Soutenance mémoire
Hémoglobine S (drépanocytose)
La drépanocytose ou anémie falciforme est une maladie génétique récessive autosomique. C’est une maladie rare sauf dans certaines régions notamment l’Afrique équatoriale, certaines régions de l’Inde et le pourtour méditerranéen. Cette affection est un syndrome hémolytique dû à un défaut de synthèse de la chaîne bêta de l’hémoglobine. Il s’agit d’une mutation ponctuelle au niveau de la position 6 de gène de la chaine bêta globine, c’est-à-dire la séquence GAG est remplacée par la séquence GTG ce qui conduit au remplacement de l’acide glutamique par la valine conduisant au remplacement de l’HbA par l’HbS (Williams and Mackey, 1949). Par conséquent, dans la condition d’hypoxie, l’hémoglobine perd sa forme et sa fonctionnalité pour prendre la forme en faucille incapable de survivre dans cette condition, d’où l’hémolyse aboutissant à une anémie. Les sujets homozygotes (Hb SS) ont la drépanocytose généralement fatale au jeune âge, les sujets hétérozygotes (Hb AS) n’ont généralement pas d’anomalie clinique, Il a même été suggéré que cette forme pourrait conférer un avantage de protection contre certaines formes de paludisme (Lehmann and Raper, 1949).
La distribution géographique du paludisme et du gène drépanocytaire supporte cette suggestion (Lehmann and Raper, 1949), mais aussi les études épidémiologiques et cliniques réalisées dans les zones endémiques du paludisme en confirment (Beet, 1949). En effet, les premières observations entre le trais drépanocytaire et le paludisme provenaient de la Rhodésie du Nord où Beet notait que le parasite du paludisme était moins fréquent dans le sang des sujets ayant le trais drépanocytaire (Beet, 1949). Le mécanisme par lequel le trais drépanocytaire protège contre le paludisme à P. falciparum n’est pas totalement élucidé, mais les principaux facteurs sont la falciformation accélérée facilitant l’élimination des cellules infectées de la circulation (Luzzatto et al., 1970) et la mauvaise croissance parasitaire. Cette croissance est normale dans les hématies AS exposées à 17% d’oxygène mais les parasites meurent à 3% d’oxygène en quelque jours (Friedman, 1978).
Hémoglobine C
L’hémoglobine C est retrouvée à travers l’Afrique de l’ouest surtout sur le plateau Voltaïque. Elle est asymptomatique chez les sujets hétérozygotes et ne comportant qu’une hémolyse extrêmement modérée souvent accompagnée d’une grosse rate chez les sujets homozygotes. C’est une affection génétique à transmission récessive, il s’agit d’une mutation ponctuelle au niveau de la position 6 de la chaine β globine, c’est-à-dire, la séquence GAG est remplacée par AAG conduisant au remplacement de l’acide Glutamique par la Lysine par conséquent l’HbA est remplacé par l’HbC. La coïncidence de la distribution géographique de cette affection génétique érythrocytaire avec celle d’endémie palustre passée ou présente suggère qu’elle est impliquée dans la protection contre le paludisme. En effet, l’HbC Hétéro- et Homozygote protègent tous contre le paludisme sévère ; mais il semble que cette protection soit élevée pour les sujets homozygotes (Mockenhaupt et al., 2004a). Une étude menée sur 4348 sujets au Burkina Faso suggère une réduction de 29 à 93% de risque de paludisme clinique chez les sujets respectivement de type d’HbC hétérozygotes et homozygotes (Modiano et al., 2001). Certaines études récentes ont démontré l’effet protecteur de cette hémoglobinopathie contre le paludisme grave, comme l’étude réalisée au Mali chez les Dogon, qui a démontré que l’HbAC était associée à approximativement 80% de réduction du risque de paludisme grave (Agarwal et al., 2000) Aucun cas de paludisme grave n’a été observé chez les 7 sujets homozygotes CC inclus dans cette étude. Ce résultat montre que les sujets homozygotes sont plus protégés que les sujets hétérozygotes (Agarwal et al., 2000). Le mécanisme de protection induite par l’HbC n’est pas élucidé mais une étude récente à démontré deux mécanismes :
Thalassémies
Le terme grec « thalassémie », qui signifie “la mer” reflète la fréquence élevée de la thalassémie dans les populations italienne et costale grecque. Présentement, le terme thalassémie est utilisé pour décrire un groupe de désordres de synthèse des chaines de la globine. Alpha-thalassémie réfère aux anomalies de synthèse de la chaine alpha et la beta-thalassémie reflète une synthèse défectueuse de la chaine beta de la globine (Luo et al., 2005) . Les thalassémies sont les plus fréquentes des maladies mendéliennes de l’homme et constituent un problème majeur de santé publique. Elles incluent un groupe de désordres cliniques qui résultent d’une mauvaise production des chaines alpha et beta de la globine, suite à une suppression ou autres perturbations des gènes de la globine sur les chromosomes 11 et 16. Il existe un large spectre de phénotypes cliniques, reflétant le nombre de variants génétiques qui existent, et vu la grande complexité par le faite que l’alpha-globine est produite par deux gènes identiques, HBA1 et HBA2. Globalement, les thalassémies homozygotes sont des maladies graves ou mortelles alors que les hétérozygotes sont bien portants avec une anémie mineure. Une exception à cette règle arrive quand soit l’un des deux gènes HBA1 ou HBA2 est perturbé, mais pas les deux à la fois de telle manière qu’une certaine production de l’alpha-globine est possible. Ceci est connue comme alpha+-thalassémie, et les alpha+-thalassémie homozygotes ont seulement des anémies modérées (Weatherall and Clegg, 2001). L’alpha-thalassémie et dans un degré mineur, la beta-thalassémie sont toutes deux protectrices contre l’infection palustre, bien que peu d’études supportent l’avantage sélectif des thalassémies comparée à d’autres polymorphismes du globule rouge.
Les thalassémies sont des maladies génétiques caractérisées par une diminution de synthèse des chaînes de globine due à une anomalie de leurs gènes de régulation. Les thalassémies sont extrêmement fréquentes et marquées par une répartition géographique particulière. Elles déterminent le plus souvent l’anémie hypochrome, microcytaire, génétiquement déterminées sur le mode autosomal récessif. Des cas sporadiques peuvent s’observer dans toutes les ethnies. Les thalassémies sont la conséquence de mutations des gènes conduisant à un arrêt (αº ou βº- thalassémie) ou une réduction de synthèse (α+ ou β+- thalassémie) d’une chaîne de globine. Il existe 2 types de Thalassémies (α-thalassémies et β-thalassémies), en rapport avec la diminution élective de synthèse de la chaîne α ou de la chaîne β de la globine. L’α-Thalassémie est répandue dans le bassin méditerranéen, en Afrique et dans le sud-est asiatique, la β-thalassémie est particulièrement fréquente dans le sud-est asiatique.
Déficit en G6PD Il y a cinquante ans, trois déficit enzymatiques qui entrainent des maladies chez l’homme ont été identifiés, tous dans les érythrocytes humains. Ces enzymes étaient la catalase (Takahara and Miyamoto, 1948), (Goth et al., 2004), la galactose-1-phosphate uridyltransférase (Isselbacher et al., 1956) et le glucose-6-phosphate déshydrogénase (Alving et al., 1956) . Bien que tous ces déficits aient été découverts au niveau de l’érythrocyte, seul le déficit en glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD) entraine un désordre hématologique, appelé anémie hémolytique. Le gène du G6PD est localisé dans la région télomérique sur le bras long (Xq28) du chromosome sexuel X (Keats, 1983, Pai et al., 1980), Le gène du G6PD comprend treize exons s’étendant sur approximativement 18 kb [33, 34]. La protéine G6PD à un poids moléculaire de 59 kDa, et l’enzyme active est composée variablement de 2 à 4 sous-unités identiques de 515 aminoacides (Martini et al., 1986) . Le G6PD est une enzyme cytoplasmique, appelé “house-keeping” (Une enzyme impliquée dans les fonctions de base nécessaires à la subsistance de la cellule. Ces enzymes sont toujours exprimées et de manière constitutive) qui catalyse la première et l’étape limitant le taux de la voie de l’hexose monophosphate pour la synthèse du phosphate de pentose. Cette voie est une importante source de NADPH qui est nécessaire à plusieurs réactions biosynthétiques et est essentielle pour maintenir un niveau adéquat intracellulaire des formes réduites du glutathion et autres groupes sufuldryl.
En préservant et en régénérant les formes réduites du glutathion aussi bien qu’en promouvant la stabilité de la catalase, le NADPH joue un rôle majeur dans l’habilité des cellules à résister au stress oxydatif. La voie de l’hexose monophosphate catalysée par le G6PD est aussi une importante source de ribose lequel est essentiel pour la production des coenzymes nucléotides, la réplication des acides nucléiques et, dès lors la division cellulaire (Sodeinde, 1992). L’importance biologique du G6PD est soulignée par le fait que cette enzyme a été détectée virtuellement dans chaque type de cellule chez les organismes contemporains (Vulliamy et al., 1992) . En Afrique, le G6PD est essentiellement un polymorphisme tri-allélique. Le G6PD B, le variant normal associé à une activité enzymatique normale ou 100%, est l’allèle le plus fréquent, avec des fréquences de 60-80%. Le G6PD A lequel a 90% de l’activité du G6PD B est le second allèle fréquent avec une fréquence entre 15-40%. Le troisième allèle lequel est l’allèle déficient fréquent en Afrique est le G6PD A-. C’est le variant de classe III avec une activité enzymatique de 12%, et il varie en fréquence entre 0% et 25% (Mehta et al., 1989).
Le G6PD A- est unique car il contient deux mutations. Le premier au niveau du nucléotide 376 (exon 5), lequel seul donne naissance au G6PD A (Vulliamy et al., 1988) est une substitution d’adénine pour la guanine qui résulte en substitution d’aminoacide de l’asparagine par l’aspartate alors que la seconde mutation, généralement une substitution de la guanine par l’adénine au nucléotide 202 (exon 4), conduit à la substitution de la valine par la méthionine (Hirono and Beutler, 1988). Bien que la substitution 202 du nucléotide compte pour au moins 95% du variant moléculaire du G6PD A- en Afrique, dans une minorité d’individus deux autres alternatives sites de mutation ont été identifiés à la position 680 (exon 7) et 968 (exon 9 ; (Hirono and Beutler, 1988, Beutler et al., 1989)). La substitution à la position 376 encode le changement de G6PD B en G6PD A tandis que la substitution 202 qui différencie l’allèle A avec 85% d’activité enzymatique de l’allèle A-avec 12% d’activité (Hirono and Beutler, 1988, Beutler et al., 1989).
L’enzyme de référence est dénommée G6PD (B +) dont l’activité enzymatique est de 100% avec une fréquence de 60-80% dans la population. Le variant (A+) a une fréquence de 15-40% avec une activité enzymatique de 80%, elle diffère de (B+) par un nucléotide en position 376 de la séquence nucléotidique (l’adénine est remplacée par la guanine). Cette mutation n’a pas de conséquence clinique et ne confère pas de résistance au paludisme (Ruwende et al., 1995). Le variant (A-) rencontrée dans la population noire notamment en Afrique, sub-saharienne, atteint typiquement des fréquences de près de 25% dans les populations vivant en zones d’endémie palustre. Ce variant a une activité enzymatique de 12% (Luzzatto, 1995) et a été décrit comme un facteur de réduction du risque de paludisme grave pour les hétérozygotes femelles et les mâles hémizygotes (Ruwende and Hill, 1998). L’allèle (A-) diffère de (A+) par un nucléotide en position 202 (la guanine est remplacée par l’adénine) (Hirono and Beutler, 1988) et la conséquence de cette mutation se traduit: – sur le plan du métabolisme cellulaire, par une accumulation des ions peroxydes (H2O2) entraînant la mort des cellules, – sur le plan clinique par une anémie hémolytique, – sur le plan biochimique par un déficit de l’activité enzymatique de la G6PD.
La distribution géographique du déficit en G6PD est consistante avec une sélection évolutive récente par le paludisme (Ganczakowski et al., 1995), et l’analyse de la structure haplotypique du locus G6PD supporte cette hypothèse de sélection récente positive (Tishkoff et al., 2001)(Sabeti et al., 2002). Ce qui supporte l’hypothèse selon laquelle il existerait une relation entre ce déficit et le paludisme ; mais, cette hypothèse suscite plusieurs questions. Premièrement, est-ce que le déficit en G6PD protège contre le paludisme, si oui, quel degré de protection contre le paludisme simple, le paludisme sévère ou les deux ? Deuxièment, si ce désordre est protecteur, quel est son degré de protection, et les hommes et les femmes avec des génotypes déficients ont-ils des protections similaires ? Des études épidémio-cliniques ont apporté des éléments de réponse à ces questions, comme celle de Gille et Fletcher qui ont trouvé une activité enzymatique déficiente du G6PD corrélée à une protection contre le paludisme grave chez les enfants Nigérians (Gilles et al., 1967) . Une étude effectuée en Gambie et au Kenya chez les enfants a démontré que le déficit en G6PD (dans sa forme G6PD A-) est associée avec approximativement 46 à 58% de réduction de développer le paludisme sévère chez les femelles hétérozygotes et les mâles hémizygotes (Ruwende et al., 1995). Le mécanisme de protection conféré par le déficit en G6PD est mal connu. Cependant, les résultats de certaines étude ont démontré une mauvaise croissance de P. falciparum dans les érythrocytes déficients (Roth et al., 1983) et une réplication réduite de parasites dans les érythrocytes déficients en G6PD mais les parasites paraissent contourner ceci en élaborant leur propre G6PD (Luzzatto et al., 1969)(Usanga and Luzzatto, 1985).
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Table des matières
DEDICACE
REMERCIEMENT
HOMMAGE AUX MEMBRES DU JURY
ABREVIATIONS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
1.INTRODUCTION
2. OBJECTIFS
2.1. Objectif Général
2.2. Objectifs spécifiques
3. GENERALITE SUR LE PALUDISME
3.1. Epidémiologie
3.1.1. Groupe à risque
3.1.2. Cycle de développement du parasite
3..1.2.1. CYCLE CHEZ LE MOUSTIQUE (SPOROGONIE ; FIGURE1 C
3.1.2.2. CYCLE CHEZ L’HOMME
3.1.2.3. CYCLE DANS LA POPULATION
3.2. Physiopathologie du paludisme
3.2.1. Accès palustre simple
3.2.2. Accès palustre grave et compliqué
3.3. Variants génétiques et protection contre le paludisme
3.3.1. RAPPEL SUR L’HEMOGLOBINE NORMALE
3.3.2. Hémoglobine anormale et les hémoglobinopathies
3.3.2.1. HEMOGLOBINE S (DREPANOCYTOSE)
3.3.2.2. HEMOGLOBINE C
3.3.2.3. THALASSEMIES
3.3.2.4. DEFICIT EN G6PD
3.3.2.5. GROUPES SANGUINS ABO
3.4. Problématique socio-économique du paludisme
3.5. Difficultés de la prévention et du traitement
3.5.1. Médicaments antipaludiques
3.5.1.1. DERIVES DE L’ARTEMISININE
3.5.1.2. ASSOCIATIONS A BASE D’ARTEMISININE
3.5.1.3. PRINCIPE DES CTA
3.5.2. Vaccins antipalustres
4. MATERIEL ET METHODES
4.1. Cadre d’étude
4.1.1. Situation géographique, climat et végétation
4.1.2. Infrastructures socio-sanitaires
4.1.3. Activités socio-économiques et culturelles
4.2. Population d’étude et échantillonnage
4.3. Critères d’inclusion et de non inclusion
4.3.1. Critères d’inclusion
4.3.2. Critères de non inclusion
4.4. Méthodes de collecte et de gestion des données
4.5. Variables mesurées
4.6. Examens de laboratoires utilisées
4.7. DEFINITION DES TERMES
4.7.1. Alpha-thalassémie
4.7.2. Beta-thalassémie
4.7.3. Classification des variants G6PD
4.7.4. Variants de la beta-globine (HbS et HbC)
4.7.5. Anémie
4.8. Considérations éthiques et déontologiques
4.8.1. Risques et effets secondaires potentiels.
4.8.2. Compensation
4.8.3. Diffusion des résultats
4.9. Gestion et analyse des données
5. RESULTATS
5.1. Résultats globaux
5.2. Caractéristiques sociodémographiques
5.3. Résultats analytiques
6. COMMENTAIRES ET DISCUSSION
6.1. Au plan méthodologique
6.2. Distribution des variants d’hémoglobine dans notre population d’étude
6.3. Distribution du groupe sanguin ABO dans notre population d’étude
6.4. Distribution du déficit en G6PD dans notre population d’étude
6.5. Distribution de l’alpha-thalassémie dans notre population d’étude
6.6. Taux moyen d’hémoglobine par variant génétique
6.7. Limites de notre étude
7. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
7.1. Conclusion
7.2. Recommandations
FICHE SIGNALETIQUE
9. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
10. ANNEXE
10.1. Détermination du Taux d’hémoglobine
10.2. Détermination du groupe sanguin ABO
10.3. Détermination du type d’Hémoglobine avec le D-10
10.4. Détection de la délétion 3.7-kb responsable de l’alpha-thalassémie par PCR
10.5. Détection de la mutation 202 A/G responsable du déficit en G6PD par PCR
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