Ces expériences suggèrent que les méthodes de génomique sont des outils précieux pour étudier les mécanismes génétiques sous-jacents de la pharmacorésistance chez le parasite Plasmodium falciparum et sur d'autres types de parasites pathogènes.
"L'identification des mutations associées à la pharmacorésistance nous aide à comprendre comment le parasite échappe aux effets des médicaments», explique Sarah Volkman, directeur de recherche à la HSPH et un co-auteur de l'article. "Une fois le processus utilisé par le parasite bien compris, les scientifiques peuvent développer de nouveaux médicaments capables de contourner les stratégies employées par le parasite du paludisme résistant aux médicaments." Par ailleurs, ces recherches permettent également aux scientifiques de développer des outils utiles pour le suivi et la surveillance des parasites résistants aux médicaments.
Réduire l'incidence du paludisme, qui tue près d'un million de personnes par an - principalement de jeunes enfants en Afrique sub-saharienne - est un défi majeur en raison de ce talent du parasite à développer une résistance à plusieurs médicaments. Pour contrer ces défenses du parasite, les scientifiques doivent améliorer leur compréhension des mécanismes moléculaires et génétiques de la résistance. Des populations génétiquement diversifiées du parasite sont endémiques en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud. Exposés à des médicaments antipaludiques et au système immunitaire de l'homme, le Plasmodium falciparum a cette remarquable capacité à générer rapidement des clones de parasites résistants, un obstacle majeur à la réussite du traitement.
Pour cette étude, les scientifiques ont analysé l'ADN de 57 parasites provenant des trois continents, à l'aide d'un système capable d'examiner plus de 17.000 mutations. Ils ont aussi mesuré les réponses des parasites à 13 médicaments antipaludiques. Les scientifiques ont identifié 20 gènes qui évoluent rapidement dans le génome puis ont effectué une étude d'association pangénomique éolienne (SGAE) pour identifier les variants génétiques qui sont associés avec la résistance aux médicaments. Cette recherche a identifié 11 gènes impliqués dans la résistance aux médicaments dont un déjà connu.
Un des nouveaux gènes, le PF10_0355 introduit dans le parasite autrefois sensible aux médicaments lui apporte une résistance à 3 agents antipaludiques.
"Cette démonstration suggère que ce gène est impliqué dans la modification de la réponse aux médicaments”, explique l'un des chercheurs étudiant diplômé du laboratoire d'immunologie de la HSPH. "Nous pensons qu'il s'agit d'un gène responsible de nombreux mécanismes qui influent sur la résistance aux médicaments."
Comprendre comment le parasite évolue avant la résistance aux médicaments permet d'espérer d'être en mesure de prolonger la durée d'utilisation des médicaments déjà disponibles et de développer de nouveaux médicaments antipaludiques efficaces.
Source: PLoS Genetics, online April 21, 2011 "Identification and Functional Validation of the Novel Antimalarial Resistance Locus PF10_0355 in Plasmodium Falciparum"(Visuel Broad Institute, vignette CDC)