Soutenance mémoire
La lutte contre le paludisme
En raison de l’ampleur désastreuse de la maladie, plusieurs stratégies de lutte sont utilisées, principalement par deux approches : d’une part la lutte contre le parasite par des mesures curatives et préventives, et d’autre part la lutte contre le vecteur, visant à réduire la densité et longévité des vecteurs et le contact homme-vecteur.
La lutte antiparasitaire
Le traitement chimiothérapique curatif
Face à la baisse d’efficacité des traitements monothérapeutiques liée à la résistance du parasite aux molécules antipaludiques usuelles, les combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine (CTA, en anglais ACT : Artemisinin-based Combinaison Therapy) ont été recommandées par l’OMS comme traitement de première intention pour le paludisme simple (WHO 2002). Il s’agit de deux molécules à effet complémentaire : un dérivé de l’artémisinine très efficace mais avec une très courte demi-vie (l’artéméther, l’artésunate ou dihydroartémisinine) combiné avec une autre molécule à longue demi-vie mais à action lente (telle que l’amodiaquine, la luméfantrine, la pipéraquine ou la pyronaridine). Cependant, des cas d’échecs thérapeutiques aux CTA ont été rapportés dans certaines zones endémiques, notamment au Cambodge et en Thaïlande (Dondorp et al. 2010).
La chimiothérapie préventive
De plus en plus, mais dans certaines conditions de transmission, l’OMS recommande la chimiothérapie préventive.
– La chimioprophylaxie antipalustre : il s’agit de l’utilisation de médicaments antimalariques à doses sub-thérapeutiques, à des intervalles de temps donnés pour les voyageurs non immuns devant séjourner en zone d’endémie palustre.
– Le traitement préventif intermittent basé sur l’administration régulière à des intervalles de temps déterminés de doses thérapeutiques de médicaments antimalariques à des sujets sans tenir compte de la présence ou non de parasites, en zone et/ou période de forte transmission.
La thérapie vaccinale
Un vaccin efficace contre le paludisme serait une avancée majeure pour l’éradication de la maladie. Cependant, sa mise au point s’avère très compliquée. Ceci est en partie lié aux différentes formes que prend le parasite au cours de son cycle, et au polymorphisme observé pour la plupart des antigènes (Mahajan et al. 2005). A ce jour, aucun vaccin efficace n’est disponible mais plusieurs candidats vaccins ciblant des antigènes de différents stades parasitaires sont en cours d’évaluation. La figure 2 répertorie et regroupe par stade parasitaire les différents antigènes susceptibles de constituer des candidats vaccins (Tongren et al. 2004). Trois phases du développement parasitaire sont ainsi ciblées par les vaccins en cours d’élaboration :
– la phase pré-érythrocytaire pour bloquer l’infection humaine par les moustiques infectants ;
– la phase sanguine (mérozoïte) pour éliminer les parasites et bloquer l’infection des hématies;
– la phase sexuée pour interrompre le cycle de transmission et limiter la propagation de la maladie. Ces derniers, appelés vaccins bloquant la transmission font l’objet de cette thèse.
Parmi les candidats vaccins en cours d’évaluation, le vaccin RTS,S/AS basé sur la protéine de surface circumsporozoite (CSP) est le plus avancé. Actuellement, il est en essai clinique de phase 3 dans 7 pays africains y compris le Burkina Faso (une équipe de l’IRSS). Les premiers résultats révèlent une efficacité de 57% chez les enfants de 5 à 17 mois (Agnandji et al. 2011) et 35% en moyenne chez les nouveaux nés de 6 à 12 semaines (Agnandji et al. 2012), et les résultats définitifs sont attendus pour 2014. Un autre candidat vaccin, FMP2.1/AS02A, est une protéine recombinante (FMP2.1) basée sur l’antigène 1 de la membrane apicale (AMA1). Ce vaccin est actuellement en phase 2 d’essai clinique au centre du Mali, à Bandiagara. Les résultats de la phase 1 montrent une bonne immuno-tolérance et une immunogénécité chez les volontaires vaccinés (Thera et al. 2011).
Nouvelles stratégies : bloquer le développement du parasite chez le vecteur
Les résistances accrues du parasite à la chimiothérapie et du vecteur aux insecticides compromettant le contrôle du paludisme, la communauté scientifique s’est orientée vers d’autres alternatives pour la lutte contre le paludisme. Ainsi, le concept de bloquer la chaine de transmission homme – moustique est apparu, avec l’idée d’éliminer le parasite chez le moustique. Connue sous l’appellation d’Intervention Bloquant la Transmission (TBI pour Transmission Blocking Intervention), cette approche ancienne connait un regain d’intérêt actuellement face au succès limité des autres stratégies. Les interventions bloquant la transmission peuvent être de plusieurs formes.
Utilisation de microorganismes bloquant la transmission
Il a été rapporté que certains microorganismes de la flore intestinale du moustique, principalement des bactéries et microchampignons, ont une activité inhibitrice sur le développement des Plasmodium par des mécanismes encore peu connus (Dong et al. 2009; Fang et al. ; Hughes et al. 2011; Cirimotich et al. 2011a; Cirimotich et al. 2011b; Boissiere et al. 2012). Des études cherchent à évaluer les interactions entre microorganismes pour éventuellement exploiter leurs potentiels de blocage du parasite comme stratégie de contrôle biologique. En pratique, il s’agirait de sélectionner, produire et introduire de tels microorganismes dans les gites larvaires naturels dans l’optique d’obtenir des moustiques sauvages intégrant cette microflore capable de bloquer le développement parasitaire. Cela permettrait alors de diminuer la transmission vectorielle (Beard et al. 1998).
Approches utilisant des moustiques génétiquement modifiés
Le concept de moustique génétiquement modifié vise à mettre au point des moustiques réfractaires aux infections à Plasmodium, en se basant sur l’insertion de gènes d’intérêt sous le contrôle d’un promoteur dans le génome du moustique. Ces gènes seraient sélectionnés pour leur capacité à générer des moustiques réfractaires à l’infection plasmodiale et leur effet limité sur la valeur sélective (fitness) du moustique. Le transgène devra être exprimé dans les tissus adéquats (l’intestin, corps gras ou glandes salivaires,) pour cibler le parasite durant son développement (Ito et al. 2002; Yoshida & Watanabe 2006; Chen et al. 2007). Des études ont montré la faisabilité à l’échelle du laboratoire (Sumitani et al. 2013), mais la question cruciale demeure la diffusion des transgènes dans les populations naturelles de moustiques, considérant les contraintes liées à l’éthique, à l’écologie, à la génétique et la biologie évolutive du système vecteur/parasite.
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Table des matières
Résumé
Introduction
Chapitre 1 : Généralités
I. Le paludisme
I. 1. Signes cliniques de la maladie
I. 2. Le diagnostic biologique
I. 2.1. La microscopie
I. 2.2. La Réaction de Polymérisation en Chaîne (P.C.R)
I. 2.3. Les tests de diagnostic rapides
II. Les Plasmodium
II. 1. Systématique
II. 2. Cycle biologique
III. Les anophèles
III.1. Systématique
III.2. Biologie
IV. La lutte contre le paludisme
IV.1. La lutte antiparasitaire
IV.1.1. Le traitement chimiothérapique curatif
IV.1.2. La chimiothérapie préventive
IV.1.3. La thérapie vaccinale
IV.2. La lutte anti-vectorielle
IV.3. Nouvelles stratégies : bloquer le développement du parasite chez le vecteur
IV.3.1. Utilisation de microorganismes bloquant la transmission
IV.3.2. Approches utilisant des moustiques génétiquement modifiés
IV.3.3. Médicaments bloquant la transmission
IV.3.4. Vaccins bloquant la transmission (TBV)
V. Biologie de la transmission
V.1. Gamétocytogénèse
V.2. Gamétogenèse et fécondation
V.3. Oocinète
V.4. Oocyste – sporozoïte
V.5. Quelques aspects physiologiques importants du développement sporogonique
V.6. Facteurs influençant le développement sporogonique
V.6.1. Facteurs liés au parasite
V.6.2. Facteurs liés au moustique
V.6.3. Facteurs liés à l’homme
VI. Le vaccin bloquant la transmission pour lutter contre le paludisme
VI.1. Evolution du concept des TBV
VI.2. Principe et mode d’action
VI.3. Les atouts dans la recherche de vaccins bloquant la transmission
Chapitre 2 : Objectifs de l’étude, design et méthodologie générale
I. Objectifs de l’étude
I.1 Contexte
I.2. Problématiques
I.3. Objectifs
II. Design de l’étude
III. Spécimens biologiques et processus d’obtention
III.1. Système de laboratoire : P. berghei-An. stephensi
III.2. Système vectoriel naturel : Plasmodium falciparum-Anopheles coluzzii
III.2.1. Le parasite
III.2.2 Moustiques vecteurs
IV. Les candidats vaccins à tester
IV.1. Nature et origine du sérum anti-Pfs25 de personne immunisée
VI.2. Nature et origine des anticorps issus de souris immunisées
V. La technique d’infections expérimentales
V.1. Description du dispositif expérimental
V.2. Le protocole d’infection expérimentale
V.2.1. Gorgement des moustiques
V.2.2. Technique de dissection des estomacs de moustiques
VI. Méthodes d’évaluation des candidats TBV
Chapitre 3 : Evaluation de l’efficacité de principaux candidats vaccins bloquant la transmission en conditions semi-naturelles
Introduction
I. Matériel et Méthodes
I.1. Infections expérimentales pour tester le sérum humain anti-Pfs25
I.2. Infections expérimentales pour tester les anticorps de souris immunisées
I.3. Analyses génétiques des isolats naturels de P. falciparum
I. 3.1. Extraction de l’ADN des isolats de Plasmodium
I. 3.2. Génotypage des souches à l’aide de la technique des microsatellites
I. 3.3. Séquençage des gènes Pf25 et Pf230
II. Résultats
II.1 L’efficacité du sérum humain anti-Pfs25 en conditions semi-naturelles
I.1.1. Blocage et réduction de la transmission par le sérum de personne immunisée
II.1.2. l’efficacité du sérum anti-Pfs25 en fonction du niveau de l’infection
II.2. L’efficacité d’anticorps issus de souris immunisées
II.2.1. L’Efficacité comparée des 5 anticorps
II.2.2. Confirmation de la faible efficacité de 3 anticorps
II.2.3. Mesure approfondie de l’efficacité des anticorps Pfs25 et Pfs230
II.2.4. Effet du titre d’anticorps sur la réduction et le blocage de la transmission
II.3. Résumé de l’efficacité des candidats vaccins
II. 4. Une diversité parasitaire sans impact sur l’efficacité des candidats TBV
II.4.1. La structure génotypique de l’infection n’affecte pas l’activité des anticorps
II.4.2 une absence de polymorphisme des gènes Pf25 et Pf230
III Discussion
III.1. Efficacité du sérum humain anti-Pfs25 sur des isolats naturels de P. falciparum
III.2. Efficacité des anticorps issus de souris immunisées
III.2.1. Vaccins à base de virus recombinant
III.2.2. Faible efficacité des anticorps anti-AgAPN1 et anti-Pfs48/45
III.2.3. Pfs25 et Pfs230, deux candidats vaccins prometteurs
Conclusion 1
Chapitre 4 : Relations entre la densité en gamétocytes, le succès de l’infection chez le moustique et l’efficacité des candidats TBV
Introduction
I. Matériel et méthodes
I.1. Expériences avec le système naturel : P. falciparum – An. coluzzii
I.2. Expériences avec le système P. berghei – An. stephensi
I.2.1. Infection des souris et production des gamétocytes
I.2.2. Infection expérimentale des moustiques
II. Résultats
II.1. Système naturel : P. falciparum – An. coluzzii
I.1.1. Résultats globaux
I.1.2. L’infectivité de P. falciparum chez An. coluzzii est positivement corrélée à la
densité gamétocytaire chez les humains.
II.2. Système de laboratoire : P. berghei – An. stephensi
II.2.1 Résultats généraux
II.2.2. Les fortes infections parasitaires des souris, un obstacle au développement
sporogonique de P. berghei chez An. stephensi
II.2.3. L’environnement biochimique est la principale cause de l’inhibition
II.2.4. L’inhibition de l’infectivité a lieu en phase précoce de la sporogonie
II.2.5 L’efficacité de l’anticorps 13.1 dépend de l’infectivité des parasites
II.3. Relations intensité – prévalence – efficacité des TBV
III. Discussion
III. 1 La technique de dilution de gamétocytes, une innovation en matière d’infections
expérimentales
III.2. L’inhibition, facteur de confusion avec l’efficacité des TBV
III.3. L’intensité de l’infection, un paramètre important pour évaluer les TBV
Conclusion 2
Conclusion
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