Morphologie des espèces de Plasmodium parasites de l’homme

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.Le stade tissulaire ou la schizogonie hépatique

Lors de son repas sanguin, l’anophèle femelle va injecter des sporozoïtes contenus au niveau de ses glandes salivaires à l’homme. Ces sporozoïtes sont des éléments fusiformes allongés et mobiles qui vont circuler dans le sang et arriver au niveau du foie pour poursuivre leur développement. Après pénétration dans l’hépatocyte, le sporozoïte s’arrondit pour donner une cellule appelée trophozoïte.
Le trophozoïte va croître son noyau pour donner le trophozoïte âgé.
Celui ci se transforme en schizonte qui subit une division de son noyau en plusieurs petits noyaux. Le schizonte qui contient plusieurs petits noyaux bourre la cellule hépatique qui va éclater. Le temps depuis la pénétration du sporozoïte dans la cellule hépatique jusqu’à son éclatement dure 3 semaines.
Certaines espèces comme P. ovale et P. vivax peuvent avoir un développement ralenti au niveau du premier cycle. Ils restent bloqués à l’état d’hypnose et sont appelés hypnozoïtes. Ce n’est que tardivement que les hypnozoïtes reprennent leur développement et favorisent l’éclatement de l’hépatocyte. Ces espèces sont responsables des rechutes tardives. Le schizonte va donner le mérozoïte.

Le stade sanguin ou schizogonie érythrocytaire

La cellule hépatique libère les mérozoïtes dont certains seront phagocytés mais le plus grand nombre va venir parasiter les globules rouges (GR) et se transformer en trophozoïte jeune. Ce dernier se développe et donne le trophozoïte âgé qui subit une phase de développement nucléaire et de division donnant le schizonte ou la rosace. Finalement, la cellule sanguine est bourrée de Plasmodium. Elle va éclater pour libérer les mérozoïtes et des pigments.
Ce cycle dure 48 heures depuis l’infiltration dans la cellule jusqu’à son éclatement pour P. falciparum, P. vivax et P. ovale et 72 heures pour P. malariae.
Cette phase est responsable de l’accès fébrile qui est simultané à l’éclatement des cellules sanguines.
Certains mérozoïtes vont parasiter à nouveau d’autres cellules sanguines réalisant ainsi d’autres cycles de développement tandis que d’autres se dotent d’un potentiel sexué et se transforment en gamétocytes mâles et femelles.

La sporogonie

En prenant son repas sanguin chez un individu infesté, l’anophèle femelle va absorber des GR sains et des GR parasités pouvant contenir différents stades parasitaires. Les trophozoïtes et les schizontes sont digérés, seuls les gamétocytes poursuivront leur développement chez l’anophèle. Le gamétocyte femelle se transforme en gamète ou macrogamète qui est immobile tandis que le male se subdivise en 8 microgamétes qui vont se dégager de la cellule par exflagellation. Les microgamètes sont mobiles, ils migrent pour aller à la rencontre du macrogamète pour la formation d’un ookinète qui est un oeuf mobile.
Cet oeuf mobile s’enfonce dans la paroi de l’estomac entre les cellules épithéliales pour donner l’oocyste qui subit des divisions nucléaires entraînant le développement d’éléments fusiformes appelés sporozoïtes. Ces sporozoïtes se dirigent vers la glande salivaire où ils vont achever leur maturation.

Antigènes parasitaires [1, 28, 37]

-Glutamate-riche protéine (GLURP) de P.falciparum
Il est synthétisé durant toutes les étapes du parasite chez l’hôte vertébré y compris sur la surface des mérozoïtes nouvellement formés.
C’est un antigène visé par les anticorps humains qui induisent l’inhibition de croissance du parasite in vitro (ADCI).
Elle est la cible des anticorps cytophiles qui sont sensiblement associés à la protection clinique contre le paludisme.
-Merozoite surface protein 1 (MSPl)
Cette protéine de poids moléculaire de 190 à 230 kD fut la première protéine identifiée à la surface des mérozoïtes durant la phase érythrocytaire et constitue par conséquent la protéine la plus étudiée.
-Merozoite surface protein 2 (MSP-2)
L’évidence de l’implication de MSP2 dans l’immunité protectrice est suggérée par plusieurs études [52]
-Merozoite surface protein 3 (MSP3)
MSP3 de P. falciparum est un antigène polymorphique. C’est une protéine de localisée dans la lumière de la vacuole parasitophore et sur la surface du mérozoïte
-Merozoite surface protein 4/5 (MSP4/MSP5)
Les gènes qui codent pour les protéines MSP4 et MSP5 de P. falciparum sont localisés au niveau du chromosome 2 près du gène qui code pour MSP2 [30]. Toutes les deux protéines sont fixées a la surface du mérozoïte par la séquence attache GPI contenant la séquence signal hydrophobe. La possibilité d’utilisation de ces protéines pour un potentiel vaccin a été prouvée par l’expérience d’immunisation in vivo effectuée avec MSP4/5 de P.yoelii. [26]
-Apical membrane antigen 1 (AMA1)
Cette protéine a été d’abord identifiée chez P. knowlesi. L’orthologue de cette protéine chez P. falciparum a été nommé apical membrane antigene1 (AMAl) Le suivi de la synthèse de cette protéine montre que AMAl est d’abord localisé au niveau du goulot des rhoptries mais après rupture des schizontes elle est détectée à la surface des mérozoïtes.
-Erythrocyte-binding antigen (EBA-175)
EBA est une protéine de P. falciparum qui a été identifiée à partir de surnageant de culture parasitaire. C’est une protéine de 175kDa (EBA-175) qui sert de ligand au mérozoïte. Le gène codant pour EBA-175 et les gènes orthologues, qui codent pour des protéines, qui servent de ligand aux mérozoïtes de P. knowlesi et P. vivax (connus sous le nom de Duffy binding) ont été clonés et séquencés. Ces molécules sont localisées au niveau des micronémes du mérozoïte et appartiennent a la famille des Erythrocyte-Binding Proteins. Une région riche en cystéine (EBA-175RII) a été identifiée dans toutes les trois protéines. Récemment le domaine RII a fait l’objet de nombreuses études pour le développement vaccinal.
L’immunisation de quatre singes Aotus avec le RII recombinant avec deux doses (immunisation avec l’ADN suivie d’un rappel avec la protéine recombinante) protégeait trois quart de ces derniers contre P. falciparum. Cependant l’immunisation avec l’ADN ou la protéine recombinante n’entraînait aucune protection [47].
-Serine repeat antigen (SERA)
SERA de P. falciparum est une protéine qui est exprimée comme une protéine soluble au niveau de la vacuole parasitophore entourant les trophozoïtes et les jeunes schizontes.
Plusieurs études in vivo et in vitro témoignent du potentiel vaccinal de SERA.
-Ring-infected erythrocyte surface antigen (RESA)
RESA est une protéine qui a été décrite pour la première fois en 1984.
Chez des mérozoïtes qui viennent fraîchement d’envahir l’hématie, cette protéine est localisée au niveau de la lumière de la vacuole parasitophore; elle sera ensuite transportée du côté du cytoplasme de la membrane de l’hématie.
Des anticorps monoclonaux et polyclonaux dirigés contre les épitopes dans la région répétitive inhibent l’invasion in vitro des mérozoïtes.
-Rhoptry-associated proteins land 2 (RAPl et RAP2)
RAPI et RAP2 de P. falciparum sont localisées dans les rhoptries du parasite. Les gènes qui codent pour RAPl et RAP2 ont été clonés et séquencés. Plusieurs études ont montré que RAPl et RAP2 sont de potentiels candidats vaccins. Les anticorps monoclonaux dirigés contre RAPl bloquent la pénétration des mérozoïtes dans les globules rouges.
-P. falciparum érythrocyte membrane protéine 1 (PfEMPl)
PfEMPl est une molécule de 200 à 350 kD présente à la surface des érythrocytes infectés.
Elle est codée par la famille du gène var. Les formes recombinantes de cette molécule provoquent une agglutination avec des anticorps homologues mais pas avec les hétérologues. Chaque érythrocyte infecté exprime sa surface une seule forme de PfEMPl.

Le vecteur [6, 15 ,40]

Le vecteur du paludisme est un moustique appartenant à la famille des Culicidés à la sous famille des Anophelinés.
Seuls les moustiques du genre Anopheles assurent la transmission du paludisme. Parmi les nombreuses espèces d’anophèles, seule une cinquantaine joue actuellement un rôle dans la transmission ; 20 assurant l’essentiel de la transmission dans le monde les plus redoutables sont les espèces anthropophiles. A. gambiae (saison des pluies) et A. funestus (saison sèche) constituent plus de 98% des espèces retrouvées au Sénégal.
En Afrique sub-saharienne les vecteurs du paludisme appartiennent à une douzaine d’espèces avec une compétence vectorielle (aptitude à transmettre le parasite) très variable.
La diversité des comportements entre espèces et au sein d’une même espèce d’anophèles ainsi que les conditions climatiques, géographiques et l’action de l’homme sur le milieu conditionnent le niveau du contact homme / vecteur et les différents faciès épidémiologiques du paludisme.
Les anophèles sont avant tout des moustiques ruraux et se rencontrent en théorie moins en ville.

Immunité antipalustre

Immunité innée [33]

Au cours d’une infection palustre l’organisme humain se défend par deux mécanismes immunitaires :
-L’immunité naturelle ou innée : cette résistance se traduit chez l’homme par un état réfractaire au parasite dès le premier contact, relevant de la constitution génétique de l’homme.
Les mécanismes qui déterminent cette résistance innée impliquent les paramètres biologiques influant sur le parasite et la susceptibilité de l’hôte selon l’âge, la race, le sexe.
L’existence de facteurs génétiques conférant à certains sujets une immunité naturelle, au moins partielle, très probable. On évoque des facteurs érythrocytaires (trait drépanocytaire ou sujet AS), déficit en G6PD, groupe sanguin Duffy négatif) et des facteurs non érythrocytaires (groupe HLA, polymorphisme de la réponse immune, facteurs ethniques, etc.) [11].

L’immunité adaptative

Elle repose sur une activité spécifique qui est la production d’anticorps ou cellules mémoires contre un pathogène particulier. Elle procure une immunité protectrice contre les réinfections par le même pathogène.
L’immunité acquise qui est une réponse spécifique, impliquant la réponse humorale et cellulaire, est un état immunitaire acquis progressivement, provoqué et entretenu par la présence du parasite dans l’organisme ou l’exposition en zone d’endémie.
Immunité humorale
L’acquisition de la réponse immunitaire antipaludique nécessite une longue période d’exposition à des infections répétées. L’installation de l’immunité acquise est d’autant plus précoce que la transmission est intense et stable ; son maintien dépend de la durée d’exposition. A chaque stade du cycle de développement du parasite correspond une réponse immune spécifique. Ici nous parlerons seulement de la réponse humorale antipalustre du stade érythrocytaire.
Les anticorps agissent :
-Soit directement sur les globules rouges parasités par agglutination ou par lyse en présence du complément,
-Soit en association avec des cellules immunocompétentes par le système d’ADCI (Antibody Dependant Cell-mediated Inhibition) [49].
* Réponse immune dirigée contre les formes pré érythrocytaires
Les anticorps dirigés contre les sporozoïtes sont capables d’altérer leurs revêtements de surface, d’inhiber leur pénétration dans les hépatocytes ou de ralentir leur développement intra-hépatocytaire [35].
* Blocage de l’invasion des hépatocytes
Le mécanisme par lequel les sporozoïtes atteignent les hépatocytes n’est pas bien connu.
Les anticorps anti-TRAP (Thrombospondin Related Adhesion Protein) inhibent in vitro l’invasion des hépatocytes par les sporozoïtes [35].
Les travaux récents ont montré que les « Liver Stage Antigen-3 » (LSA-3) exprimés à la surface des sporozoïtes induisent une réponse humorale spécifique [3].
Silvie et al.2004 ont montré que la AMA1 était exprimée sur la surface des sporozoïtes, disparaît après l’invasion des hépatocytes par les sporozoïtes et des anticorps anti-AMA1 bloquaient l’invasion des hépatocytes.
* Réponse immune dirigée contre les formes intra érythrocytaires
Au cours de la schizogonie érythrocytaire l’organisme réagit en mettant en place une défense immunitaire.
Celle-ci s’effectue principalement par des anticorps dirigés contre les mérozoïtes et les érythrocytes parasités. Ce sont des immunoglobulines G (IgG) cytophiliques qui activent les fonctions effectrices cytotoxiques et phagocytaires des neutrophiles et des monocytes [42]. Le paludisme implique aussi une production élevée d’immunoglobuline E (IgE). Le complexe immun IgE-antigène est impliqué dans l’activation des monocytes qui produisent du monoxyde d’azote qui est toxique pour les mérozoïtes. Les études attestent que ce complexe immun peut contribuer à la pathogénie de l’infection palustre. La surproduction locale du Tumor Necrosis factor (TNF) par les monocytes activés est un facteur de pathogénicité majeur de l’infection à P. falciparum [58].
Les travaux d’expérimentation sur le modèle animal, (Miller 2001), ont montré que les antigènes AMA1 induisent une réponse immune de type humorale qui bloque la pénétration des mérozoïtes dans les globules rouges.
Les mêmes travaux ont montré que les Merozoïtes Surface Antigène 1 (MSP1) sont très immunogènes et induisent une réponse de type humorale [48].
Il a été établi une association entre la protection contre l’infection palustre, le taux élevé d’immunoglobuline G2 (IgG2) et le taux bas d’immunoglobuline G4 (IgG4) (Aucan et al. 2000),.
Immunité cellulaire
De nombreuses cellules du système immunitaire ont un impact important dans l’acquisition de l’immunité protectrice : les lymphocytes T, les cellules NK, les neutrophiles, les macrophages/monocytes… Ces cellules peuvent réagir en coopération avec les anticorps ou seules par des propriétés fonctionnelles qui leur sont propres. Les lymphocytes T et les cellules NK seraient suractivés, permettant ainsi une production de lymphokines et cytokines. Celles-ci seraient à l’origine du contrôle et de l’activation d’autres cellules du système immunitaire.
Leur rôle dans le contrôle de la parasitémie et de la maladie n’est pas totalement compris. Il semble qu’elles y interviennent soit directement par une activité cytotoxique surtout sur les formes intra-hépatiques (cellules T CD8+), soit indirectement par le contrôle et l’activation d’autres cellules effectrices via les lymphokines (cellules T CD4+). Cette dernière action concerne la régulation de la production des anticorps [32].
Les monocytes et les macrophages produisent des facteurs cytotoxiques, qui agissent sur le parasite.
Les polynucléaires neutrophiles (PNN) peuvent intervenir dans le contrôle de la parasitémie par une activité phagocytaire pouvant être directe ou médiée par des Ac ; ils élaborent aussi des radicaux cytotoxiques comme les monocytes/macrophages.
Ce n’est que lors de la libération des mérozoïtes qu’ils sont stimulés et qu’ils altèrent le développement des jeunes trophozoites.

Hôtes réceptifs

Tous les hommes sont réceptifs mais on observe une résistance innée chez les sujets présentant des antigènes DUFFY sur leurs hématies et chez les sujets présentant une hémoglobinopathie de type S ainsi que chez les sujets âgés vivants en zone d’endémie et ayant acquis une immunité relative.

Réservoir de parasite

L’homme infecté et l’anophèle femelle constituent les réservoirs de parasites pour les principales espèces. Cependant, P. malariae peut être retrouvé chez le singe.

Modes de contamination

Le principal mode de transmission est l’apanage des femelles hématophages d’anophèles qui au cours de leur repas sanguin, injecte leur salive riche en sporozoïtes dans le sang de l’hôte. Les parasites peuvent aussi être transmis par voie placentaire de la mère au fœtus (paludisme congénital), par partage d’une seringue souillée ou par transfusion sanguine (paludisme post transfusionnel) bien que ce dernier moyen de transmission soit assez rare.

Facteurs favorisants

La température

Le cycle sporogonique nécessite une température minimale de 15° C pour P. vivax et P. malariae et 22° C pour P. falciparum. La température optimale se situe autour de 27° C pour P. ovale.

L’eau et l’humidité

Les eaux stagnantes constituent les gîtes larvaires. Les pluies, en entretenant ces eaux, participent à la multiplication des vecteurs et à l’endémie palustre. L’humidité influe positivement sur la longévité du vecteur.

Les facteurs anthropiques

– Des modifications du réseau hydrographique (barrage et irrigations) entraînent la prolifération des vecteurs.
– Les modifications des couverts végétaux, la déforestation, favorisent la multiplication des espèces dans les mares ensoleillées.
– Le développement des transports, favorisant les mouvements de population, entraîne une dissémination des vecteurs.
– Les conditions socio-économiques défavorables, (promiscuité), peuvent favoriser la transmission.

Table des matières

INTRODUCTION
I-Première partie
CHAPITRE 1 : Paludisme
1. Le parasite
1. 1.Classification
1 .2 . Morphologie des espèces de Plasmodium parasites de l’homme
1.3. Biologie
1.3.1 Habitat
1.3.2 -Cycle évolutif
I. 3.2.1 Le stade tissulaire ou la schizogonie hépatique
I. 3.2.2 Le stade sanguin ou schizogonie érythrocytaire
I. 3.2.3 La sporogonie
1-3-3 Antigènes parasitaires
3-2- L’immunité adaptative
5.Réservoir de parasite
6.Modes de contamination
7. Facteurs favorisants
7.1 La température
7.2 L’eau et l’humidité
7.3. Les facteurs anthropiques
8. Répartition géographique
9. Symptomatologie clinique
10. Diagnostic Biologique
10.1. Diagnostic direct
10.2. Diagnostic indirect
11. Traitement
12. La chimiorésistance
13. Prophylaxie du paludisme
CHAPITRE 2: Erythrocyte Binding Antigen – 175 (EBA-175)
2-1-Structure du gène et des protéines
2-2-Rôle dans l’invasion érythrocytaire
2.3. Implications vaccinales
II-Deuxième partie
Chapitre 1 : Méthodologie
1. Sites d’étude et recrutement des participants
2.1. Dosage des anticorps par ELISA
2.2. Etude du polymorphisme de la région dimorphique d’EBA-175 (RIII)
2-3 .Analyse statistique
Chapitre 2 : Résultats
2.1. Caractéristiques de la population d’étude
2.2. Dosage des anticorps
2.4. Distribution des allèles selon les anticorps
Chapitre 3 : Discussion
Conclusion-perspectives
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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