Impact des variants génétiques sur la réponse immunitaire des populations humaines

Abstract

Les mécanismes impliqués dans les variations de susceptibilité aux infections bactériennes entre individus et populations demeurent méconnus. Durant mon doctorat, j’ai mis à jour l’existence de profondes différences dans la réponse immunitaire entre individus d’origine Africaine et Européenne. Nous avons observé que 34% des gènes exprimés par les macrophages montrent au moins un type de différence transcriptionnelle entre populations : au niveau de l’expression totale du gène (30%), à sa réponse lors de l’infection (9.3%) ou, plus rarement, au niveau des proportions d’isoformes (1%). Les individus d’origine Africaine semblent disposer d’une réponse inflammatoire exacerbée ainsi que d’une capacité plus importante à détruire les bactéries intracellulaires. Une large proportion de ces différences sont sous le contrôle de variants génétiques : pour 804 gènes, plus de 75% des différences d’expression entre populations peuvent être expliquées par un unique variant génétique en cis ou en trans. Parmi ces variants, j’ai identifié un enrichissement en signatures de sélection naturelle suggérant que des pathogènes ont exercé des pressions sur le génome de notre espèce et ont ainsi participé à l’adaptation de notre espèce à son environnement. Notre métissage avec l’homme de Néandertal a également joué un rôle important dans l’adaptation des populations non-Africaines aux nouveaux environnements pathogéniques auxquels l’homme moderne a été confronté lorsqu’il a quitté l’Afrique pour coloniser le reste du monde.

The mechanisms that explain inter-individual and population differences in susceptibility to infectious diseases remain poorly understood. During my PhD, I uncovered important variabilities in the immune response to pathogens between individuals of African and European descent. We observed that 34% of genes expressed in macrophages show at least one type of ancestry-related transcriptional divergence, whether in the form of differences in gene expression (30%), the transcriptional response to infection (9.3%), or, less commonly, differences in isoform usage (1%). African ancestry also specifically predicts a stronger inflammatory response and reduced intracellular bacterial growth. A large proportion of these differences are under genetic control: for 804 genes, more than 75% of ancestry effects on the immune response can be explained by a single cis- or trans-acting expression quantitative trait locus (eQTL). Among those variants, I identified several signatures of natural selection suggesting that pathogens were involved in the adaptation of our species to fluctuating pathogenic realities, contributing therefore to the recent evolution of our immune system. I also showed that admixture between our species and Neandertals played a significant role in the adaptation of non-African populations to the new pathogenic environments modern humans had to face when leaving the Africa to colonize the globe.