Mesure de l’activité inhibitrice de la croissance parasitaire des IgG

Introduction

  Le paludisme constitue la parasitose la plus importante au monde de part sa prévalence. Malgré les grandes avancées enregistrées dans la lutte contre le paludisme au cours de la décennie écoulée, celui-ci demeure un problème majeur de santé publique dans les pays en voie de développement. En effet, l’impact du paludisme a considérablement diminué ces dernières années dans de nombreux pays [1]. Néanmoins, l’OMS estime que 219 millions de cas de paludisme et 660.000 cas de décès ont été recensés à travers le monde, 90% de ces cas surviennent en Afrique subsaharienne et particulièrement chez les enfants de moins de cinq ans [1]. Au Mali, cette affection représente 34 % de l’ensemble des motifs de consultation dans les centres de santé et hôpitaux. Le paludisme constitue la première cause de morbidité (32,4%) et de mortalité (45,7%) chez les enfants de moins de cinq ans [2]. Le paludisme à Plasmodium falciparum reste l’un des plus grands problèmes mondiaux de santé [1]. La mortalité associée à cette maladie est soupçonné d’avoir sélectionné de façon évolutive l’hémoglobine (Hb)S (β6 Glu à Val) en Afrique . Cette hypothèse est étayée par des études épidémiologiques montrant que hétérozygotie pour HbA de l’adulte et la forme « faucille » HbS (HbAS, le trait drépanocytaire) protège les enfants des pays tropicaux contre le paludisme graves qui met la vie en danger [3]. Alors que certaines études [3-5] ont trouvé que HbAS protège également contre le paludisme à P. falciparum non compliqué, cela n’a pas été une conclusion consistante [6]. Plusieurs mécanismes sont proposés pour expliquer comment HbAS confère une protection contre le paludisme, y compris : (i) l’invasion restreinte des parasites et/ou de la croissance dans les érythrocytes HbAS, en particulier dans des conditions de faible pression en oxygène, (ii) la phagocytose accrue des érythrocytes HbAS parasités par les macrophages, et (iii) une mauvaise cytoadhérence de érythrocytes HbAS parasités à l’endothélium microvasculaire et d’a d’autres cellules hôtes [7]. Une étude récente chez la souris a suggéré que la modulation des niveaux du monoxyde de carbone par l’HbS pourrait également exercer des effets de protection antipalustre [8]. En plus de ces facteurs innés, les études actuelles ont démontré que l’immunité acquise peut également contribuer au mécanisme de protection[9, 10]. Les études de transfert passif chez les enfants africains atteints de paludisme à P. falciparum ont vérifié l’importance des anticorps IgG immunitaire dans la clairance de la parasitémie au stade sanguin [11]. Cependant, les mécanismes effecteurs de cette protection initiée par les IgG et l’impact des variants d’Hb sur les réponses de protection IgG n’ont pas été complètement élucidés.

Modalités de transmission du paludisme au Mali

  Le paludisme constitue la première cause de mortalité et de morbidité au Mali [2]. Il est particulièrement endémique dans les régions du centre et du sud et épidémique dans les régions désertiques du nord. Il y a une extrême variabilité de la situation épidémiologique en fonction des faciès géo-climatiques. Au Mali, il existe cinq modalités épidémiologiques de transmission du paludisme [[17]] :
 la zone de transmission saisonnière longue de quatre à six mois au Sud correspondant à la région Soudano-guinéenne (régions de Sikasso, sud des régions de Ségou, Koulikoro et Kayes). Le paludisme y est holoendémique avec un indice plasmodique supérieur à 75% de juin à novembre ;
 la zone de transmission saisonnière courte de quatre mois dans les régions de la savane nord soudano-sahélienne (régions de Mopti, nord des régions de Ségou, Koulikoro et Kayes). Le paludisme y est hyper-endémique avec un indice plasmodique variant entre 50 et 75% ;
 la zone subsaharienne au Nord où la transmission est sporadique voire épidémique (régions de Tombouctou, Gao et Kidal). L’indice plasmodique est inférieur à 5% ;
 la zone du delta inférieur du fleuve Niger (Office du Niger) et les zones de retenue d’eau et de riziculture (barrages de Sélingué et Mantali) où la transmission est bimodale voire plurimodale en début de la saison des pluies, au cours de la période de décrue et de mise en eau des casiers rizicoles. Le paludisme est de type mésoendémique avec un indice plasmodique inférieur à 40% ; et
 le milieu urbain, en particulier Bamako et Mopti, qui est impropre à l’impaludation (pollution des gîtes larvaires, automédication élevée, etc.). Le paludisme y est de type hypo-endémique avec un indice plasmodique inférieur à 10%. Relation entre le trait drépanocytaire et l’immunité humorale antipalustre chez les enfants Maliens possèdent des cycles biologiques similaires, parmi lesquelles quatre sont inféodées à l’homme à savoir :
 Plasmodium falciparum : c’est la plus répandue et la plus redoutable surtout en Afrique. Il représente 80 à 95% de la formule parasitaire. Il est transmis pendant toute l’année avec des recrudescences saisonnières dans les régions tropicales. Cette transmission s’interrompt lorsque la température chute en dessous de 18°C. Son incubation est de 7 à 12 jours et il est responsable des formes cliniques graves.
 Plasmodium vivax : cette espèce se rencontre surtout en Amérique du Sud et en Asie. Il est rarement observé en Afrique noire où la majorité de la population sont du groupe sanguin érythrocytaire Duffy négatif. Sa période d’incubation est de 11 à 13 jours. Elle est responsable de la fièvre tierce bénigne et des rechutes.
 Plasmodium malariae: elle se rencontre en Afrique de façon sporadique et sa période d’incubation est plus longue que les autres, environ 15 à 21 jours. Cette espèce est responsable de la fièvre quarte bénigne. Parfois, elle peut entraîner des complications rénales.
 Plasmodium ovale : elle sévit surtout en Afrique intertropicale et dans certaines régions du Pacifique. Son incubation est de 15 jours mais peut être plus longue. Elle provoque la fièvre tierce et son évolution est bénigne mais est responsable des rechutes au même titre que P. vivax.
Enfin une cinquième espèce, Plasmodium knowlesi, responsable du paludisme chez le singe a été retrouvée infectant l’homme dans les conditions naturelles en Malaisie [18].

Formes cliniques du paludisme

Accès palustre simple Les symptômes du paludisme commencent à se prononcer à partir du stade intraérythrocytaire du cycle de développement du parasite. La fièvre, lors de l’accès simple survient au moment de la lyse des hématies qui libèrent les mérozoïtes, l’hémozoïne (pigment malarique) et d’autres antigènes parasitaires. Pendant longtemps on a cru que le pigment malarique se comportait comme un pyrogène stimulant le centre hypothalamique thermorégulateur. Actuellement, il apparaît que la fièvre n’est pas propre au parasite lui-même, mais est due à des cytokines libérées par les macrophages et les cellules endothéliales de l’hôte [32]. Toute une série de cytokines peuvent avoir un effet pyrogène telles que l’IL-1, l’IL-6 et la lymphotoxine β ; mais c’est le TNF-α dont le lien avec la fièvre a été le mieux établi [33, 34]. Ces cytokines se comportent comme des pyrogènes endogènes en stimulant le centre thermorégulateur hypothalamique. La fièvre n’apparaît que lorsque la parasitémie atteint un seuil critique, variable d’un sujet à l’autre et d’une souche de parasite à l’autre. Ce seuil est appelé seuil pyrogène. L’allure de la fièvre est variable. Au cours des accès de primo invasion, le cycle érythrocytaire est généralement non synchronisé ; la fièvre prend alors une allure continue ou irrégulière selon la parasitémie. Lorsque les cycles se synchronisent progressivement, la fièvre revêt alors son caractère de type de fièvre intermittente, tierce ou quarte [32]. Au cours de l’infection palustre, le système phagocytaire débarrasse l’organisme non seulement des pigments malariques mais aussi des débris érythrocytaires ce qui aboutit à l’hépato-splénomégalie [35].

Accès palustres graves et compliqués Seule l’espèce Plasmodium falciparum et dans certains cas P. vivax sont responsables du paludisme grave et compliqué. Ces cas graves s’observent chez les sujets non immuns (jeunes enfants, femmes enceintes, expatriés, sujets vivants en zone hypoendémique). Les concepts physiopathologiques du paludisme grave font intervenir deux phénomènes interdépendants :
 la séquestration des hématies parasitées,
 le phénomène immunologique.
La séquestration, Elle aboutit à une obstruction du microcapillaire par les globules rouges. Trois mécanismes concourent à ce phénomène : l’auto-agglutination, la formation de rosettes « ou rosetting » et la cytoadhérence. Le phénomène de l’auto- agglutination, L’auto-agglutination des hématies parasitées a été observée sur de nombreuses souches de P. falciparum étudiées en culture au laboratoire. Il s’agit d’un regroupement des érythrocytes infectés entre eux pour former des micros agrégats susceptibles d’obstruer les capillaires profonds. Ce phénomène a été observé chez les patients porteurs de forte parasitémie en dehors de tout phénotype d’adhésion. Les mécanismes moléculaires qui prédisposent à sa survenue sont encore mal connus. Le phénomène de formation des rosettes « ou rosetting », Les hématies parasitées ont la faculté d’attirer au tour d’elles des hématies saines pour former des rosettes : c’est le phénomène de « rosetting ». La formation des rosettes est la conséquence de la liaison entre les ligands parasitaires (PfEMP1) présents à la surface des hématies infectées et leurs récepteurs sur les globules rouges non infectés. Plusieurs récepteurs pour les ligands parasitaires (PfEMP1) ont été décrits à la surface des globules rouges. On peut citer entre autres, le récepteur-1 du complément (CR1/CD35), les trisaccharides des groupes sanguins A et B, le CD36, le PECAM-1/CD31. Les anticorps (IgM et IgG) et certains composants du complément (C3b et C4b) jouent aussi un rôle dans ce phénomène à travers le CR1. Il aboutit à la formation d’un agrégat qui contribue à l’obstruction des petits vaisseaux sanguins. Ce phénomène a été bien étudié in-vitro sur des lignées cellulaires (fibroblastes). Il varie d’une souche plasmodiale à l’autre et est corrélé au degré de sévérité du paludisme [36, 37]. La formation de rosettes constitue un mode de protection pour le parasite contre le système phagocytaire de la rate et exerce un effet délétère pour l’hôte par blocage du flux sanguin. Le phénomène de cytoadhérence, La cytoadhérence des hématies parasitées à l’endothélium vasculaire ou aux cellules trophoblastiques placentaires est le mécanisme qui a été le mieux étudié ces dernières années. Ce phénomène permet au Plasmodium de se développer plus facilement grâce à un environnement gazeux favorable et d’échapper à la clairance splénique. Les hématies parasitées expriment à leur surface des protubérances (knobs) qui semblent jouer un rôle important dans leur adhésion aux cellules endothéliales. Il s’agit de protubérances protéiniques auxquelles sont incorporés des antigènes plasmodiques. Parmi ces antigènes plasmodiques on peut citer la PfEMP-1 et 2 (Plasmodium falciparum Erythrocyte Membrane Protein 1 et 2) ; la PfHRP-1 (Plasmodium falciparum Histidin Rich Protein) ou KAHRP (Knob-Associated Histidin-Rich Protein), RESA (Ring Erythrocyte Surface Antigen) et EDM (Knob-  Associated Histidin-Rich Protein), RESA (Ring Erythrocyte Surface Antigen) et EDM  (Electron-Dense- Material). Parmi les protéines parasitaires associées aux knobs, PfEMP-1 est le ligand parasitaire le mieux caractérisé. PfEMP-1 interagit avec des récepteurs spécifiques au niveau des cellules endothéliales vasculaires et du syncytiotrophoblaste, comme l’ICAM-1 (Inter Cellular Adhesion Molecule-1), le CD36, le VCAM-1 (Vascular Cell Adhesing Molecular1) le CD31 ou PECAM-1et le CSA (Chondroitin Sulfate A) [38]. L’adhésion des hématies parasitées à ces récepteurs entraîne leur séquestration à l’intérieur de la microcirculation. La séquestration permet aux hématies parasitées d’échapper à la clairance splénique et contribue à la gravité du paludisme. Elle entraîne aussi une obstruction des micro-vaisseaux surtout au niveau cérébral qui semble être la principale cause du neuropaludisme. La séquestration entraînerait aussi une dilatation des micros vaisseaux par la libération du monoxyde d’azote (NO), responsable de l’œdème cérébral et pulmonaire.

Caractéristiques de l’immunité antipalustre

  Le rôle de l’immunité se situerait à cheval entre les manifestations du paludisme et leurs conséquences sur les différentes populations à risque. Dans les régions d’endémie palustre comme le Mali, les défenses immunitaires déterminent l’installation d’une sorte d’équilibre entre les populations humaines et celles du parasite. Une infection simple peut persister pendant des mois avec une parasitémie périphérique qui se caractérise par une alternance de phases avec et sans parasitémie détectable [[39, 40]. On peut alors se demander pourquoi le système immunitaire n’est pas capable d’endiguer plus rapidement l’infection palustre ? L’immunité est l’ensemble des facteurs et processus qui protègent l’organisme contre les micro-organismes et autres substances étrangères ou contre des constituants de l’organisme devenus anormaux. La réponse immunitaire dirigée contre P. falciparum est le résultat de plusieurs milliers d’années de coévolution entre le parasite et son hôte. L’immunité palustre est une résistance contre l’infection palustre par des procédés qui impliquent la destruction du Plasmodium et la restriction de sa multiplication [41]. Elle est d’installation d’autant plus rapide que les individus vivent dans les zones endémiques. Dans les régions ayant une transmission annuelle stable, les enfants nés de mères semi-immunes seraient protégés contre la maladie pendant les six mois de leur première année de vie par les anticorps maternels. Cette immunité s’estompe au cours du temps et l’on observe chez l’enfant, après le sixième mois de sa vie, une augmentation de la sensibilité au paludisme [31]. Cette protection semble être associée à la présence des immunoglobulines G (IgG) maternelles. Le taux d’IgG diminue à partir de la naissance et sur la première année de vie. Alternativement, la protection des enfants peut être associée à des inhibiteurs de la croissance parasitaire tels que la lactoférrine et l’IgA sécrétoire retrouvées dans le lait maternel [42] ou tout simplement par la présence de l’hémoglobine fœtale (HbF) qui persiste jusqu’à 6 mois après la naissance.

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Table des matières

Remerciements et dédicaces
Dédicaces
Liste des figures
Liste des sigles et abréviations
1. Introduction  
2. Objectifs 
2.1. Objectif General
2.2. Objectifs spécifiques
3. Généralités sur le paludisme et les hémoglobinopathies 
3.1. Définition du paludisme
3.2. Epidémiologie
3.2.1. Modalités de transmission du paludisme au Mali
3.2.2. Agent pathogène
3.2.3. Vecteur
3.2.4. Le cycle de développement
3.3. Physiopathologie
3.3.1. Signes cliniques
3.3.2. Formes cliniques du paludisme
3.3.4. Caractéristiques de l’immunité antipalustre
3.4. Difficultés des stratégies de contrôle du paludisme
3.5. Vaccins anti-palustres
3.5.1. Différents types de vaccins antipalustres
3.5.2. Antigènes candidats vaccins antipalustres
3.6. Hémoglobinopathies
3.6.1. Paludisme et hémoglobine C
3.6.2. Paludisme et hémoglobine S
4. Méthodologie 
4.1. Cadre de l’étude
4.1.1. Situation
4.1.2 Végétation/hydrographie/climat
4.1.3. Infrastructures socio-sanitaires
4.1.4. Activités socio-économiques et culturelles
4.2. Critères d’inclusion et de non inclusion
4.2.1. Critères d’inclusion
4.2.2. Critères de non inclusion
4.3. Types d’étude et techniques de laboratoire utilisées
4.3.1. Etude de cohorte et prélèvements sanguins
4.3.2. Mesure des titres d’IgG spécifiques d’antigène par ELISA
4.3.3. Mesure de l’activité inhibitrice de la croissance parasitaire des IgG par le test L’inhibition de croissance (GIA)
4.4. Gestion et analyse statistique des données
4.5. Variables mesurées
4.6. Considérations éthique et déontologique
5. Résultats 
6. Commentaires et discussion 
7. Limites de notre étude 
8. Conclusion et recommandations 
8.1. Conclusion
8.2. Recommandations
9. Références Bibliographiques 
10. Fiche signalétique 
11. Annexes 
11.1. Détermination du Taux d’hémoglobine
11.2. Détermination du groupe sanguin ABO
11.3. Détermination du type d’Hémoglobine avec le D-10
11.4. Détection de la délétion 3.7-kb responsable de l’alpha-thalassémie par PCR
11.5. SOP de la technique ELISA utilisée pour le dosage d’anticorps anti-AMA1, antiMSP1, anti-EBA175 et anti-MSP2

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