ETUDE BIOSYSTEMATIQUE DE LEPTADENIA HASTATA ET DE COMBRETUM GLUTINOSOM

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Hémoglobines humaines normales

On en distingue 3 types :
– L’hémoglobine fœtale (HbF) est synthétisée dès la période embryonnaire. A la naissance elle représente 60-80% de l’hémoglobine totale, puis elle diminue à partir du 5ème mois et chez l’adulte il n’en subsiste qu’une faible proportion (jusqu’à 2%) (Fattorusso V. et Al., 2001).
– L’hémoglobine adulte normale ou hémoglobine A1 (HbA1) représente 97% de l’hémoglobine totale chez l’adulte normal. Elle est synthétisée à la fin de la période fœtale et remplace progressivement l’HbF après la naissance.
– L’hémoglobine adulte normale mineure ou hémoglobine A2 représente 1 à 3% de l’hémoglobine totale chez l’adulte.

Quelques hémoglobines humaines anormales

Plus de 500 hémoglobines anormales sont actuellement répertoriées. Le plus souvent, l’hémoglobine anormale est sans conséquence clinique par elle-même, mais dans quelques cas particuliers elle est responsable d’une hémolyse à l’état homozygote (Galactéros F et Al., 1992).
Les anomalies de l’hémoglobine sont soit de type qualitatif soit de type quantitatif.
 Les anomalies qualitatives de l’hémoglobine
En dehors de l’hémoglobine S, qui caractérise la drépanocytose, on peut citer d’autres anomalies de l’hémoglobine pouvant s’exprimer cliniquement :
– L’hémoglobine C est due à une mutation au niveau du 6 ème codon du gène β-globine entrainant la substitution à l’acide glutamique de la lysine sur la chaine β de la globine.
– L’hémoglobine D correspond à plusieurs types de mutations. Nous pouvons citer :
o l’hémoglobine D Punjab ; o l’hémoglobine D Lepore.
 Les anomalies quantitatives de l’hémoglobine ou thalassémies Il s’agit d’un déficit de synthèse portant sur les chaines α (α thalassémies) ou β (β thalassémies).

DÉFINITION DE LA DRÉPANOCYTOSE

La drépanocytose (encore appelée «sickle cell anémia», c’est-à-dire anémie a hématies falciformes est une maladie génétique héréditaire, de transmission autosomique récessive (les gènes mutants doivent être hérités à la fois du père et de la mère) due à une anomalie de l’hémoglobine et caractérisée par des hématies en forme de faucille (Galactéros F., 1997) (Girot R. et Al. 2003).
La drépanocytose associe 4 grandes catégories de manifestations cliniques (Girot R. et Al., 2003). :
– Une anémie hémolytique chronique
– Des phénomènes vaso-occlusifs
– Une susceptibilité extrême aux infections
– La douleur
L’anomalie qui touche la structure primaire de l’hémoglobine est une substitution d’un acide glutamique (chargé négativement, hydrophile) par une valine (acide aminé neutre hydrophobe) due à une mutation d’une base pyrimidique de l’ADN par une base purique : GAG GTG au niveau du 6ème codon du gène β globine sur le chromosome 11. Cette hémoglobine anormale est nommée hémoglobine S (Hb S).
Le gène de la β globine est constitué de deux allèles donc la drépanocytose résulte de la combinaison d’un allèle portant la mutation Glu6 Val avec un autre allèle «normal ou non». Ainsi il existe plusieurs génotypes possibles dont 4 sont prédominants (Annaix V. et Al., 2000) :
– Si le 2ème allèle est «anormal» :
o Le génotype HbS-HbS (70%) Maladie
o Le génotype HbS-HbC (25%) drépanocytaire
o Le génotype HbS-Hb thalassémie (5%)
– Si le 2ème allèle est « normal » :
o Le génotype HbA-HbS : les sujets sont des porteurs sains, on parle de trait drépanocytaire.

Drépanocytose homozygote HbS-HbS

La forme homozygote S/S est la forme de drépanocytose la plus grave et elle s’avère dans de nombreux cas fatale.
A l’électrophorèse, l’HbS (80 à 95%) remplace l’HbA et l’HbF est augmentée (5 à 20%) tandis que le taux d’HbA2 reste stable. Les analyses biologiques de ces patients montrent également une anémie hémolytique chronique d’intensité variable (6 à 10 g/dL), une modification morphologique des globules rouges (en forme de faucille), une hyperleucocytose en dehors de toute infection, une tendance à la thrombocytose, une splénomégalie durant l’enfance laissant place ensuite à une atrophie splénique.
En raison de leur évolution sévère, l’élimination des facteurs déclenchant les crises (toute situation entrainant une hypoxie ou une déshydratation). Un traitement préventif est primordial afin d’éviter une majoration de l’anémie (4 à 5 g/dL), des crises douloureuses de localisation variées (osseuses, ostéo-articulaires, abdominales…) et des complications nombreuses et graves (accident vasculaire cérébral, cardiopathie, ostéonécrose, insuffisance respiratoire, rénale et hépatique, rétinopathie, impuissance, surdité…).

Drépanocytose hétérozygote HbS-HbA

On parle pour ce génotype de trait drépanocytaire puisque les individus ne sont pas malades. Ce sont des porteurs sains qui peuvent transmettre le gène de la maladie.
L’hémogramme est normal et il n’y a pas d’hématies falciformes.
Cette forme, en situation normale, est dans la majorité des cas asymptomatiques. Certains peuvent manifester des atteintes rénales dominées par une hématurie macroscopique et des perturbations de la concentration des urines. Il existe également un risque d’ischémie (falciformation de l’Hb exceptionnelle) lors d’efforts sportifs (intenses en condition d’hypoxie) pouvant aboutir à des lésions musculaires et d’autres anomalies fonctionnelles (infarctus…); ( Annaix V., et Al , 2000 ; Girot R. , Al , 2003)

Drépanocytoses hétérozygotes composites

On définit par ce terme les formes où l’HbS est associée à une autre anomalie de l’Hb. Ces formes sont graves mais souvent atténuées par rapport à la forme homozygote.
– L’hétérozygotie composite HbS-HbC associe l’HbS à une HbC (provenant de la mutation de l’acide glutamique du 6ème codon de la chaine β en lysine). L’électrophorèse montre la présence d’HbS et d’HbC. Il n’y a pas d’HbA. Dans cette forme l’anémie est modérée (10 à 12 g/dL) mais les globules rouges sont très denses en Hb. Les taux de plaquettes et de leucocytes sont normaux.
– L’hétérozygotie composite associant l’HbS à une β-thalassémie est un syndrome drépanocytaire proche de celui de la forme homozygote et les anomalies érythrocytaires sont nombreuses associant celles de la forme homozygote et celle de la β-thalassémie (Annaix V. , et Al. , 2000 ; Girot R., Al. 2003).
Les différentes formes de drépanocytose étant vues, nous allons parler de son épidémiologie dans le monde et au sénégal.

ÉPIDÉMIOLOGIE

Dans le monde

Selon l’OMS, 300 000 enfants naissent dans le monde chaque année avec une anomalie majeure de l’hémoglobine dont la plus fréquente est celle de la drépanocytose. L’allèle S, responsable de l’anomalie, est surtout répandu dans le continent africain (atteignant dans certaines populations la fréquence de 45 %) ; on le trouve également en Inde, en Arabie saoudite et dans d’autres régions du bord de la Méditerranée, en Italie (surtout en Sicile), en Grèce et en Anatolie. En France métropolitaine, 12 000 personnes seraient atteintes d’un syndrome drépanocytaire majeur, 2 000 en Martinique et 1 500 en Guadeloupe.
Les migrations ont accru la fréquence dans le monde (fig. 2), en effet, traitée à tort comme étant la maladie des noires. Elle s’est vite répandue par le nombre croissant des métissages et des migrations sur d’autres continents. (Drépaconseil.org, 2016)

En Afrique

En Afrique, la drépanocytose est l’anomalie génétique la plus fréquente ; 10 à 45 % sont porteurs de l’Hb S et on dénombre entre 200 000 et 300 000 nouveaux nés par an atteints d’un syndrome drépanocytaire majeur (Saliou D., 2012). Elle est surtout présente en Afrique intertropicale dans la « Ceinture Sicklemique de Lehmann », située entre le 15ème parallèle Sud et le 20ème parallèle nord (Fig. 3). La fréquence dans cette région reste supérieure à 10%. En Afrique centrale sa prévalence se situe entre 30 et 40% ; au Gabon la prévalence de la drépanocytose est de 22% (Diop Dione D, 2008). La drépanocytose est une maladie cosmopolite, elle est aussi retrouvée dans les continents d’immigration africaine.

Au Sénégal

Au Sénégal, une étude hospitalière néonatale faite en 2003 retrouvait une prévalence de l’Hb S de 11,1% avec 1, 9% d’homozygotes SS (Diagne I. Al, 2006).
On note que la prévalence de la drépanocytose est estimée à 8 à 10% dans la population générale et que 0,5 % des naissances (1700 par an) sont porteurs de syndrome drépanocytaire majeur (Gomes S., 2011 ; OMS, 2006)

PHYSIOPATHOLOGIE

Trois principaux phénomènes sont impliqués dans la physiopathologie de la drépanocytose :
– Polymérisation de l’hémoglobine S et falciformation du globule rouge
– Déshydratation du globule rouge
– Interaction des globules rouges falciformes avec l’endothélium vasculaire

Polymérisation de l’hémoglobine S et falciformation du globule rouge

La polymérisation de l’hémoglobine s’explique par le fait que la valine 6 qui est un résidu hydrophobe remplace un acide aminé hydrophile, l’acide glutamique. Les globines étant entourées par un film d’eau, la présence d’un site hydrophobe crée un point de « collage » entre 2 molécules d’hémoglobine voisines. Celui-ci s’établit entre la leucine 88 et la phénylalanine 85 d’une chaîne alpha d’une molécule d’hémoglobine et la valine 6 de la chaîne β de l’hémoglobine voisine, d’où la création d’une structure cristalline en fibres. Les dimères HbS/HbS s’assemblent pour former des brins ; qui s’associent en fibres, responsables de la déformation des hématies. La polymérisation est un processus coopératif qui demande un certain délai d’initiation. Il y a donc une course de vitesse entre le temps de passage de l’hématie dans ce goulot d’étranglement qu’est le capillaire et le délai de polymérisation qui transforme un globule flexible en une particule rigide et donc susceptible de rester bloquer.
La succession dans le temps des cycles de polymérisation dépolymérisation aboutit à la modification des caractéristiques physiques du globule rouge lui conférant un aspect en faucille : c’est le phénomène de falciformation caractéristique de la drépanocytose. Elle s’accompagne de modifications majeures de la membrane cellulaire du globule rouge.
La falciformation est au début réversible et disparaît lors de la réoxygénation des globules rouges. Après plusieurs cycles de polymérisation, les lésions membranaires conduisent de façon irréversible à la formation des globules rouges falciformes. Les globules rouges, déformés par ces structures fibreuses tubulaires prennent une forme caractéristique en faucille ou feuille de houx, appelés drépanocytes (Segbena et Al., 1994) (figure 4).

Déshydratation du globule rouge

La falciformation du globule rouge est réversible en cas de réoxygénation. Mais au bout d’un certain temps, les lésions de la membrane érythrocytaire sont à l’origine de la déshydratation, puis de la falciformation irréversible de ce globule rouge. Chez le drépanocytaire, on observe une sortie anormalement élevée de H2O et d’ions K+ (Gardos, 1958). Deux canaux sont impliqués dans ces phénomènes de déshydratation (fig. 5) : Le cotransporteur K-Cl et le canal Gardos (canal K+ activé par le Ca2+).
Les drépanocytes ont une durée de vie de 10 à 15 jours tandis que les globules rouges normaux ont une durée de vie de 120 jours (fig. 5).
Cela s’explique par le fait que les drépanocytes sont fragiles et sont plus rapidement détruits au niveau de la microcirculation splénique (Lefrère, 2005).

Interaction des globules rouges falciformes avec l’endothélium vasculaire

Il a été montré qu’il y avait un processus d’adhérence anormale des hématies falciformées aux cellules de l’endothélium vasculaire suggérant des altérations rhéologiques chez les patients atteints de la drépanocytose (Hoover et Al., 1979).
De plus, l’enchaînement des cycles de falciformation/défalciformation des globules rouges modifient leur potentiel adhésif en augmentant l’expression de certains récepteurs des molécules d’adhésion (Chiang et Al, 2005). Par ailleurs, les sujets drépanocytaires ont un environnement vasculaire pro-inflammatoire propice à l’adhérence des hématies falciformes et des leucocytes. Les leucocytes des patients atteints de la drépanocytose ont également un potentiel adhésif plus important que ceux des sujets sains (Kaul et Al., 2006). L’adhésion à l’endothélium se fait via l’expression des protéines pro-adhésives spécifiques telles que VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1), ICAM-1 (Intercellular Cell Adhesion Molecule-1), P-sélectine et E-sélectine (Manwani , 2013). Il y a donc un enchaînement d’évènements chez les drépanocytaires qui conduit aux crises vaso-occlusives :
– les phénomènes d’adhésion vasculaire ralentissent le flux sanguin et permettent la falciformation des érythrocytes ;
– les hématies falciformées obstruent les microvaisseaux et ces obstructions vasculaires créent une hypoxémie locale, ce qui favorise la polymérisation de l’Hb S.
Le facteur déclenchant une crise vaso-occlusive est donc souvent difficile à identifier. Cependant, lors des crises vaso-occlusives, on observe fréquemment chez les drépanocytaires une surexpression des molécules d’adhésion (VCAM-1, ICAM-1, P-sélectine et E-sélectine) par les cellules endothéliales (Solovey et Al., 1997). Cette adhésion importante proviendrait donc de multiples activations cellulaires (Kaul et Al, 1993) (figure 6).

SYMPTOMATOLOGIE

La vie du drépanocytaire est rythmée par des crises vaso-occlusives de phases inter-critiques et des complications diverses.
L’anémie est la manifestation la plus connue, sans laquelle on ne peut évoquer le diagnostic. C’est une anémie hémolytique chronique (normocytaire, normochrome, régénérative habituellement), aux alentours de 7 à 9g d’hémoglobine/100Ml, (Bégue.P.,1984).
Elle apparaît à un âge variable, classiquement après 6 mois, âge auquel l’hémoglobine fœtale commence à être remplacée par l’hémoglobine S qui devient prédominant. Le degré de l’anémie est différent d’un malade à un autre, et l’on peut observer des formes sévères dès le second semestre de la vie (chiffres inférieurs à 7 g d’hémoglobine /100 mL), des formes modérées aux alentours de 9 g/100 mL et des cas intermédiaires, les plus fréquents (Labie D, 1984). Le degré de l’anémie n’est pas le facteur le plus grave dans la vie du drépanocytaire, mais c’est la survenue des crises qui détermine le véritable handicap. Chez l’enfant, une dyspnée d’effort, une asthénie, peuvent être remarquées. L’ictère cutanèo-muqueux n’est pas constant. Il est lié à l’hémolyse chronique.
La crise drépanocytaire est un accident aigu douloureux, lié d’une part à des thromboses vasculaires causées par l’agglutination de drépanocytes, d’autre part à une déglobulisation massive.
Les complications sont dominées par les thromboses vasculaires et l’infection. Toute crise douloureuse vaso-occlusive peut se compliquer d’une thrombose d’un gros vaisseau, source d’infarctus dont les plus redoutables sont ceux de la rate et du mésentère. Des hémorragies sont décrites, massives ou limitées et de type cervical. Les complications infectieuses sont plus fréquentes chez l’enfant drépanocytaire, parce que son immunité est déficiente. L’hypovascularisation favorise les surinfections et que l’environnement crée un réservoir favorable dans les régions où les drépanocytaires sont les plus nombreux (les régions tropicales). Les principaux facteurs expliquant la grande sensibilité des drépanocytaires aux infections sont l’asplénie fonctionnelle et les troubles de la phagocytose (Beyeme-Owono M, 2004).

LE DIAGNOSTIC

Le diagnostic de la drépanocytose est biologique. Il repose sur l’identification de l’Hb S et le dosage des fractions de l’hémoglobine. Les méthodes de diagnostic qui s’offrent au biologiste se basent soit sur la différence de charge, soit sur la diminution de la solubilité pour révéler l’hémoglobine S.

Méthodes standards

La mise en évidence de l’hémoglobine S se fait par deux méthodes au minimum vu la multiplicité des anomalies de l’hémoglobine. Elle se fait par l’électrophorèse à pH alcalin confirmée soit par l’électrophorèse à pH acide ou par le test de solubilité.

Test de Falciformation

C’est un test non spécifique dont la positivité témoigne seulement de la présence d’hématies falciformes dans le sang du sujet. D’autres hémoglobinoses que l’Hb S peuvent donner un test de falciformation positif comme l’hémoglobine I ( Atwater J. et AL. , 1960) et l’hémoglobine bart’s (Lie – Injo , 1961) à forte concentration. Le test est basé sur le fait qu’à l’état désoxygèné, l’Hb S se cristallise et le globule rouge prend la forme de faucille. Le métabisulfate de Na à 2%, agent réducteur, provoque la falciformation. Les hématies falciformes sont alors visibles au microscope optique.

Électrophorèse de l’hémoglobine

Elle est réalisée sur acétate de cellulose à un pH compris entre 8,2 et 8,6. Selon qu’il s’agisse d’une électrophorèse sur pH acide ou alcalin. L’électrophorèse à ph alcalin est une méthode qui permet une bonne séparation des Hb S, Hb A, et Hb C en fonction de leur charge. Lors de la technique, l’Hb S migre moins rapidement vers l’anode que l’Hb A et l’Hb C qui, elles, migrent plus lentement que l’Hb S. Cet examen est généralement utilisé en première intention (Henri Wajcman , 2004 ).

Nouvelles Méthodes

Isoélectrofocalisation

Les limites de l’électrophorèse à pH alcalin chez le nouveau-né ont conduit à l’utilisation de l’isoélectrofocalisation (IEF). Il s’agit d’une technique très résolutive qui constitue à l’heure actuelle la technique de référence dans le diagnostic néonatal des hémoglobinopathies. Les différentes hémoglobines sont séparées en fonction de leur point isoélectrique (pHi).
L’isoélectrofocalisation diffère de l’électrophorèse classique par le fait que la migration, sous l’effet du champ électrique, ne s’effectue plus dans un tampon de pH fixe mais dans un gradient de pH (gradient de pH formé grâce à l’utilisation de molécules amphotères). L’électrofocalisation permet de séparer des protéines dont les pHi sont différents de 0,005 unité pH. C’est une méthode plus sensible qui permet de traiter des séries importantes d’échantillons (Basset P., 1978) (Fig. 7).

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LA DREPANOCYTOSE ET SUR DEUX PLANTES : LEPTADENIA HASTATA ET COMBRETUM GLUTINOSUM
CHAPITRE 1 : DRÉPANOCYTOSE
1. HISTORIQUE
2. NOTIONS SUR L’HÉMOGLOBINE
2.1. Hémoglobines humaines normales
2.2. Quelques hémoglobines humaines anormales
3. DÉFINITION DE LA DRÉPANOCYTOSE
3.1. Drépanocytose homozygote HbS-HbS
3.2. Drépanocytose hétérozygote HbS-HbA
3.3. Drépanocytoses hétérozygotes composites
4. ÉPIDÉMIOLOGIE
4.1. Dans le monde
4.2. En Afrique
4.3. Au Sénégal
5. PHYSIOPATHOLOGIE
5.1. Polymérisation de l’hémoglobine S et falciformation du globule rouge
5.2. Déshydratation du globule rouge
5.3. Interaction des globules rouges falciformes avec l’endothélium vasculaire
6. SYMPTOMATOLOGIE
7. LE DIAGNOSTIC
7.1. Méthodes standards
7.1.1. Test de Falciformation
7.1.2. Électrophorèse de l’hémoglobine
7.2.1. Isoélectrofocalisation
7.2.2. Chromatographie Liquide Haute Performance CLHP
7.3. Diagnostics Néonatal et Prénatal
8. TRAITEMENT
8.1. Traitements palliatifs
8.1.1. Antalgiques
8.1.2. Hyperhydratation parentérale
8.1.3. Transfusion
8.1.4. Prévention des Infections
8.1.4.1. Antibioprophylaxie
8.1.4.2. La Vaccination
8.1.4.3. Prophylaxie anti-palustre
8.1.4.4. Prévention des parasitoses intestinales
8.1.4.5. Supplémentation orale en folates et en fer
8.2. Traitements de Fond
8.2.1. Hydroxyurée
8.2.2. Transplantation Médullaire
8.3. Médecine traditionnelle
CHAPITRE 2 : ETUDE BIOSYSTEMATIQUE DE LEPTADENIA HASTATA ET DE COMBRETUM GLUTINOSOM
1. Étude botanique et chimique de Leptadenia hastata
1.1. Étude systématique horizontale
1.2. Noms vernaculaires
1.3. Description botanique de Leptadenia hastata
1.3.1. Morphologie général
1.3.2. Feuilles
1.3.3. Fleurs
1.4. Origine et répartition géographique
1.5. Composition chimique de Leptadenia hastata
1.6. Différentes utilisations de Leptadenia hastata
1.6.1. Alimentation
1.6.2. Utilisations médicales traditionnelles.
2. ETUDE BOTANIQUE ET CHIMIQUE DE COMBRETUM GLUTINOSUM
2.1. Classification et appellations
2.2. Description botanique
2.2.1. Morphologie générale
2.2.2. Feuilles
2.2.3. Fleurs
2.2.4. Le fruit
2.3. Répartition géographique
2.4. Chimie de la plante
2.5. Différentes utilisations de Combretum glutinosum
2.5.1. Utilisations en médecine traditionnelle
2.5.2. Autres usages
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
1. OBJECTIF DU TRAVAIL
2. CADRE D’ETUDE
3. MATERIEL ET METHODES
3.1. Matériel
3.2. Methodes
4. ETUDE DE L’ACTIVITE DES EXTRAITS DE RACINES DE LEPTADENIA HASTATA ET DE FEUILLES DE COMBRETUM GLUTINOSUM
4.1. Principe
4.2. Préparation des solutions
4.3.1. Principe
4.3.2. Mode opératoire
4.3.2.1. Extrait non incubé
4.3.2.2. Extrait incubé
5. RESULTATS ET DISCUSSIONS
5.1. Résultats
5.1.1. Test d’Emmel
5.1.2. Rendements des extractions méthanoliques des racines de Leptadenia hastata et des feuilles de Combretum glutinosum
5.2. DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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