WGCNA. Parmi les modules extraits, 11 (42%) étaient signi cativement enrichis en fonc-tions biologiques connues, contre 66% des 64 modules extraits avec l'ACI. La part de gènes partagés avec le module le plus proche extrait par l'ACI variait de 4% à 95% (mé-diane 57%). Une telle variabilité peut s'expliquer par le fait que les modules extraits par WGCNA sont généralement plus grands et présentent le plus souvent une forte hétérogé-néité.
Nous avons ensuite testé l'association des 25 modules avec le génotype en utilisant le double critère utilisé pour l'ACI. Un seul des modules extraits par WGCNA était associé signi cativement au génotype. Le locus responsable de cette association est en fait le locus du gène ARHGEF3 déjà trouvé. Le module associé à ce locus était à 93% contenu dans le module correspondant trouvé par l'ACI. A n de comparer la puissance globale des deux méthodes, on a calculé pour chaque SNP et chaque méthode d'extraction, une p-value d'association globale à partir des p-values d'association avec chacun des facteurs p1,. . .,pK
donnée par
pglobale= 1 − (1 − min
i (pi))K (9.2)
Pour un SNP n'aectant aucun des facteurs latents, sous l'hypothèse d'indépendance entre les pi, la p-value d'association globale suit une loi uniforme sur [0, 1]. On peut donc tracer et superposer les QQ-plots obtenus par les deux approches. On voit sur la gure 9.5 que les signi cativités obtenues avec l'ACI sont beaucoup plus importantes que celles obtenues avec la méthode WGCNA, ce qui suggère une puissance plus élevée de l'ACI pour détecter des associations entre SNP et groupes de gènes co-régulés.
4 Une application à l'étude du diabète de type I
Nous discutons dans cette partie d'une application de ces approches à la recherche de nouveaux loci de susceptibilité aux maladies complexes. Cette application a fait l'objet d'un article publié dans Nature [104] dans le cadre d'une collaboration avec le Royaume-Uni et l'Allemagne. Dans ce travail, j'ai eectué les analyses dans GHS et Cardiogenics. Ce travail montre la transposition chez l'homme d'un module de gènes trans-régulés chez le rat et associé au diabète de type I chez l'homme.
Ce module, identi é chez le rat, est centré sur le facteur de transcription IRF7 (Interfe-ron Regulatory Factor 7) et contient les gènes cibles connus de ce facteur de transcription. Un module similaire est retrouvé chez l'homme dans GHS et Cardiogenics à la fois par l'ACI et par WGCNA. Parmi les gènes du module, on trouve un enrichissement en gènes liés à la réponse immunitaire et en particulier à la réponse aux virus. D'une façon géné-rale, l'analyse des gènes du module mettait en évidence la présence d'un grand nombre de gènes impliqués dans la réponse à la stimulation par l'interféron. Chez le rat, un locus
CHAPITRE 9. IDENTIFICATION DE MODULES DE GÈNES TRANS-RÉGULÉS
Figure 9.5 QQ-plot comparant les p-values d'association des 675 350 SNP avec les patterns extraits par l'ACI (rouge) et WGCNA (noir) . Pour chaque SNP, la meilleure p-value obtenue sur les 26 modules de WGCNA et les 64 modules de l'ACI est tracée. Pour chaque méthode, une correction est appliquée pour tenir compte du nombre de patterns testés ainsi qu'indiqué par l'équation 9.2
4. UNE APPLICATION À L'ÉTUDE DU DIABÈTE DE TYPE I
situé sur le chromosome 15q25 autour du gène EBI2 (Epstein Barr virus Induced 2) était associé à une régulation en trans de l'expression des gènes du module. Ce gène code pour un récepteur à la protéine G contrôlant la migration des lymphocytes B dans les tissus et est très fortement exprimé dans les macrophages. Les auteurs de l'article ont montré que chez le rat, l'inhibition du gène EBI2 par des ARN interférents18 augmentait l'expression du gène IRF7 dans les macrophages, suggérant que le gène EBI2 joue un rôle d'inhibiteur de la réponse immunitaire innée dans les macrophages.
Le locus 15q25 du rat est orthologue au locus 13q32 chez l'homme. Nous avons donc cherché à véri er si le locus 13q32 était associé à l'expression des gènes du module dans le monocyte à partir des données de GHS et Cardiogenics. L'association du module avec le locus EBI2 a été répliquée dans Cardiogenics (p = 10−4) mais pas dans GHS. Cette diérence pourrait s'expliquer par la méthode de sélection des monocytes, qui dière entre les deux études.
Les auteurs ont ensuite postulé que le module de gènes autour d'IRF7 pouvait être im-pliqué dans le diabète de type I. Le diabète de type I est en eet une maladie auto-immune dans laquelle les cellules β du pancréas (responsables de la production de l'insuline) sont attaquées par le système immunitaire19du patient, conduisant à une mauvaise régulation de la glycémie. Son apparition peut être déclenchée par un emballement de la réponse im-munitaire suite à l'infection par certains virus [105]. Les auteurs ont montré que le module IRF7 était enrichi en gènes trouvés associé au diabète par GWAS (p = 2.5 10−10). Ils ont également trouvé qu'un SNP du locus 13q32 était associé (p < 10−7) à un risque accru de développer un diabète de type I [106]. Ces résultats suggèrent donc un eet du gène EBI2 sur le diabète de type I passant par la régulation en trans dans les macrophages, du facteur de transcription IRF7 et du module des gènes liés à l'interféron (qui incluent ma-joritairement des cibles directes et indirectes du gène IRF7). Ce travail montre également l'intéret des grandes études transcriptomiques comme GHS et Cardiogenics pour tester chez l'homme des hypothèses physiopathologiques générées dans des modèles animaux.
18. Petites molécules d'ARN s'hybridant aux ARNm du gène pour inhiber sa traduction en protéine ou favoriser la dégradation des ARNm.
CHAPITRE 10