Analyse phylogénétique des souches du virus de la fièvre hémorragique Ebola et mise en évidence de souches atypiques

Phylogenetic analysis of strains of Ebola hemorrhagic fever virus

• Auteur / Autrice : Tatiana Wittmann
• Direction : Christiane Branlant, Éric Leroy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Moléculaire
• Date : Soutenance le 18/12/2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : BioSE
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre International de Recherches Médicales de Franceville
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier de Lamballerie, Hervé Bourhy, Sylvain Baize, Christiane Branlant, Éric Leroy
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Xavier de Lamballerie, Hervé Bourhy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recombinaison génétique

Virus Ebola

Phylogénie

Mots clés libres

Phylogénie

Résumé

La fièvre hémorragique à virus Ebola (FHVE) est due à un virus à ARN non segmenté de polarité négative de l’ordre des Mononégavirales. Il compose avec le virus de Marburg la famille des Filoviridae. Il existe 4 espèces Ebolavirus réparties géographiquement : Zaïre en Afrique centrale, Soudan en Afrique de l’Est, Côte d’Ivoire en Afrique de l’Ouest et Reston en Asie. Ebolavirus zaïre, apparu en 1976 en République Démocratique du Congo, est l’espèce la plus létale pour l’homme (jusqu’à 88% de mortalité) et a été à l’origine de plusieurs vagues d’épidémies depuis sa ré-émergence en 1995. Les flambées épidémiques de 2001 à 2005 sont caractérisées par de multiples chaînes épidémiques indépendantes et des épizooties concomitantes dans les populations de grands singes (gorilles et chimpanzés). L’amplification et le séquençage du gène viral de la glycoprotéine (GP) ont été effectués à partir de prélèvements obtenus lors des deux dernières épidémies humaines de 2003 et 2005, ainsi que sur des échantillons de carcasses animales trouvées à partir de 2001 dans la forêt de la région Gabon-Congo. Un deuxième gène viral codant la nucléoprotéine (NP) a été amplifié et séquencé à partir de prélèvements obtenus pendant les épidémies humaines survenues depuis 2001 et de prélèvements animaux. L’analyse phylogénétique basée sur le gène codant la GP montre la séparation des souches virales en deux lignées génétiques fortement soutenues. Cette séparation est confirmée par l’existence de signatures moléculaires spécifiques aux séquences de chaque lignée, ainsi que par le calcul des distances génétiques entre les séquences. Les analyses effectuées sur le gène de la NP donnent les mêmes résultats. Cependant, la topologie des souches humaines obtenues entre 2001 et 2003 diffère entre les arbres basés sur la GP et la NP. Les résultats indiquent l’existence de deux lignées phylogénétiques et supposent un événement de recombinaison entre les souches des deux lignées. L’estimation de l’âge des ancêtres communs les plus récents indique que la séparation des deux lignées se serait produite avant la première apparition de la FHVE, vers 1975 (1971 calculé sur la NP). L’événement de recombinaison est daté par cette méthode entre 1998-1999.

The virus Ebola, a negative non segmented RNA virus, is responsible for an hemorrhagic fever disease. Together with the Marburg virus, they compose the Filoviridae family (order Mononegavirales). Ebolavirus is geographically divided into 4 species: Zaire in Central Africa, Sudan in East Africa, Ivory Coast in West Africa, and Reston in Asia. Zaire ebolavirus, first appeared in 1976 in the Democratic Republic of Congo, has the highest mortality rate in humans (up to 88%) and has caused several outbreaks since its re-emergence in 1995. Outbreaks from 2001 to 2005 are characterized by multiple independent epidemic chains and large concomitant outbreaks in chimpanzee and gorillas. The viral glycoprotein (GP) gene was amplified and sequenced from samples obtained during the two last human outbreaks in 2003 and 2005 and samples from great apes carcasses found in the forest of the Gabon-Congo area since 2001. A second viral gene coding the nucleoprotein (NP) was amplified and sequenced from animal samples and human outbreaks since 2001. Phylogenetic analysis based on the GP gene showed the separation of Zaire ebolavirus strains into two genetic lineages. This separation is supported by molecular signatures specific to sequences of each lineage, and by genetic distances between sequences. Analysis based on the NP genes give the same results. However, the topology of human strains recovered between 2001 and 2003 is different in both trees. Results show the existence of two phylogenetic lineages and suggest a recombination event between strains of these lineages.The estimation of the age of the most recent common ancestor tracks back the separation of the lineages before the first appearance of Ebolavirus, up to 1975 (1971 estimated on the NP gene). With this method, the recombination event is dated to 1998-1999.