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EPIDEMIOLOGIE DE L’INFECTION PALUSTRE
Au plan épidémiologique, le paludisme est très variable d’une zone géographique à une autre. Cette hétérogénéité dépend de facteurs tels que la répartition des anophèles, leur capacité vectorielle et aussi les caractéristiques biologiques des parasites. La place de l’immunité de l’hôte n’est pas en reste dans cette variabilité épidémiologique. Les facteurs environnementaux, la virulence du parasite et les différents traits génétiques de l’hôte confèrent une complexité au paludisme.
Répartition du paludisme dans le monde
En 2017, l’OMS a estimé qu’il y eu 219 millions de cas de paludisme dans 87 pays. Entre 2010 et 2017, le nombre de décès dus au paludisme a régressé au niveau mondial passant de 607 000 à 435 000. Toutes les régions à l’exception du continent américain ont été concernées par cette baisse de la mortalité en 2017 par rapport à 2010. Les diminutions les plus fortes ont été enregistrées en Asie du Sud-Est (54%), Afrique (40%) et Méditerranée orientale (10%). Cependant, malgré cette baisse de la mortalité, il faut signaler qu’en 2017, 3,5 millions de cas dits supplémentaires ont été rapportés dans les 10 pays africains les plus touchés par la maladie. En effet, parmi les pays les plus affectés par le paludisme, seule l’Inde a progressé dans la réduction du fardeau de cette maladie.
Il est important de noter que, malgré une absence de progrès depuis 2015, la réponse mondiale au paludisme est largement meilleure qu’au début du siècle. Il reste des zones dans lesquelles les progrès sont prometteurs dans des pays fortement touchés par le paludisme, comme l’Inde, où les cas ont chuté de 24 % en 2017 par rapport à 2016; le Rwanda, qui a enregistré 430 000 cas de paludisme de moins en 2017 qu’en 2016 et l’Éthiopie et le Pakistan, 2 pays qui ont connu des diminutions marquées de plus de 240 000 cas au cours de la même période. Le rapport révèle également qu’en 2017, 46 pays ont enregistré moins de 10 000 cas de paludisme indigène, soit plus que les 37 pays en 2010, et pour la première fois, la Chine et le Salvador n’ont rapporté aucun cas de paludisme indigène. Plus tôt au cours de cette année, l’OMS a certifié le Paraguay « sans paludisme ». Il s’agit du premier pays du continent américain à obtenir ce statut en 45 ans[1]. Toutefois la zone d’endémie palustre a augmenté à cause des facteurs comme l’émergence et de la propagation de la résistance du parasite à des antipaludiques tels que la chloroquine et surtout les dérivés de l’artémisinine.
En Afrique, P. falciparum est l’espèce la plus répandue. Elle y est responsable de plus de 90% des cas de paludisme. P. vivax est l’espèce prédominante en Amérique bien que P. falciparum soit retrouvée dans la région Amazonienne et en Amérique centrale. En Asie du Sud-Est, les deux espèces ont des taux de prévalence similaires, alors que dans les régions du Pacifique-Ouest et de l’Est de la Méditerranée, c’est P. falciparum l’espèce la prédominante. En Europe, les cas de paludisme sont rares et il s’agit surtout de cas dits importés.
Situation du paludisme au Sénégal
Au Sénégal, la transmission du paludisme est toujours étroitement liée au rythme des pluies. Elle s’effectue en général au cours de la saison des pluies et au début de la saison sèche. Cette transmission est maximale au mois d’Octobre. Selon le PNLP, le fardeau de cette maladie a connu une régression significative de plus de 50% entre 2009 et 2015. En effet, la prévalence parasitaire est passée de 3% à 1,2% et la mortalité toutes causes confondues est passée de 72 ‰ naissances vivantes à 33 ‰ naissances vivantes chez les enfants de moins de 5 ans entre 2009 et 2014. En 2017, près de 349.000 cas de paludisme ont été confirmés sur près de 396.000 cas notifiés et le paludisme est plus retrouvé au sud du pays.
D’énormes efforts sont déployés pour l’éradication complète de la maladie. Parmi ces derniers il y’a l’utilisation des Moustiquaires Imprégnés à Longue Durée d’Action (MILDA), les pulvérisations intra-domiciliaire d’insecticides, la chimio-prévention, les tests de diagnostic rapide et les combinaisons thérapeutiques à base d’artemisinine mais ceux-ci sont confrontés à des facteurs liés au parasite comme une grande diversité génétique et forte variation antigénique.
HOTE ET BIOLOGIE DU PLASMODIUM
Agents pathogènes
Les agents étiologiques du paludisme sont des protozoaires appartenant au phylum des Apicomplexa, à la classe des Sporozoae, à l’ordre des Eucoccidiida sous ordre Haemosporina et à la famille des Plasmodiidae. Ils sont du genre Plasmodium et cinq espèces peuvent infecter l’homme :
— P. falciparum, décrite en 1887 par Welch, est l’espèce la plus connue. Responsable de la majorité des cas elle peut entraîner des formes graves, voire mortelles en l’absence de traitement
— P. vivax décrite par Grassi ; elle est beaucoup plus répandue en dehors de l’Afrique avec près de 34% en Asie du Sud Est, 42% en région Méditerranéenne, et seulement 0,3% en région Africaine selon l’OMS. Elle est l’agent de la fièvre tierce bénigne. Elle évolue par des rechutes à long terme en raison de l’existence de formes hypnozoïtes qui restent quiescentes au niveau hépatique.
— P. malariae, décrite en 1881 par Laveran, elle est moins fréquente que les deux premières espèces. Elle est responsable de la fièvre quarte.
— P. ovale, morphologiquement assez proche de P. vivax avec laquelle elle a été longtemps confondue. Elle a été décrite en 1922 par Stephens. Elle entraîne une fièvre tierce bénigne évoluant à long terme. Elle est moins pathogène que les autres espèces. Avec deux nouvelles espèces: P. ovale wallikeri et P. ovale curtisi.
— P. knowlesi décrite en 1930 par Knowles, elle était antérieurement connue chez les macaques. Cette espèce a été récemment retrouvée chez l’homme en Malaisie. Elle serait proche de P. vivax du point de vue génétique et identique à P. malariae au plan microscopique [14].
Vecteurs
Le paludisme est transmis à l’Homme par la piqûre d’un moustique culicidé du genre Anophèles au cours de son repas sanguin. Seule la femelle, hématophage, transmet la maladie. Elle pique le plus souvent au coucher du soleil avec un maximum d’activité entre 23 heures et 6 heures du matin. Cela explique l’utilisation des moustiquaires imprégnées d’insecticides comme moyen efficace de prévention individuelle [26].
Les larves du moustique vecteur se développent dans les collections d’eau. La nature des sols, le régime des pluies, la température, l’altitude, la végétation naturelle ou l’agriculture, rendent les collections d’eau plus ou moins propices au développement des espèces vectrices. Le développement et la longévité des anophèles dépendent de la température avec un optimum compris entre 20 et 30°C pour une durée de vie de l’ordre de 30 jours [26].
Sur les 400 espèces d’Anophèles répertoriées, seule une soixantaine seraient des vecteurs du paludisme et une vingtaine, à elles seules, sont à l’origine de la plupart des cas. Les espèces les plus fréquemment rencontrées en Afrique sont : Anopheles arabiensis, An. funestus et An. gambiae [27].
Cycle biologique du Plasmodium
Les Plasmodiums sont des parasites intracellulaires obligatoires des vertébrés, transmis à l’Homme par la piqûre infestante d’un anophèle femelle. Ils changent constamment de taille, de morphologie et d’habitat au cours de leur cycle biologique très complexe, nécessitant l’interaction entre l’hôte vertébré qui est l’homme hébergeant la multiplication asexuée (schizogonie), et le moustique vecteur chez qui se déroule la reproduction sexuée (sporogonie)[28].
Cycle chez l’Homme (schizogonie)
Chez l’Homme le cycle biologique des Plasmodium est divisé en deux phases: la phase hépatique ou pré-érythrocytaire ou schizogonie pré-érythrocytaire correspondant à la phase d’incubation, cliniquement asymptomatique et la phase sanguine ou érythrocytaire (schizogonie érythrocytaire) qui correspond à la phase clinique de la maladie [26].
Schizogonie pré-érythrocytaire
Les sporozoïtes inoculés par l’anophèle femelle lors de son repas sanguin restent pendant une trentaine de minutes dans la peau, la lymphe et le sang. Beaucoup sporozoïtes seront détruits par les macrophages mais certains parviennent à gagner les hépatocytes. Ils s’y transforment alors en schizontes pré-érythrocytaires ou «corps bleus» (figure 3). Ces dernières, après 7 à 15 jours de maturation, éclatent et libèrent des milliers de mérozoïtes dans le sang (10 000 à 30 000 mérozoïtes en fonction des espèces). La schizogonie hépatique est unique dans le cycle de P. falciparum, la cellule hépatique ne pouvant être infectée que par des sporozoïtes [26].
Dans les infections à P. vivax et P. ovale, certains sporozoïtes intra-hépatiques restent quiescent (hypnozoïtes) et sont responsables d’une schizogonie hépatique retardée, qui va entraîner la libération dans le sang de mérozoïtes plusieurs mois après la piqûre du moustique. Ce phénomène explique ainsi les rechutes tardives observées avec ces deux espèces. Ces hypnozoïtes n’existent pas dans les infections à P. falciparum ou à P. malariae [26].
Schizogonie érythrocytaire
Très rapidement les mérozoïtes pénètrent dans les globules rouges pour se transformer en trophozoïtes. Ce processus dure 24, 48 ou 72 heures suivant l’espèce plasmodiale et conduit à la destruction du globule rouge hôte pour libérer 8 à 32 nouveaux mérozoïtes (Figure 3). Ces derniers vont pénétrer dans de nouveaux globules rouges pour débuter un nouveau cycle de réplication. Cette phase du cycle est associée à l’apparition des signes cliniques : la parasitémie s’élève, le sujet devient fébrile, on parle d’accès palustre. En l’absence de traitement, tous les parasites évoluent progressivement au même rythme (on dit qu’ils deviennent synchrones), tous les schizontes érythrocytaires arrivent à maturation au même moment, entrainant la destruction d’un grand nombre d’érythrocytes de manière périodique, toutes les 24 heures (pour P. knowlesi), 48 heures (fièvre tierce de P. falciparum, P. vivax ou P. ovale) ou toutes les 72 heures (fièvre quarte de P. malariae) [26].
Après plusieurs cycles érythrocytaires, certains mérozoïtes subissent une différenciation sexuée, se transformant en gamétocytes à potentiel mâle ou femelle, qui vont rester en circulation dans le sang pendant 10 à 15 jours [26]. Ces gamétocytes ne pourront poursuivre leur développement que chez le moustique qui sera infecté par au cours d’un repas sanguin chez l’homme parasité.
Cycle chez le moustique (sporogonie)
L’anophèle femelle ingère différents stades parasitaires dont les gamétocytes mâles et femelles. Ces formes sexuées vont se différencier en macrogamètes femelles ou en microgamètes mâles. Après fécondation d’un macrogamète par un seul microgamète, il y a formation d’un œuf mobile appelé ookinète. Ce dernier va traverser la paroi gastrique du moustique pour se retrouver à l’intérieur de la muqueuse et subir un processus de maturation (Figure 3). L’ookinète franchit ensuite la matrice périphérique, puis l’épithélium intestinal pour s’y transformer en oocyste. Au bout de 10 à 14 jours, cette phase diploïde permet le développement de sporoblastes puis de sporozoïtes à l’issu de plusieurs divisions successives. L‘éclatement de l’oocyste va alors libérer des sporozoïtes qui vont migrer préférentiellement vers les glandes salivaires à partir desquelles ils pourront être inoculés à l’homme par piqûre de l’anophèle [29].
La durée du développement sporogonique des Plasmodium varie en fonction des conditions climatiques comme la température. Elle est entre 9 et 20 jours pour P. falciparum, respectivement 30°C et 20°C. Elle est plus courte pour P. vivax à températures équivalentes et plus longue pour P. malariae [26].
Ultrastructure et antigènes du Mérozoïte
Le mérozoïte est l’un des principaux stades sanguins du parasite chez l’homme. Certaines manifestations cliniques du paludisme sont synchrones et fortement reliées au mérozoïte notamment à sa présence dans les hématies. L’invasion des érythrocytes par le mérozoïte de P. falciparum est un processus biologique complexe. En effet, plusieurs étapes physiologiques interviennent et passent par des cascades d’interactions ligand-récepteur au niveau membranaire.
Ultra-structure du mérozoïte
Les Plasmodiums appartiennent à la famille des Apicomplexa ce qui suggère l’existence d’une structure apicale avec des organites caractéristiques. Les formes parasitaires invasives comme le sporozoïte et le mérozoïte, sont allongées et polarisées, avec une morphologie apicale déterminant la direction de leur mouvement.
Le mérozoïte érythrocytaire est le plus petit stade de tout le cycle biologique. Sa structure est piriforme avec un pôle apical soutenu à l’intérieur par des anneaux polaires (Figure 4). Il est recouvert d’un manteau, sous lequel, en plus de la membrane plasmique, se trouvent deux téguments connectés par un important réseau fibrillaire et reliés au cytosquelette. Le manteau est épais, hérissé de poils constitués de fins filaments. Ces poils sont utilisés par le mérozoïte pour se fixer sur les globules rouges ; ils sont ensuite laissés à la surface érythrocytaire après l’invasion [30]. Aussi les organites du pôle apical jouent un rôle important dans l’invasion du globule rouge sain et de nombreuses protéines parasitaires sont secrétées sur la surface du mérozoïte durant les étapes de l’invasion [31].
Principaux antigènes de type MSPs mérozoïte
Les mérozoïtes expriment des antigènes membranaires dont certains jouent un rôle clé dans l’invasion érythrocytaire et ont un intérêt vaccinologie anti-palustre. C’est le cas des protéines de type MSPs (Mérozoïtes Surface Proteins) pour lesquelles huit ont été décrits jusque là. Ils sont parfois fixés à la surface parasitaire par l’intermédiaire de a GPI (Glycosyl Phosphatidyl Inositol). C’est le cas des antigènes MSP1, MSP2, MSP3, MSP4 et MSP5 [33].
l’antigène MSP1
MSP1 est l’un des antigènes parasitaires les plus étudiés. Il s’agit d’une protéine exprimée à la surface du mérozoïte intra-érythrocytaire et synthétisée au cours de la schizogonie sous la forme d’un polypeptide précurseur de 200 kDa. Ce précurseur va subir une protéolyse avant la rupture des schizontes pour donner quatre fragments: MSP1-83, MSP1-30, MSP1-38 et MSP1-42. MSP1-42 est ancrée à la membrane plasmique du mérozoïte par la GPI ; elle y est associée à d’autres protéines comme MSP6 et MSP7. Elle subit un second clivage pour donner une petite protéine terminale de 19 kDa appelée MSP1-19 (Figure 5). Cette dernière restera fixée à la surface du mérozoïte par ancrage à la GPI [34]. Très immunogène, MSP1-19 va participer à l’invasion de l’érythrocyte et persistera jusqu’au stade trophozoïte chez l’hématie nouvellement infectée [35].
l’antigène MSP4
MSP-4 ou MSP4-40 est aussi une protéine ancrée à la membrane parasitaire via la GPI. C’est une protéine de 40 kDa constituée d’environ 272 acides aminés et renfermant au niveau de son extrémité C-terminale un domaine riche en cystéine, à l’image de MSP-1 [37]. Ce domaine appelé EGF-like est indispensable pour une bonne conformation de la protéine car la réactivité de certains sérums humains serait fortement réduite lorsque le domaine EGF est replié.
En plus de la molécule complète, deux autres protéines dérivées ont été rapportées: MSP4-30 et MSP4-20. La protéine MSP4-30 est l’antigène MSP4-40 privé d’un fragment très variable constitué de 30 résidus d’acides aminés au niveau de la partie N-terminale [38]. MSP4-20 constitue la partie C-terminale de l’antigène MSP4-40. Elle est issue d’une protéolyse soit de MSP4-40 ou de MSP4-30. Elle n’est pas directement produite à partir des gènes. Son poids moléculaire est de 20kDa et elle serait très immunogène chez l’animal et chez l’homme [3] [39] [40].
PATHOLOGIE DE L’INFECTION PALUSTRE
Les manifestations cliniques du paludisme sont liées directement ou indirectement au cycle parasitaire notamment à la phase de schizogonie érythrocytaire. La gravité des symptômes dépend de l’espèce plasmodiale en cause, de la densité parasitaire et du degré de prémunition de l’hôte affecté. Elles sont diverses, allant du simple portage asymptomatique à des manifestations graves comme le coma, l’anémie sévère, l’insuffisance rénale aiguë ou l’œdème pulmonaire pouvant entraîner la mort. Ainsi deux principales formes cliniques sont décrites avec l’infection par P. falciparum : l’accès palustre simple et les accès sévères.
Accès palustre simple
Les principaux symptômes cliniques de l’accès palustre simple sont : la fièvre, les frissons et sueurs, mais aussi des céphalées et signes digestifs comme les vomissements et parfois diarrhée. Avec l’éclatement des GRp, les pigments malariques appelés hémozoïnes sont libérés et agissent sur le centre bulbaire de la thermorégulation provoquant ainsi la fièvre, ceci lorsque la parasitémie atteint un certain seuil [41]. Au cours des accès de primo invasion, le cycle érythrocytaire est généralement non synchronisé ; la fièvre prend alors une allure continue ou irrégulière selon la parasitémie. Lorsque chez le malade les cycles endo-érythrocytaires de Plasmodium se synchronisent progressivement, la libération des pigments malariques est régulièrement répétée, ce phénomène confère ainsi à l’accès palustre sa périodicité. On peut distinguer grossièrement au cours de l’accès palustre, trois phases symptomatiques distinctes. D’abord une sensation de froid qui dure une quinzaine de minutes, suivie d’une montée de la température jusqu’à plus de 40°C, phase qui dure plusieurs heures et pouvant être accompagnée de vomissements, de convulsions et d’une chute de la tension artérielle. La dernière période est caractérisée par une hypersudation et une baisse de la température [42].
Ces symptômes du paludisme commencent à se prononcer à partir du stade intra-érythrocytaire du cycle de développement du parasite [43]. Plusieurs cytokines douées d’effets pyrogènes, telles que l’IL-1, l’IL-6 et le TNF-α seraient impliquées dans la survenue de la fièvre. Ces cytokines se comportent comme des pyrogènes endogènes en stimulant les centres thermorégulateurs hypothalamiques.
Formes graves du paludisme
De toutes les espèces de Plasmodium pouvant infecter l’Homme, P. falciparum est le plus pathogène, entraînant la majorité des cas mortels à travers le monde. Chez les personnes vivant dans des zones d’endémie palustre et constamment exposées aux infections palustres, la majorité des cas d’infections restent asymptomatiques. Ainsi seule une minorité des cas évolue vers le paludisme et très peu d’entre eux deviennent graves [46].
Il existe plusieurs formes graves du paludisme à P. falciparum. L’anémie sévère et le neuropaludisme sont les complications majeures du paludisme à P. falciparum [26] [47, 48]. L’incidence de ces pathologies graves est liée à l’âge des sujets et au niveau d’endémicité palustre.
Anémie palustre
L’anémie sévère est l’une des complications les plus connues de l’accès palustre. Elle reste une cause importante de morbidité et de mortalité. Dans les régions hyper-endémiques, elle se retrouve surtout chez les enfants et demeure plus fréquente que l’accès cérébral [49, 50]. Les signes évocateurs comprennent une pâleur importante des muqueuses en particulier de la langue, des paumes des mains et des plantes des pieds [51].
Sa pathogénèse est multifactorielle. Cependant l’infection à P. falciparum contribue directement et de façon importante à cette manifestation. La perte des GR constitue un mécanisme important de l’anémie dans les infections aiguës à P. falciparum chez les sujets naïfs [52]. Les troubles d’érythropoïèse souvent observés au cours des infections aiguës à P. falciparum jouent un rôle mineur dans l’anémie palustre [53] [54] [55]. L’hypersplénisme et l’hémolyse induite par les anticorps sont considérées comme les principaux mécanismes de l’anémie chez les patients infectés par P. falciparum dans le contexte particulier de la splénomégalie palustre hyper-immune [55, 56].
Neuropaludisme
Le neuropaludisme ou paludisme cérébral est la complication la plus sévère de l’infection par P. falciparum, seule espèce plasmodiale capable de le provoquer [57, 58]. Le terme neuropaludisme (accès pernicieux) regroupe toutes les manifestations neurologiques conséquence de l’atteinte cérébrale au cours de l’accès palustre : troubles de la conscience, prostration et convulsions [26]. C’est un syndrome fréquemment mortel même si les soins médicaux sont administrés dans de très bonnes conditions et le taux de létalité est de l’ordre de 15 à 30% [59, 60]. Chez les survivants, certains séquelles neurologiques existeraient dans plus de 10% des cas surtout chez les enfants africains [58, 61] mais, la fréquence de ces séquelles est controversée. Ce qui montre que cette complication résulte d’un processus pathologique complexe avec des signes cliniques (Tableau I) et biologiques (Tableau II).
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS SUR LE PALUDISME
I. DEFINITION ET HISTORIQUE
I-1- Définition
I-2- Historique
II. EPIDEMIOLOGIE DE L’INFECTION PALUSTRE
II-1 – Répartition du paludisme dans le monde
II-2- Situation du paludisme au Sénégal
III. HOTE ET BIOLOGIE DU PLASMODIUM
III-1- Agents pathogènes
III-2- Vecteurs
III-3- Cycle biologique du Plasmodium
III-3-1 Cycle chez l’Homme (schizogonie)
III-3-1-1 Schizogonie pré-érythrocytaire
III-3-1-2 Schizogonie érythrocytaire
III-3-2 Cycle chez le moustique (sporogonie)
III-4- Ultrastructure et antigènes du Mérozoïte
III-4-1- Ultra-structure du mérozoïte
III-4-2- Principaux antigènes de type MSPs mérozoïte
III-4-2-1 l’antigène MSP1
III-4-2-2 l’antigène MSP4
IV – PATHOLOGIE DE L’INFECTION PALUSTRE
IV-1-Accès palustre simple
IV-2-Formes graves du paludisme
IV-2-1- Anémie palustre
IV-2-2- Neuropaludisme
IV -2-3. Physiopathologie des formes palustres graves
V. IMMUNITE ANTIPALUSTRE
V-1- Notion de prémunition
V-2- Réponse immunitaire innée
V-3- Réponse immunitaire acquise
VI. Candidats vaccins
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
I – OBJECTIFS
II – METHODOLOGIE
II-1 Site, cadre et population d’étude
II-1-1- Site d’étude
II-1-2- Cadre d’étude et recrutement
II-1-3- Population d’étude et échantillons collectés
II-2 Matériels
II-2-1- Equipements de laboratoire et consommables
II-2-2- Tampons et réactifs chimiques
II-2-3- Matériel biologique
II-3- Méthodes
II -3-1 – Technique de dosage des anticorps
II -3-2 – Analyses statistiques des résultats
III. RESULTATS
III – 1. Caractéristiques de la population d’étude
III – 1.1 Caractéristiques générales
III – 1.2 Caractéristiques hémato-parasitologiques
III – 2. Analyse des réponses anticorps suivant les antigènes étudiés
III-2-1 – Comparaison des niveaux de réponses entre les antigènes
III-2-2 – Corrélations entre les réponses Ac des différents antigènes testés
III – 3. Analyse des réponses anticorps suivant l’âge des patients
III-3-1 – Comparaison des niveaux de réponses entre les deux classes d’âge
III-3-2 – Evolution des réponses en IgG suivant l’âge
III – 4. Analyse des réponses anticorps suivant le phénotype clinique
IV- DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES
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