Le CMH du macaque crabier : son polymorphisme et son influence sur divers paramètres biologiques

The MHC of cynomolgus macaque MHC : polymorphism and influence on various biological parameters

• Auteur / Autrice : Alice Aarnink
• Direction : Antoine Blancher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunologie expérimentale

Macaque crabier

Mots clés libres

Macaca fascicularis

Complexe majeur d'histocompatibilité

Microsatellites

Qtl

Lymphocytes T

Siv

Taux de recombinaison

Processus sélectif

Résumé

Le macaque crabier (Macaca fascicularis) est utilisé comme modèle en immunologie expérimentale dans la mise au point de nouveaux traitements tels que la prévention du rejet d'organes transplantés, ou le traitement préventif ou curateur de maladies infectieuses. Comme chez tous les vertébrés dotés d'un système immunitaire adaptatif, le Complexe Majeur d'Histocompatibilité (CMH) du macaque crabier occupe une place privilégiée dans le développement des réponses immunitaires adaptatives de type cellulaire et humorale. L'objectif de nos travaux était d'étudier l'influence du polymorphisme du CMH sur divers traits quantitatifs biologiques reflétant le fonctionnement du système immunitaire. L'aire de répartition du macaque crabier est très grande dans le Sud-est asiatique et des animaux de différentes origines géographiques sont disponibles. Les animaux de l'île Maurice et des Philippines qui présentent un polymorphisme génétique plus restreint que ceux d'Indonésie ou du Vietnam ont la faveur de la plupart des groupes de recherche. Grâce à des techniques de biologie moléculaire éprouvés, nous avons tout d'abord décrit le polymorphisme des gènes DRA et DRB de quatre populations de macaques (Maurice, Philippines, Vietnam et Java). Quant aux gènes de classe I du CMH, leur grand nombre chez le macaque (jusqu'à 12 par génome haploïde) nous a fait opter pour le séquençage massif (pyroséquençage 454) des transcrits des gènes de classe I du CMH. Par cette technique, nous avons pu caractériser le polymorphisme des gènes de classe I exprimés chez un macaque Malaisien et de nombreux animaux d'origines Mauricienne. Le génotypage de microsatellites de la région du CMH ainsi que le génotypage du locus DRB, nous a permis de mettre en évidence l'influence du polymorphisme de la région DR sur la numération des lymphocytes T CD4+ circulant chez les macaques Philippins. Par ailleurs l'étude systématique de l'influence du polymorphisme du CMH sur les divers traits quantitatifs de la numération formule sanguine, a révélé chez ces mêmes macaques, une association entre la numération plaquettaire et la région de classe III du CMH. Dans une autre étude portant sur 45 macaques crabiers d'origine Mauricienne inoculés par SIVmac251, nous avons révélé que la charge virale plasmatique cent jours après inoculation est influencée par le polymorphisme de la région de classe IB du CMH. Le génotypage d'un grand nombre de macaques Mauriciens (N=750) par l'étude de 18 microsatellites répartis le long du CMH, nous a permis d'estimer par une méthode originale le taux de recombinaison dans le CMH dans la population de l'île Maurice qui est caractérisée par une fondation récente et une phase d'expansion rapide. Le taux de recombinaison dans cette population de macaque est 2 à 10 fois moins élevé que celui décrit pour la région HLA chez l'homme. Enfin, l'étude dans les 4 populations (Maurice, Philippines, Java et Vietnam) de microsatellites localisés dans le CMH et en dehors de ce dernier, nous a permis de détecter un signal de sélection positive dans la région de classe III. Il apparait que le signal de sélection concernerait la population de macaques crabier des Philippines et pourrait être en rapport avec la pression de sélection exercée par le Plasmodium ou d'autres agents infectieux. Au total, ces travaux nous ont permis d'augmenter nos connaissances sur le polymorphisme du CMH chez le macaque crabier et pour la première fois de mettre en évidence son influence sur des paramètres biologiques. Ces travaux devraient permettre à la communauté scientifique de mieux appréhender le macaque crabier en tant que modèle d'étude.

The cynomolgus macaque (Macaca fascicularis) is used as an experimental immunology model in the development of new treatments such as the prevention of rejection of transplanted organs, or the preventive or curator treatment of infectious diseases. As in all vertebrates, the Major Histocompatibility Complex (MHC) of the cynomolgus macaque occupies a privileged place in the development of immune adaptive responses of cellular and humoral types. The aim of our work was to study the influence of MHC polymorphism on various quantitative traits reflecting the biological immune system. The distribution of cynomolgus macaque is very large in the South-East Asia and animals of different geographical origins are available. Animals of Mauritius and the Philippines, that have a genetic polymorphism smaller than those of Indonesia and Vietnam, have the favor of most research groups. By proven molecular biology techniques, we described the polymorphism of the DRA and DRB genes in four cynomolgus macaque populations (Mauritius, Philippines, Vietnam and Java). As for the MHC class I genes, their high numbers in macaques (up to 12 per haploid genome) led us to choose the massive sequencing (pyrosequencing 454) as molecular biology technique to describe the transcripts of MHC class I genes. Thus, we characterized the polymorphism of MHC class I genes expressed in a Malaysian macaque and many Mauritian animals. Genotyping of microsatellites across the MHC region and the DRB genotyping allowed us to highlight the influence of the DR polymorphisms on blood counts of CD4+ T lymphocytes in macaques from the Philippines. Moreover, the systematic study of the influence of MHC polymorphism on major blood cells, revealed in these macaques an association between platelet count and the MHC class III region. In another study of 45 Mauritian cynomolgus macaques inoculated with SIVmac251, we found that the plasma viral load measured one hundred days after inoculation is influenced by the MHC Class IB polymorphism. Genotyping of a large number of Mauritian macaques (N = 750) by studying 18 microsatellites across the MHC has allowed us to estimate, by means of an original method, the rate of recombination within the MHC in this population of Mauritius Island which is characterized by a foundation and a recent phase of rapid expansion. The recombination rate in this population is 2-10 times lower than that described for the HLA region in humans. Finally, by the study in four populations (Mauritius, Philippines, Vietnam and Java) of microsatellite located in the MHC and outside of it, we were able to detect a positive signal of selection in the MHC class III region. It appears that the selection signal could be concern the cynomolgus macaque from the Philippines and could be related to the selection pressure exerted by the Plasmodium or other infectious agents. Overall, this work allowed us to increase our knowledge of MHC polymorphism in cynomolgus macaques and for the first time to demonstrate its influence on biological parameters. This work should lead to the scientific community to better understand the cynomolgus macaque as an experimental model.