Genes and environment in susceptibility to visceral leishmaniasis

Kala azar (KA) is a lethal disease caused by Leishmania parasites (Leishmania donovani s.l.) that multiply in large numbers in deep organs such as spleen and liver. The host immunological response to these organisms is complex and experimental studies in animals have detected a large number of genetic loci involved in the control of infection and disease. We report here on a study in a human population of Sudan carried out during an outbreak of KA. The following conclusions are presented: (1) environmental factors that could have affected the distribution of the insect vector, influenced progression of KA in the initial phase of the epidemics – but they became less important later at the peak of transmission, probably after infected phlebotomies had spread to all parts of the village –; (2) Leishmania population during the epidemics was heterogeneous, suggesting a possible parasite evolution during the outbreak; (3) the incidence of KA varied markedly among age groups, families and ethnic groups. Susceptibility to KA was shown to depend on a locus on chromosomes 22q12 and on NRAMP1 on chromosome 2q35; the data also suggested a third locus in the region 2q23–q24. Overall, this study indicates complex interactions between host genes and environment in the spreading of KA in that population. It is also suspected that the large parasite diversity observed in the outbreak has contributed to disease spreading across host genetic barriers. To cite this article: S. El-Safi et al., C. R. Biologies 329 (2006).

RésuméLe kala azar (KA) est une maladie mortelle causée par les parasites Leishmania (Leishmania donovani s.l.), quand ceux-ci se multiplient en nombre dans les organes profonds, tels que le foie et la rate. La réponse immunologique de l'hôte à l'infection par les leishmanies est complexe et plusieurs loci génétiques de susceptibilité ont été détectés dans les modèles expérimentaux. Nous présentons ici les principaux résultats d'une étude conduite dans une population de la frontière soudano-éthiopienne pendant une épidémie de KA. (1) Au début de l'épidémie, les facteurs d'environnement capables d'affecter la distribution de l'insecte vecteur dans le village ont influencé la survenue des cas ; mais, au pic de l'épidémie, les effets de ces facteurs n'étaient plus détectables, probablement parce que les phlébotomes infectés avaient envahi tout le village. (2) La population de parasites est apparue hétérogène et changeante durant l'épidémie, suggérant que le parasite pourrait avoir évolué durant l'épidémie. (3) L'incidence des cas de KA a été variable selon les groupes d'âge, les familles et l'origine ethnique des individus. L'analyse génétique a révélé un locus majeur en 22q12 et probablement en 2q23–q24, ainsi qu'un contrôle exercé par le gène NRAMP1. Globalement, cette étude révèle des interactions complexes entre les gènes de l'hôte et l'environnement dans le développement de l'épidémie. Il est également probable que la diversité génétique importante observée dans la population de parasites ait contribué à l'extension de l'épidémie, en permettant au parasite d'échapper à certaines barrières génétiques. Pour citer cet article : S. El-Safi et al., C. R. Biologies 329 (2006).