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Crédit photo : MGI
Grâce à une meilleure compréhension du VIH, la prise de conscience de la stigmatisation et des inégalités qui y sont liées s’est également accrue. Chaque année, à l’occasion de la Journée zéro stigmatisation du VIH (le 21 juillet), commémorée en l’honneur de Prudence Mabele, la première femme noire sud-africaine à avoir révélé publiquement sa séropositivité, le monde s’unit pour agir contre la stigmatisation liée au VIH et contester son impact. Grâce à des initiatives telles que celle-ci du SAMRC et de l’UKZN, davantage d’individus et de communautés sont habilités à dépasser les étiquettes et à redéfinir les discours sur le VIH.
Le mystère du contrôleur d'élite du VIH
Selon la dernière enquête du Human Sciences Research Council, en 2022, environ 7,8 millions de personnes étaient atteintes du VIH en Afrique du Sud, soit le nombre absolu le plus élevé de personnes vivant avec le VIH au monde. Pourtant, bien que le pays possède la plus grande diversité génétique au monde, les séquences du génome humain africain représentent le plus faible de tous les génomes humains séquencés dans le monde. Il est urgent de tirer parti de la génomique pour soutenir et étendre les programmes d’intervention ciblés afin de permettre à davantage de personnes vivant avec le VIH de bénéficier d’un traitement efficace.
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Les « contrôleurs d’élite » (CE) sont un groupe rare de personnes séropositives au VIH-1 dont le système immunitaire semble pouvoir empêcher l’infection de se développer sans prendre d’antirétroviraux (ARV). Sur 200 personnes vivant avec le VIH, environ une personne pourrait être un contrôleur d’élite (0,5 %). En Afrique du Sud, où le taux d’infection par le VIH est élevé, la prévalence des CE semble également plus élevée. En « démasquant » les secrets des CE grâce à la recherche, des indices pourraient être révélés et de nouvelles thérapies pourraient potentiellement être développées pour bénéficier à des groupes plus larges de personnes vivant avec la maladie.
La promesse de la technologie génomique de MGI
Afin d'identifier le polymorphisme et les mutations chez les individus d'origine africaine et de comprendre comment ils sont associés à la progression de la maladie du VIH, le Dr Veron Ramsuran, professeur associé à l'UKZN, et le professeur Thumbi Ndung'u, directeur des sciences fondamentales et translationnelles à l'Africa Health Research Institute, se sont associés au SAMRC, au MGI et aux cliniques sud-africaines locales en 2019 pour porter leurs plus de 20 ans de travail dans la recherche sur l'EC à un niveau supérieur en utilisant le séquençage du génome entier (WGS).
« Le projet HIV Host Genome a été lancé en même temps que le lancement du Centre africain de génomique du SAMRC au Cap, avec le soutien du MGI », a déclaré Rizwana Mia, co-chercheur du projet, également cofondateur du Centre de génomique du SAMRC et responsable principal du programme en médecine de précision au SAMRC. « Le partenariat a permis au MGI de mettre en place un flux de travail de séquençage à haut débit et de nous aider à concevoir une infrastructure spécialisée à grande échelle dans notre laboratoire. C'était à une époque où il n'existait pas de véritable infrastructure pour le séquençage de nouvelle génération à grande échelle en Afrique. »
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« Plus important encore, en faisant évoluer notre flux de travail en laboratoire, nous espérons développer la recherche génomique pour faire face à ce quadruple fardeau de la maladie auquel l’Afrique du Sud est confrontée », a expliqué Mia. « Notre projet porte sur une cohorte unique de patients capables de contrôler le virus du VIH afin de déterminer la progression de la maladie et les mécanismes dirigés par l’hôte pour le contrôle immunitaire inné. En outre, nous avons inclus des groupes familiaux pour nous aider à mieux comprendre la relation entre les enfants non-progresseurs et leurs parents qui sont également séropositifs, afin de découvrir les différences génétiques qui peuvent contribuer au contrôle immunitaire de l’hôte contre le VIH. »
Dans le cadre du projet, la technologie de séquençage DNBSEQä, les plateformes et le flux de travail hautement efficaces et avancés de MGI jouent un rôle essentiel. En s'appuyant sur la grande précision, le délai d'exécution rapide et la rentabilité élevée de DNBSEQ, les chercheurs sont en mesure de générer des données de qualité pour analyser différents génotypes du VIH et identifier les mécanismes immunologiques potentiels associés aux cellules endothéliales. En effet, grâce à des efforts collaboratifs, l'équipe a réalisé des progrès significatifs dans la découverte d'informations génétiques cruciales pour l'étude des cellules endothéliales.
« Nous avons identifié de nouveaux gènes et polymorphismes qui jouent un rôle dans la maladie du VIH grâce à de nouvelles données générées par le séquençage du génome entier », a déclaré le Dr Veron Ramsuran, chercheur principal du projet HIV Host Genome. « Traditionnellement, il existe une liste de mutations ou de gènes connus pour être associés au VIH, mais ils sont largement basés sur des études menées sur des populations caucasiennes. Nos recherches sur le VIH enrichissent le bassin général de connaissances concernant les personnes d'origine africaine, ce qui éclairera ainsi de nouveaux traitements et de nouvelles possibilités de vaccins. »
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« Il est également important de comprendre comment les médicaments interagissent avec l’individu », a ajouté Ramsuran. « Nous avons constaté par le passé que certains polymorphismes sont associés au métabolisme des médicaments dans les gènes. En nous appuyant sur cette compréhension des médicaments en combinaison avec la génétique de l’individu, nous pouvons développer des outils de prédiction pour informer les cliniciens sur le type de médicament ou le dosage en fonction de la présence du polymorphisme afin de faciliter un métabolisme plus rapide du médicament. »
La clé pour comprendre les génomes humains sud-africains
Grâce à l'infrastructure et au soutien technique du MGI, le SAMRC a affiné la science de la génomique pour la médecine personnalisée, en plus du VIH, au profit du patrimoine génétique diversifié de l'Afrique. Notamment, la création du Centre de génomique du SAMRC en 2019, la première installation de séquençage du génome à haut débit du continent, a amélioré la capacité de l'Afrique du Sud à séquencer, analyser et stocker les génomes humains, ouvrant ainsi la voie à un nouveau niveau de recherche de pointe.
Cette coopération a également permis au SAMRC de séquencer la toute première espèce végétale pour le projet africain BioGenome en 2023 en utilisant le séquenceur de table polyvalent DNBSEQ-G400* de MGI et la technologie de lecture de longs fragments à tube unique (stLFR). En renforçant les applications de ses plateformes en agrigénomique, MGI a également contribué à l'amélioration de la protection de la biodiversité, de la sécurité alimentaire et de la santé environnementale en Afrique.
Il est encourageant de constater que les recherches sur les maladies en Afrique se poursuivront au-delà de ce stade. Le projet HIV Host Genome a jeté les bases de l'ambitieux National 110K Human Genome Project. Cette étude de population à grande échelle impliquera 110 000 participants de la population sud-africaine, visant à mieux comprendre leur diversité génomique, à relever divers défis de santé et à ouvrir la voie à la médecine personnalisée dans le pays. En outre, les données collectées seront intégrées à une base de données nationale sur la population, améliorant ainsi les résultats de la recherche et approfondissant la compréhension des maladies en Afrique.
Compte tenu de la diversité de la population sud-africaine, des données limitées sur la génomique humaine et de la charge de travail considérable que représentent les maladies telles que le VIH pour les soins de santé, il est important de comprendre la pathogénèse et les mutations inhérentes pour mettre en œuvre des traitements ciblés et des programmes de santé publique. Grâce à son coût de séquençage réduit, à ses données de haute qualité et à ses flux de travail tout-en-un efficaces, MGI continuera de faire progresser l'étude des phénotypes rares du VIH, ce qui est très prometteur pour faire progresser le développement d'interventions et de traitements ciblés, non seulement pour le VIH, mais aussi pour de nombreuses autres maladies.
« L’étude des variations génétiques et de leur impact sur le VIH est une véritable révolution, car elle permettra de mettre en lumière certaines des meilleures réponses immunitaires qui peuvent être générées contre le virus VIH », a déclaré le professeur Thumbi Ndung'u, chercheur principal de plusieurs études de cohorte du projet. « En fait, ces connaissances seront largement applicables et pourraient avoir un impact sur d’autres maladies – infectieuses et non infectieuses – ainsi que sur les interventions médicamenteuses qui y sont liées. Cela permettra de s’assurer que les Africains, comme tout le monde, sont au centre du développement de médicaments et de vaccins. »
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En juin de cette année, MGI a présenté son Kit de détection de génotypage et de résistance aux médicaments du VIH-1 sur ses séquenceurs portables à faible débit DNBSEQ-E25 et à débit moyen-bas DNBSEQ-G99. Ce package unifie le séquençage profond pour détecter les mutations à basse fréquence associées à la résistance aux médicaments. Associé aux systèmes automatisés de préparation d'échantillons de MGI et au logiciel HIV-Genome Pro, les utilisateurs bénéficient d'un outil simplifié capable de détecter rapidement et avec précision le VIH-1, d'analyser la résistance aux médicaments, d'assembler le génome, de détecter les mutations et de suivre l'évolution.
Le processus est très efficace avec DNBSEQ-E25 pour traiter jusqu'à 16 échantillons d'ARN à signaler en 28,5 heures avec le, tandis que DNBSEQ-G99 peut gérer jusqu'à 120 échantillons en seulement 24 heures.
Pour plus de détails sur ce projet de recherche révolutionnaire sur le VIH, regardez cette vidéo approfondie créée en collaboration avec Recherche sur la nature sur des supports personnalisés.
