Analyse des réponses anticorps suivant la période de recrutement et l’issue des formes palustres graves

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Ultra-structure du mérozoïte

Le parasite appartient au phylum des Apicomplexa ce qui suggère l’existence d’une structure apicale avec des organites apicaux caractéristiques près du point de corde. Les formes parasitaires invasives sont dites «zoïtes» c’est-à-dire : sporozoïte, mérozoïte. Elles sont allongées et polarisées, avec une morphologie apicale déterminant la direction de leur mouvement.
Le mérozoïte érythrocytaire est le plus petit stade de tout le cycle biologique. Il a une structure piriforme avec un pôle apical soutenu à l’intérieur par des anneaux polaires (Figure 3). Il est recouvert d’un manteau, sous lequel, en plus de la membrane plasmique, se trouvent deux téguments connectés par un important réseau fibrillaire et reliés au cytosquelette. Le manteau est épais, hérissé de poils constitués de fins filaments. Ces poils sont utilisés par le mérozoïte pour se fixer sur les globules rouges ; ils sont ensuite laissés à la surface érythrocytaire après l’invasion (Bannister et al., 1986). Aussi les organites du pôle apical jouent un rôle important dans l’invasion du globule rouge sain et de nombreuses protéines parasitaires sont secrétées sur la surface du mérozoïte durant les étapes de l’invasion (Alaganan et al., 2017).

Principaux antigènes du mérozoïte

Les mérozoïtes expriment des antigènes membranaires dont certains jouent un rôle clé dans l’invasion érythrocytaire et sont d’intérêt immunologique. C’est le cas des protéines de type MSP (Mérozoïtes Surface Proteins) et AMA (Apical Membrane Antigens). Ils existent huit types de MSPs décrits et ils sont parfois fixés à la surface parasitaire par l’intermédiaire de la GPI (glycosylphosphatidylinositol). C’est le cas des antigènes MSP1, MSP2, MSP4, et MSP5 (Cowman et al., 2012). Les protéines AMA-1 jouent un rôle dans la réorientation apical lors de l’invasion érythrocytaire.

L’antigène MSP1

MSP1 est l’antigène le plus étudié, c’est une protéine complexe de P. falciparum, synthétisée au cours de la schizogonie sous la forme d’un polypeptide précurseur de 200 kDa qui sera exprimé à la surface du mérozoïte intra-érythrocytaire. Après sa synthèse, MSP1 est ancrée à la membrane plasmique du mérozoïte par le GPI ; elle y est associée à d’autres protéines comme MSP6 et MSP7. Elle va subir une première protéolyse avant la rupture des schizontes pour donner quatre fragments: MSP1-83, MSP1-30, MSP1-38 et MSP1-42. A la suite d’un deuxième clivage, le fragment de MSP1-42 donne une petite protéine terminale de 19 kDa appelée MSP1-19. Cette dernière restera fixée à la surface du mérozoïte par ancrage à la GPI (Gilson et al., 2006). Très immunogène, MSP1-19 va participer à l’invasion de l’érythrocyte et persistera jusqu’au stade trophozoïte chez l’hématie nouvellement infectée (Langreth and Peterson, 1985)

L’antigène MSP4

MSP-4 est aussi une protéine intégralement ancrée à la membrane parasitaire via la GPI. C’est une protéine de 40 kDa constituée d’environ 272 résidus d’aminoacides et possédant au niveau de son extrémité C-terminale un domaine riche en cystéine, à l’image de MSP-1 (Marshall et al., 1997). Ce domaine appelé EGF-like est indispensable pour une bonne conformation de la protéine. La réactivité de certains sérums humains est fortement réduite lorsque le domaine EGF est replié. En dehors de la molécule complète, deux autres protéines dérivées ont été rapportées: MSP4-30 encore appelés MSP4-mod II et MSP4-20. La protéine MSP4-30 est l’antigène MSP4-40 privé d’un fragment très variable de 30 résidus d’acides aminés au niveau de la partie N-terminale (Polson et al., 2005). MSP4-20 constitue la partie C-terminale de l’antigène MSP4-40. Elle est issue de la protéolyse soit de MSP4-40 ou soit de celle MSP4-30. Ainsi, elle n’est pas produite directement à partir des gènes. Son poids moléculaire est de 20kDa et elle serait très immunogène chez l’animal et chez l’homme (Sanders et al., 2006) (Kedzierski et al., 2000).

L’antigène AMA-1

C’est une protéine localisée dans les micronèmes et jouant un rôle essentiel dans l’invasion des hématies. Son précurseur ayant un poids moléculaire de 83kDa subit une maturation protéolytique avant d’être transporté au niveau du pôle apical du mérozoïte sous forme d’une protéine de 66kDa. Au moment de l’invasion, AMA1-66 est délocalisé à la surface du mérozoïte. La majeure partie de son ecto-domaine, AMA1-66 sera clivée libérant deux fragments: un fragment de 48kDa et un autre de 44kDa. La protéine AMA1 joue un rôle central dans la biologie des Apicomplexa et induit la synthèse d’Ac inhibant de l’invasion. Cette inhibition serait cependant spécifique à la souche (Howell et al., 2001).

Pathologie de l’infection palustre

Les manifestations cliniques du paludisme sont liées directement ou indirectement au cycle parasitaire notamment à la phase de schizogonie érythrocytaire. La gravité des symptômes dépend de l’espèce plasmodiale en cause, de la densité parasitaire et du degré de prémunition de l’hôte affecté.
Deux principales formes cliniques sont observées dans l’infection par P. falciparum : l’accès palustre simple et les accès sévères ou accès pernicieux.

Accès palustres simples

La primo invasion apparaît chez un sujet non immun. Le temps d’incubation est de 7 à 21 jours et parfois plusieurs mois pour P. vivax et P. ovale. Il est cliniquement muet.
Lors de la phase d’état, la fièvre est la manifestation classique. Elle est observée au cours de l’étape sanguine du cycle parasitaire et demeure synchrone à l’éclatement des schizontes intra-érythrocytaires. En effet, cette lyse des globules rouges parasités (GRp) entraîne la libération de mérozoïtes, d’un pigment malarique appelé hémozoïne et de différentes endotoxines aux propriétés pyrogènes comme la GPI. Ces substances sont à l’origine d’une inflammation et d’une fièvre. La crise débute brutalement par des frissons intenses et des tremblements. La température corporelle peut atteindre 40 à 41°C dans le paludisme à P. falciparum et persister ainsi pendant 2 à 4h. Elle sera suivie d’une hypersudation. Ces accès de frissons et de fièvre intermittente peuvent devenir périodiques et survenir toutes les 48h pour les infections dues à P. falciparum, P. vivax et P. ovale (fièvre tierce), tandis que pour celles causées par P. malariae l’intervalle entre les crises est de 72h (fièvre quarte). En dehors de la fièvre, on peut observer des céphalées, des douleurs articulaires, des myalgies, une anémie non sévère et même un ictère, accompagné de nausées et de vomissements. Un accès dû à P. falciparum peut à tout moment se transformer en une forme grave chez les enfants et les personnes non immunes.

Formes graves du paludisme

Définition et critères de gravité

L’accès pernicieux palustre a été initialement défini par Laveran comme une « forme suraiguë de paludisme à P. falciparum susceptible de tuer rapidement le malade en 36 à 72h lorsqu’un traitement spécifique n’est pas rapidement et correctement institué » [45]. Il touche essentiellement les sujets non immuns. Seule l’instauration rapide d’une prise en charge adaptée en réanimation peut alors permettre une survie du patient (Bruneel et al., 2003). Le décès, quand il survient, est secondaire à la défaillance aigue d’une ou plusieurs grandes fonctions, et ce parfois malgré la mise en place d’un traitement étiologique efficace (WHO, 2000)
En 1990, l’OMS a défini le paludisme grave comme étant la présence de formes asexuées de P. falciparum dans le sang, associée à un ou plusieurs critères mineurs ne permettant pas à eux seuls de parler de paludisme sévère mais devant inciter à la vigilance. En 2000, de nouveaux critères sont de type cliniques ou biologiques, faisant ainsi disparaître la notion de critères mineurs
(Tableaux I et II).

Physiopathologie

Avec les critères de définition établis par l’OMS, les défaillances d’organes caractérisant le paludisme de réanimation ne se limitent pas à la forme cérébrale ou neuropaludisme. Elles font intervenir à la fois le parasite et l’hôte (Idro et al., 2005a). Les progrès récents de l’immunologie, de la biologie moléculaire et de la génétique ont permis une meilleure approche physiopathologique des accès palustres sévères et ouvert la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques (Kirchgatter and Del Portillo, 2005).

Aspects physiopathologiques liés au parasite

La séquestration des GRp par P. falciparum au niveau des capillaires et des veinules post-capillaires a été décrite et trois principaux mécanismes ont été identifiés : la cytoadhérence, le phénomène de « rosetting » et l’autoagglutination.
La cytoadhérence des GRp à l’endothélium vasculaire et aux cellules trophoblastiques du placenta a été le mécanisme le plus rapporté ces dernières années (Coltel et al., 2004). L’existence au niveau des GRp de protubérances membranaires ou « knobs » renfermant des adhésines plasmodiales comme la PfEMP1, expliquerait ce phénomène (Baruch et al., 1999). En effet, ces structures permettraient la fixation sur des ligands des cellules de l’endothélium capillaire ou placentaire, parmi lesquels CD36, l’ICAM-1, la VCAM-1 et la CSA. PfEMP1 est une molécule parasitaire très variable, codée par un gène de la famille var (Ho and White, 1999).
Par l’intermédiaire de ces mêmes protubérances, les GRp peuvent adhérer aux hématies non parasitées pour former des amas appelés rosettes. La protéine PfEMP1 de par son domaine appelé DBL1α serait impliquée dans ce phénomène dit de « rosetting ». Elle se lierait aux récepteurs du complément CR1 présent à la surface des érythrocytes. Ce phénomène a été étudié in vitro sur des lignées cellulaires et varie d’une souche plasmodiale à l’autre. Il demeure fortement corrélé au degré de sévérité des accès (Newbold et al., 1999).
L’autoagglutination des GRp a été observée sur de nombreuses souches de P. falciparum étudiées en culture in vitro. Les GRp se regroupent entre eux et forment des micro-agrégats susceptibles d’obstruer les capillaires profonds. Ce phénomène a été décrit chez des patients porteurs de fortes parasitémies en dehors de tout phénotype d’adhésion parasitaire. Les mécanismes moléculaires prédisposant à la survenue d’une auto agglutination sont encore inconnus (David et al., 1983). Une seule hypothèse mécanique serait néanmoins insuffisante pour expliquer les lésions, surtout cérébrales retrouvées dans le paludisme grave. Il est vrai que la séquestration des GRp par le biais de la cytoadhérence détermine principalement la physiopathologie du paludisme grave cependant, toute fixation des GRp n’entraîne pas obligatoirement une manifestation de gravité. La plupart des cas d’infections palustres donnent lieu à des phénotypes cliniques non compliqués (David et al., 1983).

Aspects physiopathologiques liés à l’hôte

La présence d’un agent infectieux dans l’organisme humain peut entraîner une réaction inflammatoire non spécifique qui limite les conséquences de l’infection avant que les phénomènes immunitaires ne neutralisent totalement le pathogène. Lorsque cette réaction inflammatoire devient excessive et inadaptée, elle peut entraîner des dysfonctions et défaillances d’organes caractéristiques d’un sepsis et pouvant conduire au décès, malgré la disparition de l’agent infectieux (Bone et al., 1992).
Dans le paludisme à P. falciparum, certains antigènes parasitaires comme RESA et la GPI faciliteraient ce phénomène par le recrutement de macrophages et la libération de nombreuses cytokines pro-inflammatoires comme TNF-α, IL-1, IL-6. Le TNF-α est un acteur important, qui injecté aux souris reproduit la plupart des manifestations cliniques et biologiques du paludisme grave de l’homme (Grau et al., 1989). Chez l’homme, il a été démontré que les taux élevés de cette cytokine étaient corrélés au degré de sévérité des accès, à la parasitémie et même à la mortalité (Grau et al., 1989; Kwiatkowski et al., 1990). Le TNF-α induirait une surexpression de molécules d’adhésion par les cellules endothéliales ce qui facilite le phénomène de cytoadhérence précédemment décrit (Grau et al., 1991) (Orago and Facer, 1993). En association avec l’IFNγ, il favoriserait l’expression de la NO synthase par les monocytes et la production endothéliale de NO qui jouerait un rôle dans la survenue du neuropaludisme (Doolan and Hoffman, 1999) (Doolan and Hoffman, 1999; Ockenhouse and Shear, 1984).

Manifestations cliniques et biologiques

En zone de forte endémicité palustre, les formes palustres graves sont plus fréquentes chez l’enfant de moins de 5 ans et le sujet non-immun, tandis qu’en zone hypo-endémique, toutes les classes d’âge sont concernées. Causé surtout par l’espèce P. falciparum, le paludisme grave consiste en un ensemble varié de syndromes associés à une mortalité élevée. Le coma, les convulsions, l’anémie sévère et la détresse respiratoire sont des manifestations très souvent décrites chez les enfants. Chez l’adulte non immun, la forme sévère est caractérisée par une atteinte de plusieurs organes tels que le rein donnant même une insuffisance rénale (Kochar et al., 2006; Sahu et al., 2010). Le pronostic est défavorable lorsque plusieurs symptômes apparaissent ensemble chez les enfants (Reyburn et al., 2005) (Jallow et al., 2012).
Les atteintes neurologiques consistent surtout au paludisme cérébral qui est une complication neurologique majeure de l’infection à P. falciparum. Caractérisée surtout par un coma ou des convulsions, elle est associée à une mortalité élevée. Ces convulsions se retrouvent chez les enfants (Idro et al., 2005a). La rétinopathie dite « du paludisme » associe des hémorragies, une décoloration des vaisseaux rétiniens (blanchiment des rétines) et un œdème papillaire. Ces différents signes peuvent être observés chez les enfants africains qui développent le paludisme cérébral (Taylor et al., 2004). La séquestration des GRp réduisant le flux sanguin micro-vasculaire et/ou déclenchant une inflammation et une pathologie locale, est considérée comme un événement essentiel dans la survenue du paludisme cérébral (Craig et al., 2012). Néanmoins, lorsque l’infection est contrôlée, la récupération neurologique est souvent complète, notamment chez l’adulte qui montre moins de séquelles que l’enfant. L’œdème cérébral est rare chez l’adulte, mais peut-être fulgurant et entraîner rapidement le mort. L’imagerie par résonance nucléaire montre souvent une augmentation modérée du volume cérébral qui serait liée à la séquestration des formes parasitaires dans les vaisseaux cérébraux (Looareesuwan et al., 1995).
Au plan cardiovasculaire, l’hypotension artérielle d’origine hypovolémique est pratiquement constante alors que la fonction myocardique est remarquablement conservée (Charoenpan et al., 1990). Un état de choc classique appelé « algid malaria » est rarement observé (Saissy et al., 2000) avec une pathogénie discutée et faisant intervenir une hypovolémie, l’ action de toxines plasmodiales et une probable surinfection bactérienne (Clark, 1978).
S’agissant des atteintes rénales, caractérisées par une diurèse < 12 ml/kg/24h, une créatininémie élevée par rapport à l’âge malgré une réhydratation initiale, elles sont rares chez l’enfant et réversibles en 2 à 3 semaines (Imbert et al., 1997; Weber et al., 1999). De type tubulo-interstitiel, elle est multifactorielle et serait liée surtout à la cytoadhérence, un état de choc, une hémolyse, une coagulation intravasculaire disséminée (CIVD) et une rhabdomyolyse (Sinniah and Lye, 2000). Dans un modèle murin, le rôle des cytokines sur le tubule rénal et sur l’interstitium est également démontré. Chez l’enfant, l’évolution est en effet le plus souvent favorable spontanément et sans séquelles (Weber et al., 1999).
Les atteintes hépatiques constituent un réel problème dans la prise en charge des cas graves en réanimation. L’ictère est quasi-constant chez l’adulte ; en règle générale, il est modéré et peut se limiter à un simple subictère conjonctival (WHO, 2000). Il résulterait de l’hémolyse mais aussi d’une altération des fonctions de conjugaison hépatique et d’élimination biliaire (Ayyub M., 2000).
Les atteintes métaboliques sont caractérisées par une acidose lactique. Pouvant être liée à une glycolyse anaérobie, une diminution des transports d’oxygène, une altération des mécanismes d’oxydoréduction ou une diminution de la clairance hépatique du lactate (van Hensbroek et al., 1996). Elle peut aussi être liée à l’insuffisance rénale aigue notamment en cas d’anurie. L’acidose métabolique et le taux du lactate semblent avoir une bonne valeur pronostique tant en zone d’endémie que lors du paludisme grave d’importation (Hanson et al., 2010; WHO, 2000).
Une hypoglycémie profonde est surtout observée chez l’enfant. C’est un facteur de mauvais pronostic et qui se définit par un taux sanguin de glucose < 2,2 mmol/L (WHO, 2000). Elle doit être systématiquement recherchée en cas de troubles de la conscience ou de convulsions. Elle relève de plusieurs mécanismes comme une inhibition de la néoglucogenèse sous l’effet du TNF-α (Kawo et al., 1990; White et al., 1987).

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LE PALUDISME
I. HISTORIQUE
II. Epidémiologie de l’infection palustre
II.1. Paludisme dans le monde
II.2. Paludisme au Sénégal
III. BIOLOGIE DU PARASITE
III.1. Agents pathogènes
III.2. Vecteurs
III.3. Cycle de vie de Plasmodium falciparum
III.3.1. Cycle chez l’homme
III.3.2. Cycle chez l’anophèle femelle
IV. ULTRASTRUCTURE ET ANTIGENES DU MEROZOÏTE
IV.1. Ultra-structure du mérozoïte
IV.2. Principaux antigènes du mérozoïte
IV.2.1. L’antigène MSP1
IV.2.2. L’antigène MSP4
IV.2.3. L’antigène AMA-1
V. Pathologie de l’infection palustre
V.1. Accès palustres simples
V.2. Formes graves du paludisme
V.2.1. Définition et critères de gravité
V.2.2. Physiopathologie
V.2.2.1. Aspects physiopathologiques liés au parasite
V.2.3. Manifestations cliniques et biologiques
VI. IMMUNITE ANTI-PALUSTRE
VI.1. Notion de prémunition
VI.2. Immunité Innée
VI.3. Immunité adaptative
VI.3.1. Rôles des lymphocytes T CD4+ et T CD8+
VI.3.2. Rôles des lymphocytes B et des anticorps
DEUXIEME PARTIE
I. OBJECTIFS
I.1. Objectif général
I.2. Objectifs spécifiques
II. MATERIELS ET METHODES
II.1. Type et période d’étude
II.2. Recrutement et critères de sélection des patients
II.3. Recueil des données clinico-biologiques
II.4. Matériels
II.4.1. Equipements de laboratoire et petits matériels
II.4.2. Tampons et réactifs chimiques
II.4.3. Sérums témoins
II.5. Sérums testés
II.6. Antigènes étudiés
II.6.1. L’antigène MSP1
II.6.2. L’antigène MSP4 20
II.6.3. L’antigène MSP3
II. 7. Dosage des anticorps sériques
II.8. Analyses statistiques des résultats
III. RESULTATS
III.1. Caractéristiques de la population d’étude
III.1.1. Caractéristiques générales
III.1.2. Comparaison des données clinico-biologiques
III.2. Analyse des réponses anticorps suivant la forme clinique
III.2.1. Comparaison des taux d’anticorps en fonction de la forme clinique
III.3. Analyse des réponses anticorps suivant la période de recrutement et l’issue des formes palustres graves
III.3.1. Comparaison des taux d’IgG suivant la période de recrutement
III.3.2. Comparaison des taux d’IgG suivant l’issue dans le paludisme grave
III.3.3. Evolution de la relation entre les taux d’IgG et l’issue du paludisme grave au cours des années d’étude
III.4. Relation entre les réponses anticorps suivant l’âge, la période et l’issue dans le paludisme grave
IV. DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES

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