Ampleur du paludisme et de la resistance du p.falciparum

LE PALUDISME 

Définition

Endémie parasitaire majeure, le paludisme ou malaria est une érythrocytopathie fébrile et hémolysante due à un hématozoaire du genre Plasmodium, transmis par un moustique femelle du genre Anopheles [74].

Ampleur du paludisme et de la resistance du P.falciparum

Le paludisme constitue un problème de santé publique majeur dans près de 100 pays dans le monde (figure 1), comptant au total quelques 2.4 milliards de personnes, soit 41 % de la population mondiale qui est exposé au risque du paludisme. L’incidence de la maladie est estimée entre 300 et 500 millions de cas cliniques chaque année dont plus de 90% surviennent en Afrique au sud du Sahara [201]. La mortalité due au paludisme est estimée entre 1.5 et 2.7 millions de décès par an. Une grande partie de ces décès survient parmi les enfants de moins de cinq ans d’Afrique, notamment dans les zones rurales où la population a un faible revenu et n’a pas accès aux services de santé. Le paludisme tue un enfant toutes les trente secondes (suite à un neuropaludisme ou une anémie) soit entre 190 000 et 974 000 décès d’enfants de moins de cinq par an [139]. Chaque année, on recense au moins 30 millions de grossesses chez les femmes vivant en zone impaludée d’Afrique et 10.000 décès maternels dans les zones de transmission stable du paludisme. En zone de transmission instable, le paludisme est responsable d’avortement spontané, de décès néonatal et d’insuffisance pondérale à la naissance [193]. L’impact économique du paludisme était évalué à 3,6 milliards de dollars US en l’an 2000. [174]. Le paludisme est à la fois une maladie de pauvreté et une cause de pauvreté. Le paludisme d’aéroport et celui d’importation sont devenus des problèmes majeurs ces dernières années en particulier dans les pays occidentaux où la population est non immune. A titre d’exemple en 2004 la France avait enregistré 7.000 cas de paludisme d’importation dont 20 décès.

La chloroquinorésistance fut rapportée pour la première fois en 1959 en Colombie par Young et Moore puis au Venezuela et au Brésil, douze ans après le début de sa commercialisation [38]. En 1961, la Thaïlande enregistre les premiers cas d’échec thérapeutique à la NIVAQUINE®, principal médicament utilisé en prophylaxie antipaludéenne [84]. A partir de ces deux foyers originels, elle s’est étendue à une grande partie des états de l’Amérique latine, du sud-est asiatique, à la chine et en Inde [164] (Figure 2). La résistance à la chloroquine fut décrite en Afrique de l’Est, en 1978 au Kenya et en Tanzanie [38] puis en1985 en Afrique centrale au Cameroun avec une prévalence de 51% [35]. En Afrique occidentale, la chloroquinorésistance se développe de façon nette avec un taux de 22% au Sénégal [170], 16% en Guinée [24], 41% au Burkina [79], 46% au Bénin [38], 21,4 % en Cote d’Ivoire dont 44,5% de souches mutées dhfr-108 [7], 65.7% de mutation pfcrtT76 au Mali [202]. L’émergence de la résistance de P.falciparum à la chloroquine en Afrique tropicale est associée à une forte augmentation de la mortalité palustre et le risque de décès palustre chez les enfants de 0 à 9 ans été multiplié par 2 voire par 5 dans la plupart des contextes épidémiologiques de l’Afrique tropicale [203], [218]. On observe de fois des épidémies de paludisme liées à la résistance du Plasmodium comme au Mali (kidal) et en Djibouti [185].

Le parasite et son cycle biologique 

Le parasite

Le paludisme humain est causé par quatre espèces de Plasmodium : P.falciparum, P.vivax, P.ovale et P.malariae. C’est le 6 novembre 1880 qu’Alphonse Laveran (1854-1922) découvre le Plasmodium à Constantine (Algérie) dans le sang de malades atteints de fièvres palustres [118]. P.Knowlesi vient d’être décrit comme la cinquième espèce plasmodiale capable d’infecter l’homme. L’hôte naturel de P.Knowlesi est le singe macaque (Macaca fasicularis et Macaca nemestrina) mais il peut être transmis à l’homme par Anopheles balabacensis et peut déclancher un paludisme sévère avec une forte anémie [212]. Le genre Plasmodium comprend plus de 120 espèces. Chacune de ces espèces est transmise par un vecteur spécifique et infeste un nombre limité d’hôtes. Parmi les plasmodies qui infectent les simiens, P.Cynomolgi infecte le macaque, P.knowlesi a pour hôte le chimpanzé, P.brasilianum infecte le singe saïmiri et P.coatneyi a pour hôte le singe Aotus. Parmi les plasmodies murines, citons P.chabaudi, P.Bergei, P.vinckei et P.yoelli.

Taxonomie du Plasmodium

La systématique des Plasmodium établie par Levine en 1988 [194], puis amendée par Cox en 1991 fait la classification suivante :
– Règne : Protozoaires :
– Embranchement : Apicomplexa ou Sporozoaires
– Classe : Heamosporidea
– Ordre : Haemosporida
– Famille : Plasmodidae.
– Genre : Plasmodium
– Espèce : sp.

P.falciparum, P.malariae, P.vivax, P. ovale et P Knowlesi infectent l’homme.

Biologie du Plasmodium 

Le Plasmodium est une cellule eucaryote très polymorphe au cours de son cycle biologique. Alors que le mérozoïte (figure 3) est une petite cellule ovoïde de 1,5 à 2 µm de long pour un diamètre de 1µm, le sporozoïte et l’ookinète sont des cellules allongées ou fusiformes de 15 à 20µl de longueur (Figure 4). Les formes invasives que sont les sporozoïtes, les mérozoïtes et l’ookinète sont dotées d’apicomplexe. Par contre, le trophozoïte, le schizonte et les gamétocyte sont des formes de croissance [191]. Le complexe apical est constitué de :
– Trois anneaux polaires,
– Deux rhoptries : organites volumineux reliés par un canal commun,
– Les micronèmes et les grains denses.

Le cortex cellulaire est constitué d’une membrane plasmique doublée sur la face interne et d’un cytosquelette microtubulaire. Rhoptries, micronèmes et granules denses contiennent différentes enzymes qui sont déversées dans la cellule hôte au cours de l’invasion cellulaire et conduisent à la formation d’une vacuole parasitophore .

Des études ultrastructurales ont montré que malgré la différence de taille, le mérozoïte présente une organisation similaire à celle des autres formes invasives du Plasmodium.
– le cytoplasme : Le cytoplasme du Plasmodium contient une seule mitochondrie dont les crêtes sont très développées au cours du stade sporogonique, des granules denses, un plastide et de très nombreux ribosomes. Les ARN ribosomaux constituent 80 à 90% des ARN totaux et les ARN messagers (ARNm) polyadénylés représente 1 à 5% [91]. Le cytosquelette intervient non seulement dans la formation des fuseaux mitotiques, la migration des chromosomes mais aussi dans la morphogenèse. La vacuole digestive particulièrement développée au stade trophozoïte assure la digestion de l’hémoglobine.
– la membrane cytoplasmique : Elle est composée de phospholipides et de protéines de structure très polymorphes qui interviennent dans le mécanisme de prémunition (CSP, LSP, MSP) et d’échappement du parasite.
– le noyau : les différents stades du cycle endoérythrocytaire du Plasmodium sont haploïdes et l’utilisation de l’électrophorèse en champs pulsés, a permis de dénombrer 14 chromosomes [106]. Il y’a au moins cinq stades de synthèse d’ADN dans le cycle biologique des plasmodies :
❖La schizogonie pré érythrocytaire chez l’hôte vertébré,
❖La schizogonie érythrocytaire chez l’hôte vertébré,
❖La microgamétogénèse chez le moustique vecteur,
❖La méiose chez le moustique vecteur,
❖La schizogonie sporogonique chez le moustique vecteur .

Notons que l’on trouve de l’ADN dans la mitochondrie (6kb) provenant du macrogamète et qui régule le cytochrome ainsi que de l’ADN (35 Kb) dans le plastide. Le processus d’invasion cellulaire d’un hépatocyte par le sporozoïte ou du globule rouge par le mérozoïte est séquentiel et complexe, s’effectuant en plusieurs étapes :
● Reconnaissance de la cellule hôte par le stade invasif,
● Réorientation puis
● Pénétration dans la cellule hôte .

Métabolisme du Plasmodium

Métabolisme protidique

Le métabolisme du parasite dépend en grande partie de la digestion de l’hémoglobine. La digestion de l’hémoglobine se fait à l’intérieur de la vacuole digestive du parasite. Lorsque le mérozoïte pénètre à l’intérieur du globule rouge, il baigne dans de l’hémoglobine qu’il utilise pour assurer sa propre croissance. Le parasite ingère l’hémoglobine par son cytosome et l’introduit dans sa vacuole à pH acide. Par ses hydrolases, dont la plasmepsine II, le parasite décompose l’hémoglobine en globine qui lui procure des acides aminés, et en hème source du fer qui est transformée en hémozoïne par une hème-polymérase. La digestion de l’hémoglobine laisse des déchets insolubles, formés d’hématine et de ferriprotoporphyrine combinés à des résidus partiellement dégradés de globine et quelques protéines parasitaires dont HRP2 (Histidin rich Protein). C’est ce qui forme le pigment appelé hémozoïne. Celle-ci est phagocytée par des macrophages qui deviennent mélaniphéres. Comme l’hème est potentiellement une molécule toxique, son agrégation sous forme de cristaux d’hémozoïne représente un moyen très efficace de détoxification. D’autre part le parasite synthétise d’importante quantité d’histones qui entrent dans la composition des ribosomes ainsi que des antigènes de surface de nature protéique telles la CSP (circum sporozoïte protein) et MSA (merozoïte surface antigen).

Métabolisme des acides nucléiques

Les purines du Plasmodium dérivent des érythrocytes car le parasite utilise une voie métabolique qui convertie l’hypoxanthine érythrocytaire en inosine monophosphate puis en guanine et adénosine. En effet, l’adjonction d’hypoxanthine dans le milieu de culture du Plasmodium est très bénéfique à leur développement et prolonge la vie des gamétocytes [179]. Par contre le Plasmodium est capable de synthétiser ses bases pyrimidiques à partir de l’acide folique. Deux enzymes parasitaires sont impliquées dans cette voie métabolique :
❖La dihydrofolate réductase – thimidilate synthétase (DHFR-TS) qui est une enzyme bifonctionnelle et
❖La dihydroptéroate synthétase (DHPS).

L’action synergique des antifoliques (les sulfamides) et des antifoliniques (la pyriméthamine et le proguanil) s’expliquent par inhibition respective de la DHPS et de la DHFR.

Métabolisme glucidique

Les parasites intra érythrocytaires ne possèdent pas de réserve de glycogène ou d’autres polysacharides et dépendent par conséquent du glucose comme principale source d’énergie. Toutes les plasmodies utilisent la voie du catabolisme anaérobie d’Embden Meyerhof. Cependant, l’utilisation du glucose par le parasite n’est pas très efficace car l’oxydation s’arrête au niveau de l’acide lactique. Ceci a pour conséquence une importante production de lactate. Toutes les enzymes de la voie de glycolyse ont été identifiées et représentent des isoenzymes différentes de celles de l’hôte dont la LDH (Lactate déshydrogénase). Cette voie aboutit non seulement à la production du ribose mais surtout à la production d’une importante quantité de NADH utilisé pour lutter contre le stress oxydant des radicaux libres. L’ATP joue un rôle très important dans les métabolismes plasmodiaux et érythrocytaires. La teneur en ATP des globules rouges de singe augmente parallèlement à celle de la parasitémie due à P.cynomolgi [36]. La voie des pentoses est fonctionnelle, cependant l’activité de la G6PD (glucose 6 phosphate déshydrogénase) parasitaire est limitée, ce qui explique que le Plasmodium se développe mal in vitro dans des érythrocytes déficitaires en G6PD. Cependant, il existe des doutes sur la présence ou l’absence d’un cycle de Krebs chez le Plasmodium et il a été suggéré que le parasite préfère utiliser une voie métabolique dérivant de l’oxaloacétate plutôt que le cycle de Krebs pour la production d’aspartate, de glutamate, de malate et de citrate.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
1. CONTEXTE DE L’ETUDE
2. PROBLEMATIQUES
2.1. RESISTANCE MOLECULAIRE ET PALUDISME GRAVE
2.2. CARTOGRAPHIE ET MISE EN PLACE D’UN RESEAU DE SURVEILLANCE
2.3. TRANSMISSION ANOPHELIENNE ET RESISTANCE MOLECULAIRE
2.4. ETUDE DU POLYMORPHISME DU PFATPASE 6 AU NIGER
3. APPROCHE METHOLOGIQUE
I. GENERALITES
1. LE PALUDISME
1.1. DEFINITION
1.2. AMPLEUR DU PALUDISME ET DE LA RESISTANCE DU P.FALCIPARUM
2. LE PARASITE ET SON CYCLE BIOLOGIQUE
2.1. LE PARASITE
2.1.1. Taxonomie du Plasmodium
2.1.2. Biologie du Plasmodium
2.1.3. Métabolisme du Plasmodium
2.2. LE CYCLE BIOLOGIQUE DU PLASMODIUM
2.2.1. La transmission moustique-homme
2.2.2. La transmission homme-moustique
3. LES VECTEURS ET LA TRANSMISSION DU PALUDISME
3.1. CYCLE BIOLOGIQUE DES ANOPHELES
3.2. LA TRANSMISSION DU PALUDISME ET NOTION DE PALUDOMETRIE
4. LES MOLECULES ANTIPALUDIQUES
4.1. LES AMINO-4-QUINOLEINES
4.1.1. La chloroquine
4.1.2. L’amodiaquine
4.2. LES ARYLMETHANOLS
4.2.1. Les arylméthanols de synthèse : la méfloquine
4.2.2. Les dérivés phénanthrènes : l’halophantrine
4.3. LES ANTIFOLATES
4.3.1. Les inhibiteurs de la dihydrofolate réductase
4.3.2. Les inhibiteurs de la dihydroptéroate synthétase
4.4. LES ANTIPALUDIQUES D’ORIGINE VEGETALE
4.4.1. La quinine et ses dérivés
4.4.2. Artémisinine et ses dérivés
4.5. LES COMBINAISONS THERAPEUTIQUES
4.5.1. Définition et justification
4.5.2. Justification
5. MODE D’ACTION DES ANTIPALUDIQUES
5.1. MODE D’ACTION DES LYSOSOMOTROPES
5.1.1. Mode d’action des 4-amino-quinoléines
5.1.2. Mode d’action des amino-alcools
5.1.3. Mode d’action l’artémisinine
5.2. MODE D’ACTION DES ANTIMETABOLITES
5.2.1 Mode d’action des antifoliques
5.2.2 Mode d’action des antifoliniques
5.2.3 Mode d’action des gamétocytocides
6. MECANISME DE RESISTANCE AUX ANTIPALUDIQUES
6.1. DEFINITION ET EVOLUTION DE LA RESISTANCE AUX ANTIPALUDIQUES
6.2. MECANISMES DE LA RESISTANCE AUX ANTIPALUDIQUES
6.2.1 Mécanisme de la résistance à la chloroquine
6.2.2 Mécanisme de la résistance aux antifolates
6.2.3. Mécanisme de la résistance à l’atovaquone
6.2.4. Mécanisme de la résistance à l’artémisinine
7. METHODES D’EVALUATION DE LA CHIMIORESISTANCE
7.1. LA METHODE IN VIVO
7.1.1 Définition et objectif
7.1.2 Mise au point du test standardisé de l’OMS
7.1.3. Méthode d’étude du test standardisé de l’OMS/2001
7.2. LES METHODES IN VITRO
7.2.1 Les tests optiques
7.2.2 Les tests isotopiques
7.2.3 Les tests enzymatiques ou colorimétriques
7.3. LA METHODE IN GENO OU MOLECULAIRE
7.4. NOTION DE « GENOTYPE FAILURE INDEX OU GFI»
8. LES FACTEURS DE RESISTANCE
8.1. FACTEURS TENANT AU PARASITE
8.2. FACTEURS MEDICAMENTEUX
8.3. FACTEURS TENANT A L’HOTE
8.4. FACTEURS TENANT AUX VECTEURS
8.5. FACTEURS TENANT A L’ENVIRONNEMENT
9. ETAT ACTUEL DE LA RESISTANCE EN AFRIQUE DE L’OUEST
9.1. EPIDEMIOLOGIE GENERALE DE LA RESISTANCE AUX ANTIPALUDIQUES
9.1.1. La résistance à la chloroquine et l’amodiaquine
9.1.2. La résistance à la sulfadoxine-pyriméthamine
9.1.3. La résistance à la quinine et à la méfloquine
9.2. ETAT ACTUEL DE LA RESISTANCE MOLECULAIRE EN AFRIQUE DE L’OUEST
II. SITUATION EPIDEMIOLOGIQUE DU PALUDISME AU NIGER
1. CADRE D’ETUDE
1.1. Endémie palustre au Niger
1.2. Faciès épidémiologiques du paludisme au Niger
1.3. Vecteurs du paludisme au Niger
2. ETAT DE LA CHIMIORESISTANCE DE PLASMODIUM FALCIPARUM AU NIGER
III. MATERIEL ET METHODE
1. RESISTANCE MOLECULAIRE ET PALUDISME GRAVE
1.1. SITE D’ETUDE ET COHORTE
1.2. PRELEVEMENT SANGUIN
1.3. EXTRACTION D’ADN
1.4. POLYMERASE CHAIN REACTION : PCR
1. 5. ELECTROPHORESE
1. 6. RESTRICTION ENZYMATIQUE : RFLP
1. 7. ANALYSE STATISTIQUE
2. CARTOGRAPHIE ET RESEAU DE SURVEILLANCE : RSRA
2. 1. ZONE D’ETUDE
2. 2. COLLECTE DES ECHANTILLONS
2. 3. CONFIRMATION BIOLOGIQUE DES CAS PRESOMPTIFS
2. 4. AMPLIFICATION GENIQUE ET RESTRICTION ENZYMATIQUE : PCR/RFLP
2. 5. ANALYSE STATISTIQUE
3. TRANSMISSION ANOPHELIENNE ET RESISTANCE MOLECULAIRE
3.1. SITES D’ETUDE
3.2. METHODOLOGIE
3.3. ANALYSE STATISTIQUE
4. ETUDE DU POLYMORPHISME DU GENE PFATPASE 6 AU NIGER
4.1. SITE D’ETUDE ET ECHANTILLONNAGE
4.2. PCR ET SEQUENÇAGE
4.3 ANALYSE STATISTIQUE
IV. RESULTATS
1. RESISTANCE MOLECULAIRE ET PALUDISME GRAVE
1.1. CARACTERISTIQUE D’ECHANTILLONNAGE
1.2. LES MUTATIONS PFCRTK76T ET PFDHFRS108N
1.3. RELATION ENTRE MUTATIONS ET LES DIFFERENTS PROFILS CLINIQUES
1.3.1. Neuropaludisme et symptômes neurologiques
1.3.2. Anémie sévère palustre
1.3.3. Hyperparasitèmie
1.3.4. Hypoglycémie
1.4. LIEN ENTRE MORTALITE ET LES MUTATIONS PFCRT76T ET DHFR108N
2. CARTOGRAPHIE ET RESEAU DE SURVEILLANCE
2.1. CARACTERISTIQUES DE L’ECHANTILLON
2.2. PREVALENCES DES MUTATIONS PFCRTK76T ET DHFRS108N
2.3. DISTRIBUTION SPATIALE DES MUTATIONS
3. TRANSMISSION ET RESISTANCE MOLECULAIRE
3.1. CARACTERISTIQUES DE L’ECHANTILLON ET CODONS MONOMORPHES
3.2. CODONS POLYMORPHES ET PREVALENCE DES SNPS
3.3. LA RESISTANCE SELON LES VILLAGES
3.4. DYNAMIQUE DE LA RESISTANCE MOLECULAIRE
3.5. RESISTANCE SELON L’AGE, LA DENSITE PARASITAIRE ET LE SEXE
4. ETUDE DU POLYMORPHIME DU GENE PFATPASE6
4.1. CARACTERISTIQUE DE L’ECHANTILLONNAGE
4.2. CODONS POLYMORPHES ET PREVALENCES GLOBALES DES MUTATIONS
4.3. ANALYSE BIVARIEE CODONS SELON LA DENSITE, SEXE, VILLAGE,ANNEE
V. DISCUSSION
VI. PERSPECTIVES
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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