Soutenance mémoire
La drépanocytose est une anomalie héréditaire de la structure de l’hémoglobine dans laquelle le 6ième amino acide de la chaine béta qui est l’acide glutamique est remplacé par la valine. L’hémoglobine A (Hb A) normale est remplacée par une hémoglobine anormale dénommée hémoglobine S (Hb S). Elle constitue un véritable fléau mondial. Les derniers statistiques de l’organisation internationale de lutte contre la drépanocytose, émis lors de la treizième conférence internationale sur la thalassémie et les hémoglobinopathies, tenue du 20 au 23 octobre 2013 à Abu Dhabi aux Emirats arabes unis, font état de plus 50 millions de personnes touchées dans le monde. Elle concerne 150 pays avec 100 millions de porteurs sains et entraine 200000 décès chaque année. En outre 500000 enfants naissent atteints de la drépanocytose. Sa prévalence au sein de la population africaine est estimée de 5 à 7% avec une fréquence maximale dans sa zone sub-saharienne (Gentalini et al., 1986). Elle atteint 30% à 40% au Cameroun et en République Démocratique du Congo, 16,8% au Burkina Faso avec un taux de létalité de 13% en milieu pédiatrique en 1991(Nikiema et al., 2009). Au Sénégal, Les études épidémiologiques effectuées en milieu scolaire ont retrouvé une prévalence de 10% de porteurs de l’hémoglobine S (Gaye et al ., 1986). Cette pathologie est caractérisée par des perturbations hémorhéologiques. Parmi celles-ci, on trouve une hyperviscosité sanguine chez les porteurs du trait drépanocytaire (AS). En revanche chez les drépanocytaires SS, on note une diminution de la viscosité sanguine comparée aux porteurs du trait drépanocytaire (Lemonne et al., 2012). On note également une légère hyperagrégation érythrocytaire et une déformabilité érythrocytaire légèrement augmentée par rapport à des sujets à hémoglobine normale (HbA) (Connes et al. 2008 ; Connes et al., 2005). Ces anomalies pourraient être partiellement liées à un stress oxydant plus important chez les porteurs du trait drépanocytaire par rapport aux sujets à hémoglobine normale (Ray et al., 2007).
Du fait de sa prévalence élevée dans les pays sous-développés et de la gravité de ses complications, des efforts considérables de recherche, axés principalement sur les plantes locales, sont déployés au plan régional parfois en étroite collaboration avec les tradipraticiens de par les connaissances avérées qu’ils détiennent sur ces plantes. C’est ainsi qu’Allium sativum une plante de la pharmacopée sénégalaise largement utilisée dans la prise en charge de la maladie drépanocytaire de par ses propriétés thérapeutiques supposées, a retenu particulièrement notre attention.
RHEOLOGIE DU SANG
Généralités
La rhéologie décrit l’écoulement de tout type de matériau, en particulier des fluides, incluant leurs caractéristiques propres et celles des canaux par lesquels ils s’écoulent. Poiseuille (1841) démontre que l’écoulement volumétrique est directement proportionnel à la différence de pression le long d’un tube et à la quatrième puissance du rayon du tube soit: R = 8ηl/7πr4, si r est constant (« η » est le coefficient de viscosité). Les unités utilisées sont le Pascal-seconde (Pa·s), d’anciennes unités sont toujours utilisées, le Poiseuille (1 Pl = 1 Pa·s) ou la poise (1 Po = 0,1 Pl = 0,1 Pa·s).
Modification moléculaire de l’hémoglobine S
Le milieu intra-érythrocytaire est un fluide paracristallin de haute viscosité. Les 270 millions de molécules d’Hb contenues dans chaque hématie sont pratiquement en contact les unes avec les autres; des forces répulsives les empêchent de polymériser. Murayama (1966) énonce les premières hypothèses concernant les bases moléculaires de la gélation de la désoxyHbS en structures fibreuses tubulaires, à l’intérieur des hématies: les molécules échangent des liaisons et forment un gel constitué de longues chaînes (tactoïdes; Murayama., 1966) déformant les globules en forme de faucille.
Après désoxygénation la cinétique de la gélation de HbS est en accord avec un seuil de nucléation (Behe et al., 1979 ; Hofrichter et al., 1974) l’interprètent en terme de limite de nucléation, suivie de croissance rapide des microtubules. Les agrégats pré nucléaires, cinétiquement instables, sont susceptibles de dissociation rapide, si ce n’est qu’à l’étape de formation du noyau (HN) la réversibilité est abolie et le noyau capable de soutenir une croissance rapide.
Le schéma le plus simple pour produire un noyau suffisant, implique l’adjonction séquentielle de molécule d’HbS à un nombre grandissant d’ensembles de pré nucléation .
H1 ↔ H2 ↔ H3 ↔ . . . . . . HN-1 → HN → Croissance .
L’hémoglobine S dans les globules rouges entraîne trois conséquences:
– la diminution de la solubilité de l’Hb par réduction de la saturation en O2 entraînant la formation d’agrégats polymériques et de fibres de molécules d’HbS qui déforment et fragilisent les érythrocytes;
– les agrégats polymériques d’HbS dans les globules fixent peu ou pas d’oxygène (la diminution de l’affinité pour O2 des globules porteurs de l’HbS est aggravée par l’élévation importante de la 2,3-DPG);
– la rigidification des globules par polymérisation intracellulaire des molécules d’HbS .
Si les hématies s’allongent et s’effilent « en bancs de poissons » leur profil altère peu la dynamique de l’écoulement et permet aux hématies de franchir des vaisseaux de petit calibre. La viscosité fonction de la désoxygénation présente une hystérèse dans les cycles de « gelling/ungelling » (Briehl et al., 1994). Une rhéologie anormale des drépanocytes régule le débit dans la microcirculation. La drépanocytose, par polymérisation de la désoxyHbS sous forme d’un gel extrêmement visqueux rend les érythrocytes susceptibles d’obstruer la micro vascularisation (Evans et al., 1984; Wang et al., 2002). Les ISC (« Irreversibly Sickled Cells »), rigides, tourbillonnant en tous sens, créant des rouleaux, sont très anormales sur le plan rhéologique: peu déformables, susceptibles d’adhérer à l’endothélium, surtout dans les secteurs vasculaires soumis à inflammation. Plus important que sa dimension réelle, le « volume efficace » d’une particule dépend de sa forme et de son comportement dans le courant: l’asymétrie et les oscillations augmentent le volume du milieu affecté et son influence sur la viscosité .
Hématocrite
La viscosité du sang est liée à la valeur de l’hématocrite, à la viscosité du plasma (phase portante) et aux propriétés rhéologiques des globules (99% des éléments cellulaires (fig. 6 ; Baskurt et al., 2003). Pour un hématocrite de 25%, une diminution de la saturation en O2 de 92% à 46% augmente peu la viscosité, alors qu’à une valeur d’hématocrite de 45%, une réduction semblable de la saturation d’oxygène augmente significativement la viscosité.
Hydratation des globules
Les propriétés rhéologiques des drépanocytes déshydratés ne sont que partiellement réversibles par hydratation, suggérant des changements squelettiques membraneux permanents, impliqués dans le processus de rigidification. Néanmoins, la réduction de la concentration d’hémoglobine de cellule par leur dilatation ou la prévention de la génération de cellules déshydratées devrait améliorer leur compétence rhéologique.
Clark (1980) étudie la déformabilité cellulaire de populations de ISC pour conclure que la déshydratation et l’augmentation de la viscosité interne sont responsables des anomalies rhéologiques, progressives et cumulatives. La concentration d’hémoglobine cytoplasmique semble avoir un effet prépondérant. La déshydratation influence la rigidité en augmentant la concentration d’hémoglobine via un gel réversible de l’hémoglobine associé à la membrane, en augmentant sa viscosité cytoplasmique. Le risque augmenté de polymérisation dans les cellules est la conséquence du temps de transit plus long dans des zones de basse tension d’oxygène: les cellules rigides retardent ou bloquent l’écoulement capillaire (Linderkamp et al., 1982) par:
– liaison augmentée de HbS avec la membrane, aux concentrations d’hémoglobine élevées, formant un gel;
– une augmentation du « cross-link » des protéines squelettiques.
Propriété rhéologique importante, la récupération de la forme cellulaire après déformation lente (quelques minutes) évalue la tendance des cellules à maintenir une déformation permanente, plus longue que le temps de transit capillaire, qui pourrait être impliquée dans la production d’ISCs. La rhéologie anormale du drépanocyte peut changer cette distribution et, dans les cas sévères, provoquer une occlusion capillaire, quand leur déformation devient irréversible. Les contributions relatives de la membrane et du cytoplasme dans la déformabilité des drépanocytes sont mal connues.
Il est vraisemblable que la déformabilité module le taux d’admission des érythrocytes dans les capillaires et influence la perte de pression quand ils sont de calibre inférieur au diamètre de la cellule (Evans et al., 1984).
Facteurs plasmatiques
Un taux élevé de fibrine augmente la viscosité plasmatique et favorise rouleaux et agrégats cellulaires. Dans le même sens, agissent les protéines inflammatoires déséquilibrant l’électrophorèse des protéines (Baskurt et al., 2003). A l’inverse, la diminution de l’albumine, souvent observée au cours de l’hyperviscosité, est également active, facilitant l’interaction cellulaire et les désordres ioniques au niveau des membranes des cellules.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I : RHEOLOGIE DU SANG
I.1.Généralités
I.2.Modification moléculaire de l’hémoglobine S
I.3.Hématocrite
I.4.Hydratation des globules
I.5.Facteurs plasmatiques
I.6.Altération du passage vasculaire
I.7.Modification membranaires des globules rouges
Chapitre II : LA DREPANOCYTOSE
II.1.Généralités
II.2.Physiopathologie
II.2.1.Rappels sur la structure de l’hémoglobine
II.2.2.Polymérisation de l’hémoglobine et falciformation
II.2.3.L’interaction du globule rouge SS avec l’endothélium vasculaire
II.2.4.La crise vaso-occlussive et ses complications
II.3.Diagnostic
II.3.1.Signes cliniques et les complications
II.3.2.Signes biologiques
II.3.2.1.Caractérisation hématologique
II.3.2.2.Caractérisation biochimique
II.3.2.3.Diagnostic anténatal
II.4.Prévention des crises
II.5.Traitement
II.5.1.Médecine moderne
II.5.1.1.Prise en charge
II.5.1.2.Traitement des crises douloureuses drépanocytaires
II.5.1.3.Echange transfusionnel
II.5.1.4.Traitement par activation de l’Hémoglobine fœtale
II.5.1.5.Traitement médicamenteux
II.5.1.6.Traitement des infections
II.5.1.7.La Vaccination
II.5.1.8.Greffe de moelle allo génique
II.5.1.9.Thérapie génique
Chapitre III : RAPPEL BIBLIOGRAPHIQUE SUR Allium sativum
III.1.Dénomination
III.2.Description
III.3.Classification
III.4.Composition chimique de la gousse
III.5.Utilisations alimentaires et médicinales
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
Matériels et méthodes :
I.1.Cadre d’étude
I.2.Population d’étude
I.3.Les prélèvements
I.4.Matériels
I.5.Déroulement du protocole
I.5.1.Préparation de l’extrait brut d’Allium sativum
I.5.2.Caractérisation de l’activité antifalciformante des extraits
I.5.3.Mesure de la viscosité sanguine
I.6.Analyse statistique
Résultats :
II.1.Activités antifalciformantes des extraits d’Allium sativum
II.2.Effets des extraits d’Allium sativum sur la viscosité sanguine
Discussion
Conclusion
CONCLUSION
