Approche méthodologique et expérimentale des études d'associations pangénomiques des facteurs de risque des pathologies cardiovasculaires, Genome-wide association studies of cardiovascular risk factors : methodology approach

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École Doctorale BioSE (Biologie – Santé – Environnement)


THÈSE


Présentée et soutenue publiquement pour obtenir le titre de

DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ HENRI POINCARÉ

Mention : ‘Sciences de la Vie et de la Santé’

Par Ndeye Coumba NDIAYE

APPROCHES MÉTHODOLOGIQUES DES ÉTUDES D’ASSOCIATIONS
PANGÉNOMIQUES DES FACTEURS DE RISQUE DES PATHOLOGIES
CARDIOVASCULAIRES

le 20 Décembre 2010


MEMBRES DU JURY :

Rapporteurs Monsieur Steve E. Humphries Professeur, Centre for Cardiovascular Genetics Royal Free
University College London Medical School
(Londres, Angleterre)
Monsieur David A. Tregouet DR2 INSERM, INSERM UMR S 525 (D.A.T.)
Université Pierre et Marie Curie (Paris, France)
Examinateurs Madame Sophie Visvikis-Siest DR2 INSERM, EA4373 ‘Génétique Cardiovasculaire’
Faculté de Pharmacie (Nancy, France)
Directeur de thèse
Madame Éliane Albuisson Professeur, EA4373 ‘Génétique Cardiovasculaire’
Faculté de Pharmacie (Nancy, France)
Co-directeur de thèse
Madame Sudha Seshadri Professeur, Boston University School of Medicine
(Framingham, USA)
Monsieur Jean-Louis Guéant Professeur, INSERM U954
Exposition aux Risques génétiques et environnementaux
Faculté de Médecine (Nancy, France)
Membre invité Madame Nathalie Thilly Département d’Épidémiologie Clinique et d’Évaluation
CEC-CIE6 INSERM, EA 4360
Faculté de Médecine (Nancy, France)




EA4373 ‘Génétique Cardiovasculaire’ – Université Henri Poincaré – Nancy I – Faculté de Pharmacie










Il faut travailler, sinon par goût, au moins par désespoir,
puisse que, tout bien vérifié, travailler est moins ennuyeux que s'amuser
Charles Baudelaire, Journaux intimes
_________________________________________________________
Do or do not, … there is no try
Master Yoda











À ma Trinité : Aïssatou, Mandiogou, Cheikh.

Tchi barké Mame Bathie ak Mame Cheikh.
Remerciements




à Madame le Docteur Sophie Visvikis-Siest, pour la confiance que vous
m’avez témoignée dès le début de notre collaboration il y a de cela quatre ans et pour avoir
accepté de diriger ma thèse. Votre soutien indéfectible, votre aide précieuse sur le plan
scientifique, et vos grandes qualités humaines se sont avérés déterminants dans la
réalisation de nos projets. C’est avec votre accompagnement constant tout au long de ces
trois années de thèse que j’ai pu m’initier à des méthodologies qui me passionnent
aujourd’hui.
À nos collaborations futures…

à Madame le Professeur Éliane Albuisson, pour m’avoir encadré à l’occasion
de mon Initiation à la Recherche et pour avoir accepté de co-encadrer ma thèse. Merci de
l’intérêt constant que vous avez porté à mes travaux.

aux membres de mon jury, Madame le Professeur Sudha Seshadri, Madame
le Docteur Nathalie Thilly, Monsieur le Professeur Steve E. Humphries,
Monsieur le Professeur Jean-Louis Guéant, et Monsieur le Docteur David A.
Tregouet, je souhaiterai exprimer ma plus sincère reconnaissance. Vous m’honorez en
acceptant de juger mes travaux.
à Monsieur le Professeur Philippe Froguel, pour m’avoir donné l’opportunité
de collaborer avec votre équipe dans la réalisation de ce projet qui me tient à cœur.

à Monsieur le Docteur David Meyre, pour votre accueil, votre ouverture
d’esprit et le sens de l’humour que nous partageons.

à Monsieur le Professeur Gérard Siest, pour vous être constamment intéressé
à mon travail et m’avoir permis d’élargir mes connaissances.


à l’INSERM et à la Région Loraine, pour m’avoir alloué une bourse de thèse de
3 ans ; ce qui m’a permis de mener ce projet avec sérénité.


Je souhaiterai également remercier toutes les personnes avec lesquelles j’ai vivement
collaboré tout au long de ce projet : le Docteur Rosa-Maria Guéant-Rodriguez, Cécile
Lecoeur, le Docteur Nabila-Bouatia-Naji, le Professeur Georges Dedoussis, le Docteur
Stéphanie Debette et le Docteur Ming Hue Chen.

Ainsi que tous les membres de l’EA4373 ‘Génétique Cardiovasculaire’ présents et passés,
pour les échanges scientifiques et humains : Anastasia, Bérangère, Bernard, Brigitte,
Christine, Daniel, Élise, Hermine, Hind, Michèle, Mohsen, Patricia, Rania, Said, Sandy et Shu-
Min.

Et à tous ceux que j’aurais oublié, milles excuses et milles mercis.


Enfin, je tiens à conclure ces remerciements avec mes proches qui m’ont
soutenue [et supportée dans tous les sens du terme] … et qui se
reconnaîtront.
RÉSUMÉ

Les affections cardiovasculaires sont des pathologies complexes résultant des relations et interconnexions d’un grand
nombre de facteurs de risque génétiques, constitutionnels et environnementaux. Si l’étiologie génétique de ces affections a
largement été étudiée ces dernières années, de nombreuses zones d’ombre persistent. En effet, les variants fonctionnels à
l’origine de la large l’héritabilité génétique des facteurs de risque cardiovasculaire et les mécanismes d’interactions gène-
gène-environnement masquant ou modulant l’effet de la génétique restent encore à élucider. Le développement d’outils
plus performants que l’approche classique gène candidat et la mise en place d’études épidémiologiques axées sur des
populations pédiatriques dans lesquelles les interactions gène-environnement sont minimisées pourraient apporter une
information déterminante. C’est le postulat principal que nous avons poursuivi au cours de cette thèse.

Ce mémoire présente l’étude de la génétique de certains facteurs de risque des pathologies cardiovasculaires : les lipides, la
pression artérielle, l’haptoglobine et le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF), avec comme outil de base,
une population de familles Françaises supposées saines suivies pendant dix ans à l’occasion de trois examens de santé : la
cohorte STANISLAS.
Nous avons dans un premier temps quantifié l’héritabilité de ces facteurs de risque cardiovasculaire de façon à souligner
l’intérêt de les étudier dans des populations pédiatriques. Ainsi, nous avons mis en évidence la forte héritabilité génétique
des traits lipidiques (44% pour le cholestérol total et 32,8% pour le HDL-cholestérol ; p<0,001) ; et de l’haptoglobine (35,3%,
p<0,001) dans la cohorte STANISLAS. Nous avons également constaté une absence d’héritabilité génétique de la pression
artérielle, résultat contradictoire avec une étude antérieure que notre équipe a mené sur la même population.
Après avoir décrit l’influence des facteurs de risque cardiovasculaire des parents STANISLAS sur les phénotypes de leurs
enfants, nous avons réalisé un Genome-Wide Scan (GWS) sur un échantillon de 631 enfants non apparentés issus de la
cohorte STANISLAS de façon à mener des études d’association pangénomique ou Genome-Wide Association Studies
(GWAS) selon deux approches distinctes :
- Une approche exploratoire destinée à rechercher des variants génétiques associés à un facteur de risque émergent des
pathologies cardiovasculaires : l’haptoglobine ;
- Et une approche réplicative chez l’enfant axée sur des facteurs de risque largement étudiés par la communaut