19 patientes 23 patients J15 FSex≈0.08 (P<0.02) Rechute de 13 patients Traitement anti-fungique Fis=-0.66 Fis=-0.97 FJ0-J15≈0.2 (P<0.001) 14 loci enzymatiques

27 Fst=-Fis/(1-Fis) Candida albicans à Abidjan (Côte d’Ivoire)
Les 7 loci enzymatiques "sans" allèles nuls Clones structurés en nombreux dèmes The best case Fst=-Fis/(1-Fis) Nm=0.09 Nm=0.01

28 Structuration de Candida albicans chez des patients HIV+ de Côte d'Ivoire

29 Candida albicans à Abidjan (Côte d’Ivoire)
Goudet’s technique of pooling samples

30 Plasmodium falciparum au Kenya
Effet Meselson Mark Welsh D. and Meselson M Science 288: Parasites eukaryotes De Meeûs T. and Renaud F Trends in Parasitology 18: Schistosoma mansoni en Guadeloupe et génétique des populations des cycles complexes Prugnolle F. et al Molecular Ecology 11: Prugnolle F. et al Molecular Ecology 13: Prugnolle F. et al International Journal for Parasitology 35: Prugnolle F. et al Molecular Ecology 14: Plasmodium falciparum au Kenya Razakandranaibe F.G. et al Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102: Candida albicans à Abidjan et génétique des populations à cycle simple Nebavi F. et al Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103: Balloux F. et al Genetics 164: De Meeûs T. and Balloux F Infection, Genetics and Evolution 4: De Meeûs T. and Balloux F Molecular Ecology 14: De Meeûs T. et al Infection, Genetics and Evolution 6:

31 Fabien Razakandranaibe
Remerciements Francisco Ayala François Balloux Sébastien Bertout Patrick Durand Jacob Koella Laurent Lehmann Michèle Mallié François Nébavi Fabien Razakandranaibe Jean-Pierre Pointier Franck Prugnolle François Renaud François Rousset André Théron