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SAF2017-83417-R. Recherche de marqueurs génétiques liés aux exacerbations d'asthme : étude d'association pangénomique et analyse du microbiome respiratoire (GEMAE)

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L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies respiratoires, caractérisée par une obstruction réversible du flux d'air et une réponse bronchique excessive à divers stimuli. Chez la plupart des patients, les symptômes de l'asthme sont contrôlables. Cependant, de nombreux patients peuvent subir des crises d'asthme, appelées exacerbations, caractérisées par une sensation d'essoufflement, une respiration sifflante, une toux ou une oppression thoracique, et pouvant engager le pronostic vital. Ces exacerbations sont provoquées par une combinaison de facteurs environnementaux et génétiques. Toutefois, seul un nombre limité de gènes sont connus pour être associés à une prédisposition à ces complications, les études réalisées à ce jour étant peu nombreuses. Par ailleurs, certaines études récentes ont utilisé des techniques de séquençage à haut débit pour caractériser le microbiome des voies respiratoires (c'est-à-dire la communauté de micro-organismes), et ont mis en évidence des modifications liées à l'asthme. Malgré cela, aucune étude ne s'est concentrée sur l'analyse du microbiome des patients présentant des exacerbations. L'hypothèse principale de ce projet est que les exacerbations d'asthme sont causées par une combinaison de facteurs génétiques intrinsèques, de modifications du microbiome respiratoire et de l'interaction entre ces deux composantes. Les objectifs de ce projet de recherche sont les suivants : 1) identifier les variants génétiques associés à la survenue d’exacerbations d’asthme ; 2) examiner les modifications des communautés microbiennes de la cavité buccale et des voies respiratoires chez les personnes présentant des exacerbations ; et 3) analyser l’association entre les variants génétiques présents chez les individus et les modifications du microbiome associées aux exacerbations d’asthme. Pour le premier objectif, la plus vaste étude génomique jamais réalisée sur les exacerbations d’asthme sera menée, portant sur un total de 10 181 individus issus de populations diverses, avec ou sans exacerbations, appartenant à des cohortes nationales et internationales. Les données seront analysées conjointement à l’aide de différentes approches (études d’association génomique de millions de variants, intégration des données aux processus biologiques et cartographie des mélanges), et les résultats seront validés sur 3 886 échantillons supplémentaires provenant d’études indépendantes. Les deuxième et troisième objectifs abordent des aspects novateurs de la génomique et de la métagénomique des exacerbations d’asthme. Trois cents patients adultes espagnols asthmatiques seront analysés : 150 d’entre eux présenteront un asthme contrôlé et 150 connaîtront des exacerbations au moment de leur inclusion. Un séquençage massif d’un marqueur spécifique sera réalisé chez ces patients afin de caractériser la diversité et l’abondance bactériennes, ainsi que d’évaluer la fonction du microbiome dans des échantillons provenant de différentes sources (salivaires, pharyngées et nasales). Ces mesures permettront d’établir des corrélations entre le microbiome et la survenue d’exacerbations d’asthme. Enfin, l’association entre la variation génétique individuelle et les mesures d’abondance, de diversité et de fonction du microbiome associées aux exacerbations sera analysée. Les résultats de cette étude devraient avoir un impact scientifique et socio-économique majeur, contribuant à une meilleure compréhension des mécanismes génétiques et moléculaires sous-jacents à la survenue des exacerbations d’asthme.

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L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies respiratoires, caractérisée par une obstruction réversible du flux d'air et une hyperréactivité bronchique en réponse à divers stimuli. Chez la plupart des patients, l'apparition des symptômes de l'asthme est maîtrisable. Cependant, nombre d'entre eux peuvent présenter des crises d'asthme, ou exacerbations, qui se manifestent par des difficultés respiratoires, une respiration sifflante, une toux ou une sensation d'oppression thoracique, et peuvent mettre leur vie en danger. Ces exacerbations sont provoquées par une combinaison de facteurs environnementaux et génétiques. Toutefois, les études étant encore peu nombreuses, seul un nombre restreint de gènes associés à la prédisposition à ces complications a été identifié. Par ailleurs, certaines études ont utilisé des techniques de séquençage ADN de nouvelle génération pour caractériser le microbiome (c'est-à-dire la communauté microbienne) des voies respiratoires, révélant des modifications liées à l'asthme. Malgré cela, aucune étude ne s'est concentrée sur l'analyse du microbiome des patients présentant des exacerbations. L'hypothèse principale de ce projet est que les exacerbations d'asthme sont dues à une combinaison de facteurs génétiques intrinsèques, de modifications du microbiome respiratoire et de l'interaction entre ces deux facteurs. Les objectifs de ce projet sont les suivants : 1) identifier les variants génétiques associés aux exacerbations d'asthme ; 2) examiner les modifications des communautés microbiennes de la cavité buccale et des voies respiratoires chez les personnes présentant des exacerbations ; 3) analyser l'association entre les variants génétiques de l'hôte, les modifications du microbiome et les exacerbations. Le premier objectif représente la plus vaste étude génomique sur les exacerbations d'asthme réalisée à ce jour, portant sur un total de 10 181 individus issus de populations diverses, avec ou sans exacerbations, provenant de différentes cohortes nationales et internationales. Une analyse intégrative des données sera menée à l'aide de différentes approches (étude d'association génomique de millions de variants, intégration des données dans les processus biologiques et cartographie d'admixture), et les résultats seront validés sur un autre ensemble de 3 886 échantillons provenant d'études indépendantes. Dans le cadre des deuxième et troisième objectifs, de nouveaux aspects seront évalués dans le contexte de la génomique et de la métagénomique des exacerbations d'asthme. Au total, 300 patients adultes espagnols asthmatiques seront recrutés : 150 présentant un asthme contrôlé et 150 présentant des exacerbations au moment de l'inclusion. Des prélèvements de salive, nasaux et pharyngés seront effectués chez tous les participants afin d'étudier le microbiome de la cavité buccale et des voies respiratoires supérieures grâce aux technologies de séquençage de nouvelle génération. Le séquençage d'un marqueur spécifique permettra de caractériser la diversité et l'abondance bactériennes, ainsi que d'inférer la fonctionnalité du microbiome dans chaque échantillon. Ces paramètres seront utilisés pour établir des corrélations entre le microbiome et la présence d'exacerbations d'asthme. Enfin, l'association entre la variation génétique et les mesures d'abondance, de diversité et de fonctions liées aux exacerbations sera examinée. Les résultats de cette étude devraient avoir un impact scientifique et socio-économique majeur, contribuant à une meilleure compréhension des mécanismes génétiques et moléculaires sous-jacents au développement des exacerbations d'asthme.
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Chercheur à l'Université de La Laguna