Soutenance de thèse de Abdou PADANE

Notre projet de recherche de Thèse portant sur la mise au point de techniques de séquençage de pathogènes, en particulier de séquençage direct sur échantillons cliniques, et leur application à l’épidémiologie moléculaire de pathogènes d’intérêt au Sénégal, s’est articulé autour de deux pathogènes: le complexe Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) responsable de la tuberculose et le SRAS-CoV-2 responsable du COVID-19, circulant au Sénégal. Notre recherche bibliographique concernant le complexe M. tuberculosis en Afrique sub-Saharienne, incluant l’analyse de 8,139 séquences génomiques produites dans 34 des 49 pays de l’Afrique Subsaharienne, a retrouvé une seule séquence complète originaire du Sénégal, notre pays d’origine. Pour avancer dans la compréhension de l’histoire naturelle de la tuberculose au Sénégal, nous avons recherché des sources zoonotiques pour les populations rurales, en réalisant une investigation par PCR d’une collection de fèces prélevés sur 467 primates non-humains, représentatifs de sept espèces dans cinq pays d'Afrique dont le Sénégal. Après avoir contribué à la mise au point d’un nouveau système de RT-PCR et PCR CRISPR-Csm4, nous avons détecté le complexe M. tuberculosis dans 40 échantillons; confirmés par technique GeneXpert et séquençage du génome entier par technique Illumina Miseq pour caractériser l'espèce et la lignée; confirmant la présence significative du complexe M. tuberculosis parmi sept espèces de primates non-humains originaires de cinq pays Africains, dont le Sénégal. Poursuivant l’étude des souches isolées chez des patients originaires d’Afrique de l’Ouest, nos travaux génomiques ont ensuite montré que la structure génétique de M. tuberculosis chez les patients Capverdiens, vivant dans un pays ultramarin frontalier du Sénégal reflétait de manière significative la structure génétique des souches isolées de patients originaires de Guinée-Bissau, reflétant l’histoire commune de ces deux pays. Nous avons valorisé l’expertise acquise à l’IHU de Marseille, pour contribuer à la mise en place d’un laboratoire de génomique à l’IRESSEF à Dakar, en particulier dans le cadre d’une collaboration appelée WANETAM (West African Network in Tuberculosis, AIDS and Malaria). Ce laboratoire nous a permis aujourd’hui d’être parmi les laboratoires qui réalisent le plus de séquences du SRAS-CoV-2 et nous avons contribué efficacement à la surveillance moléculaire du SRAS-CoV-2 au Sénégal durant la pandémie du COVID-19. A ce jour nous avons séquencé 1.428 génomes de SRAS-CoV-2 dont 1,000 ont été déposés sur GISAID, nous permettant d’être parmi les premiers à avoir identifier les variants d'intérêt comme le variant Alpha, Delta et Omicron au Sénégal. La dynamique initiée au cours de ces travaux de Thèse nous permettra sans doute de se préparer à la surveillance moléculaire des pathogènes émergents et réémergents au Sénégal et en Afrique.

Our research topic, which focus on the development of pathogen sequencing techniques, in particular direct sequencing on clinical samples, and their application to the molecular epidemiology of pathogens of interest in Senegal, focused on two pathogens: Mycobacterium tuberculosis complex (M. tuberculosis) responsible of tuberculosis, and the SRAS-CoV-2 responsible of COVID-19, circulating in Senegal. Our bibliographic search of the M. tuberculosis complex in sub-Saharan Africa, including the analysis of 8,139 genomic sequences produced in 34 out of the 49 sub-Saharan Africa countries, found only one complete sequence from Senegal, our country. To advance our understanding of the natural history of tuberculosis in Senegal, we searched for zoonotic sources in rural populations by conducting a PCR investigation of a collection of feces samples from 467 non-human primates, representative of seven species in five African countries including Senegal. After contributing to the development of a novel CRISPR-Csm4 RT-PCR and PCR system, we detected M. tuberculosis complex in 40 samples; confirmed by GeneXpert technique and whole genome sequencing (WGS) using Illumina Miseq technique to characterize the species and lineage; confirming the significant presence of M. tuberculosis complex among seven species of non-human primates from five African countries, including Senegal. Continuing the study of strains isolated from patients originating from West Africa, our genomic work then showed that the genetic structure of M. tuberculosis in Cape Verdean patients, living in an ultramarine country bordering Senegal, significantly mirrored the genetic structure of strains isolated from patients originating from Guinea-Bissau, reflecting the common history of these two countries. We have used the expertise acquired at the IHU in Marseille to improve the implementation of the genomic laboratory at the IRESSEF in Dakar, in the framework of a collaboration called WANETAM (West African Network in Tuberculosis, AIDS and Malaria). This laboratory has allowed us today to be one of the laboratories that perform the most sequences of SRAS-CoV-2, this contributed efficiently to the molecular surveillance of SRAS-CoV-2 strains circulating in Senegal during the COVID-19 pandemic. To date, we have sequenced 1,428 SRAS-CoV-2 genomes of which 1,000 have been deposited on GISAID, allowing us to be among the first to identify variants of interest (VOI) such as the Alpha, Delta, and Omicron variants in Senegal. The dynamics initiated during this Thesis work will undoubtedly allow us to prepare for the molecular surveillance of emerging and re-emerging pathogens in Senegal and in Africa.