Santé et médecine

Découverte de vulnérabilités dans le patrimoine génétique du parasite responsable du paludisme

Un groupe de recherche international dirigé par le biologiste cellulaire bernois Volker Heussler a identifié des centaines de vulnérabilités génétiques du parasite Plasmodium, responsable du paludisme, qui constituent des cibles possibles de nouveaux médicaments et vaccins afin d’éradiquer cette maladie.

La maladie est transmise par la piqûre de moustiques infectés par le parasite Plasmodium. Contenant environ 5 000 gènes, le génome du parasite – c’est-à-dire son patrimoine génétique – est relativement petit. De plus, contrairement aux cellules humaines, le parasite Plasmodium ne possède qu’une seule copie de chaque gène. C’est pourquoi le retrait de l’un de ses gènes conduit immédiatement à une modification de son phénotype.

Un consortium international, dirigé par les professeurs Volker Heussler de l’Institut de biologie cellulaire (ICB) de l’Université de Berne et Oliver Billker de l’institut britannique Sanger, a tiré profit de cette particularité. Pour la première fois, les chercheur·euse·s ont mené une étude de délétion de gènes à grande échelle chez le Plasmodium : ils ont retiré individuellement plus de 1 300 gènes et observé les effets de ces modifications durant le cycle de vie complet du parasite. Ils ont ainsi pu identifier de nombreuses nouvelles cibles chez le pathogène. L’étude a été publiée dans la prestigieuse revue scientifique Cell.

Jeter les bases du développement de médicaments

Afin d’analyser de manière systématique les nombreux gènes métaboliques identifiés, les chercheur·euse·s bernois·e·s se sont associé·e·s au professeur Vassily Hatzimanikatis de l’EPFL à Lausanne et à la professeure Dominique Soldati-Favre de l’Université de Genève pour former le consortium « MalarX », soutenu financièrement par le Fonds national suisse. En utilisant les données du génome du Plasmodium, le groupe de l’EPFL a construit des modèles mathématiques démontrant les voies métaboliques essentielles à la survie du parasite.

« Grâce à ces modèles, il est maintenant possible de prédire quels gènes, jusqu’alors inexplorés, sont vitaux pour le parasite et donc considérés comme des cibles thérapeutiques dans la lutte contre le paludisme », ajoute Anush Chiappino-Pepe, experte en modélisation à l’EPFL.

Certaines de ces prédictions ont ensuite été confirmées expérimentalement par les chercheur·euse·s bernois en étroite collaboration avec le groupe de travail du professeur Chris Janse de l’Université de Leiden, aux Pays-Bas. « L’étude du génome du parasite à grande échelle combinée avec les modèles mathématiques constitue une avancée décisive dans la recherche sur le paludisme », a déclaré Magali Roques de l’équipe de Berne. « Nos résultats aideront de nombreux chercheuses et chercheurs sur le paludisme dans le monde entier.  Ils peuvent maintenant se concentrer sur les gènes essentiels du parasite et ainsi développer des médicaments et des vaccins efficaces contre ses différents stades du cycle de vie », a ajouté Ellen Bushell, ancienne scientifique de l’Institut Sanger.

Un succès permis par une infrastructure de pointe

Selon Volker Heussler, cette approche de recherche n’a été rendue possible que grâce aux larges capacités de séquençage et de clonage de l’Institut Sanger, couplées à l’infrastructure exceptionnelle de l’ICB de Berne, où le cycle de vie complet du parasite est établi. Ce n’est le cas que dans un nombre limité d’instituts dans le monde. De plus, l’ICB dispose d’une gamme remarquable de microscopes à hautes performances, qui permettent une recherche de haut niveau sur les différents stades du cycle de vie du parasite. Grâce à cette excellente infrastructure, le laboratoire de Volker Heussler a déjà publié de nombreuses études reconnues internationalement sur la phase précoce de l’infection parasitaire.