Study of the pathogenic process associated with Chagas disease using multi-omics analyses
Étude du processus pathogénique associé à la maladie de Chagas à l'aide d'analyses multi-omiques
Résumé
Chagas disease is a parasitic disease endemic to Latin America, caused by Trypanosoma cruzi.
Although most of infected individuals stay asymptomatic during their lives, around 30% develop
particularly severe cardiac forms, known as Chronic Chagasic Cardiomyopathies (CCC), for which no
effective treatment has yet been found. These cardiomyopathies are characterized by an
exacerbated inflammation of the heart muscle, mainly caused by an immune infiltrate mostly
composed of Th1 lymphocytes, B lymphocytes and macrophages.
To gain a better understanding of the pathogenic process associated with CCC, we performed
various omics analyses, including genomics, transcriptomics and methylomics. These analyses were
carried out on cardiac samples taken from healthy individuals as well as CCC patients. Individually,
they enabled us to characterize the biological processes involved in CCC, as well as confirming the
involvement of epigenetic elements, including DNA methylation and non-coding RNA expression.
Comparisons between epigenomic and transcriptomic profiles confirmed their importance in the
genetic regulation associated to CCC.
These results led us to perform a multi-omics integration conducting in these omics data using
the MOFA+ tool. This approach has highlighted mechanisms common to different patients, while
identifying unique pathological aspects in specific cases. This suggests that various distinct biological
processes can lead to the same final CCC phenotype.
Commonly, all these studies have contributed to a better understanding of CCC and opened
the way to new hypotheses regarding the development of this disease.
La maladie de Chagas est une maladie parasitaire endémique d’Amérique Latine causée par
Trypanosoma cruzi. Bien que la majorité des individus infectés demeurent asymptomatiques tout au
long de leur vie, environ 30 % d'entre eux développent des formes cardiaques particulièrement
graves, connues sous le nom de Cardiomyopathies Chagasiques Chroniques (CCC), pour lesquelles
aucun traitement efficace n'a encore été trouvé. Ces cardiomyopathies se caractérisent par une
inflammation exacerbée du muscle cardiaque, principalement provoquée par un infiltrat immunitaire
composé en grande partie de lymphocytes Th1, de lymphocytes B et de macrophages.
Afin de mieux comprendre le processus pathogénique lié aux CCC, nous avons réalisé
différentes analyses omiques, incluant génomique, transcriptomique méthylomique. Ces analyses
ont été effectuées sur des échantillons cardiaques prélevés chez des individus sains ainsi que chez
des patients atteints de CCC. Individuellement, elles nous ont permis de caractériser les processus
biologiques impliqués dans les CCC, ainsi que de confirmer l’implication d’éléments épigénétiques,
incluant la méthylation de l’ADN et l’expression d’ARN non codant. Des comparaisons entre les profils
épigénomiques et transcriptomiques ont confirmé leur importance dans la régulation génétique des
CCC.
Ces résultats nous ont conduits à effectuer une intégration multi-omiques conduite sur ces
données en utilisant l'outil MOFA+. Cette approche a mis en évidence des mécanismes communs à
différents patients, tout en identifiant des aspects pathologiques spécifiques à certains d’entre eux.
Cela suggère que divers processus biologiques distincts peuvent conduire au même phénotype final.
L’ensemble des études menées dans ce projet ont contribué à une meilleure compréhension
du processus pathogénique associé aux CCC et ont ouvert la voie à de nouvelles hypothèses quant
au développement de cette maladie.
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