Du nouveau dans la lutte contre la malaria

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Depuis que j’ai attrapé le paludisme il y a maintenant 20 ans et que je souffre toujours de crises épisodiques, chaque fois que je trouve un article relatif à cette saloperie je me plonge dans sa lecture. Celui émanant de l’école de médecine de l’Université de San Diego à La Jolla sous la direction du Docteur Elizabeth Winzeler et paru au début du mois de décembre 2018 a attiré mon attention pour plusieurs raisons. D’abord il s’agit de travaux relatifs au Plasmodium vivax ( précisément celui qui vit paisiblement dans mon foie et me dérange parfois) mais surtout la méthodologie adoptée pour trouver de nouveaux médicaments pour tenter de tuer ce parasite à l’état de larve (on dit schizont) dans les cellules hépatiques m’a convaincu qu’il serait intéressant d’en informer mes lecteurs. Il s’agit d’un billet un peu technique mais riche en détails exposant la méthodologie adoptée pour découvrir de nouveaux médicaments. Bonne lecture car l’article original est en accès libre.

D’abord quelques petits rappels. La malaria reste toujours la maladie la plus dévastatrice dans le monde avec, chaque année, plus de 200 millions de cas (P. vivax ou P. falciparum) et près de 450000 morts également chaque année, essentiellement des enfants. Les vecteurs de cette maladie sont des moustiques du genre anophèle qui se chargent de parasites quand ils se nourrissent du sang d’un sujet en crise, c’est-à-dire ayant des parasites circulant dans le sang. Le cycle simplifié de la malaria permet de comprendre les trois étages du cycle, chez le moustique, dans le foie puis dans le sang. Il existe un traitement pour débarrasser le foie des schizonts mais il est dangereux et doit être effectué en milieu hospitalier sous surveillance médicale constante.

Il était donc particulièrement logique d’orienter des travaux de recherche au niveau du foie pour tuer les larves avec l’espoir d’éradiquer ensuite la maladie puisque le nombre de sujets en crise diminuera et les moustiques ne pourront plus répandre la maladie. La technique d’approche a donc consisté à mettre au point dans un premier temps un test in vitro rapide et sensible pour ensuite trier des molécules chimiques automatiquement à l’aide de robots puisque 538273 molécules ont été testées lors de ce programme. Il a d’abord été nécessaire de procéder à des dissections des glandes salivaires de moustique porteurs de sporozoïtes provenant de parasites génétiquement modifiés pour exprimer un marqueur pouvant être suivi par luminescence lors des tests de screening. Les hépatocytes après environ 48 heures de culture ont été inoculés avec des sporozoïtes puis soumis aux composés chimiques. Si les hépatocytes en culture étaient effectivement infectés la bioluminescence se développait et inversement dans le cas contraire. Si au moins 1 % des hépatocytes étaient infectés un signal lumineux pouvait être détecté.

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Une réponse positive des produits testés se traduisant par une bioluminescence supérieure au bruit de fond permit dans une première étape de sélectionner 9989 produits qui furent alors à nouveau testés à trois concentrations différentes pour atteindre finalement 631 produits éventuellement intéressants pour de futures études. Le processus de sélection est schématisé dans l’illustration ci-dessous :

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Pour l’anecdote, si on peut dire les choses ainsi, il fallut 18 mois pour achever le screening primaire des 538273 molécules à raison d’environ 10000 produits par semaine. La partie la plus contraignante fut d’élever les moustiques anophèles infectés et de disséquer les glandes salivaires de 1000 moustiques chaque semaine pour mener à bien l’ensemble de cette recherche. Au final 631 composés ont été alors testés à diverses concentrations et 163 d’entre eux ont montré une inhibition de la croissance des schizonts dans les hépatocytes de plus de 80 % à des concentrations inférieures à 1 nanomole par millilitre, concentration méritant une attention détaillée.

Une dernière étape de sélection a consisté à identifier le mécanisme d’action des molécules « rescapées » par étude du métabolisme global des schisonts et des hépatocytes à l’aide de la technique maintenant entièrement automatisée de détermination du « métabolome » consistant à identifier les variations de plusieurs centaines de métabolites intermédiaires par chromatographie liquide couplée à une double analyse par spectrographie de masse (LC-MS/MS). Les cibles de 18 composés de structures non apparentées ont été finalement identifiées, une partie d’entre elles perturbant la synthèse des pyrimidines au niveau de la dihydro-orotate déshydrogénase du parasite, une étape essentielle de cette synthèse, et l’autre l’activité mitochondriale du parasite au niveau du cytochrome bc1. Il reste maintenant à procéder à des essais cliniques mais organiser une telle approche nécessitera de recruter des patients atteints de malaria de type P. vivax et aussi, préventivement et en parallèle, de tester les éventuels effets secondaires sur des modèles animaux. Cet immense travail débouchera peut-être sur l’éradication de la malaria ou au moins sur la diminution des cas de transmission et de décès.

Source et illustrations. doi : 10.1126/science.aat9446 en accès libre et CDC.

La malaria a encore de beaux jours devant elle

J’avais écrit un billet sur le Duffy au mois de novembre dernier (voir le lien) qui est le récepteur, une hémagglutinine à la surface des globules rouges, sur lequel se fixe le Plasmodium vivax. On ne sait pas trop d’où provient le P. vivax et ce qui est acquis par les études génétiques est que le plus proche parent du P. vivax pathogène pour l’homme est retrouvé chez les singes macaques d’Asie. On en avait déduit que ce parasite était originaire d’Asie d’autant plus que la population africaine native n’est pas porteuse du récepteur Duffy. Les deux observations se confortaient l’une l’autre et l’hypothèse d’une origine africaine du parasite avait été abandonné. Ce n’est que récemment que tout a été remis en question par hasard.

Ce qui a intrigué des biologistes de l’Université de Pennsylvanie collaborant avec des collègues de l’Université d’Edimbourg et de l’Institut de Recherche pour le Développement à Montpellier est que des personnes en contact avec des singes africains, gorilles ou chimpanzés, se retrouvaient infectées par un P. vivax différent de celui d’Asie alors que la population locale est supposée résistante à près de 100 % car elle n’exprime pas le Duffy. Il a fallu analyser plus de 5000 échantillons d’excréments de ces primates, chimpanzés, gorilles de l’est et de l’ouest africains et bonobos pour se rendre compte qu’ils étaient tous infectés par des P. vivax génétiquement diversifiés mais relativement proches du vivax infectant les hommes, à l’exception des bonobos. A ce propos, il faut rappeler que les chimpanzés et les bonobos ont divergé il y a environ 2 millions d’années quand le fleuve Congo s’est formé, séparant les deux population. Les chimpanzés et les gorilles vivent au nord de ce fleuve alors que les bonobos vivent au sud et comme ils sont de piètres nageurs, ils ne se sont jamais mélangé à nouveau, ce qui pourrait expliquer que les bonobos ne soient pas porteurs endémique du P. vivax.

Les études génétiques ont montré que les P. vivax retrouvés chez les gorilles ou les chimpanzés ne présentaient pas de spécificité d’espèce hôte et qu’il y a donc un mélange mais néanmoins une sorte d’arbre génétique des différentes familles de ces P. vivax a pu être construit. Il a montré que le parasite infectant l’homme est génétiquement très uniforme contrairement à celui infectant les singes d’Afrique mais qu’il fait partie intégrante de cet arbre. Ces résultats sont en total désaccord avec l’origine asiatique du vivax qui infecte l’homme et que ce dernier est bien originaire d’Afrique et descend d’un ancêtre unique à tous les P. vivax infectant les grands singes de ce continent. Il y a donc un réservoir substantiel de P. vivax en Afrique malgré le fait que la population (humaine) est insensible en raison de l’absence du Duffy.

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La même équipe de biologistes avait précédemment démontré que le réservoir naturel du Plasmodium falciparum était le gorille, ce qui est en accord avec l’hypothèse de l’apparition d’une seule mutation pour que le P. vivax des grands singes devienne pathogène pour l’homme alors que ces singes sont porteurs sains, le plasmodium ne se multipliant pas dans leur sang. Il a d’ailleurs fallu qu’un singe porteur sain soit piqué par un moustique et que ce dernier aille terminer son repas en piquant un homme se trouvant près de la communauté de singes pour que ce dernier se retrouve infecté et développe une crise de malaria.

L’hypothèse la plus plausible est que l’ancêtre du P. vivax était à l’origine capable d’infecter les hommes comme les gorilles et les chimpanzés jusqu’à l’apparition de la mutation négative sur le Duffy, il y a environ 30000 ans pour éliminer la malaria dans ces régions africaines. Selon ce scénario le P. vivax n’a survécu, si l’on peut dire, qu’en quittant l’Afrique pour rencontrer des populations porteuses du Duffy. Mais si pour le moment seulement quelques personnes ont été infectés par ce P. vivax originaire des grands singes, il se pourrait que ce parasite se recombine avec le vivax « humain » et alors, compte tenu de cette diversité génétique dont il a été fait mention plus haut, la population locale normalement résistante pourrait devenir susceptible. Le fait qu’une souche de P. vivax « humain » originaire de Madagascar semble s’être adaptée à l’absence du récepteur Duffy est un élément supplémentaire d’inquiétude d’autant plus qu’une recombinaison entre les parasites d’origines humaine et simiesque pourrait faire apparaître un super P. vivax résistant à tous les médicaments anti-malaria actuellement connus. Il y a donc un réel souci et la malaria a encore de beaux jours devant elle !

https://jacqueshenry.wordpress.com/2013/11/17/vivax-et-duffy-lentente-pas-tres-cordiale/

Source : Penn University

Vivax et Duffy, l’entente pas très cordiale …

Je me souviens de ce que me racontait un vieux médecin australien qui avait sévi durant toute sa carrière dans des pays peu hospitaliers comme la Papouasie-Nouvelle-Guinée ou encore les Iles Salomon, des contrées infestées de moustiques, de serpents, de scolopendres et de toutes sortes d’insectes dénués de tout respect pour les primates quels qu’ils soient dont nous faisons partie. Pour ce vieil ami, parce qu’il était devenu un ami, j’étais pour lui en quelque sorte une exception à Port-Vila puisque je comprenais ce qu’il me racontait, j’étais aussi une exception après lui avoir décrit tout ce que mon organisme avait enduré. D’abord les séances d’extraction d’épines dans les pieds quand j’étais enfant. Nous marchions pieds nus et le soir, après une douche sommaire plus froide que tiède, notre mère inspectait nos pieds, ceux de mes sœurs et les miens, et extirpait avec une fine pince les épines de la veille, celles du jour n’ayant pas encore assez mûri, en d’autres termes leur extraction était facilitée par une petite infection.

C’est ainsi que dès ma plus tendre enfance mon organisme fut accoutumé à résister au moindre petit bobo. Puis vint l’adolescence, après les maladies variées qu’on contracte dans l’enfance, et la pension dans une institution au dessus de tout soupçon, sauf que les curés avaient par charité admis un élève dans ma classe dont les parents étaient notoirement tuberculeux, et peut-être alcooliques mais l’histoire ne le dit pas. Comme six autres de mes camarades, nous nous retrouvèrent dans un sanatorium, les poumons ravagés par le vilain bacille, subissant toutes sortes de traitements dont des administrations massives de streptomycine qui était supposée, à l’époque, rendre sourd, sans parler des fortes doses de rayons X auxquelles nous étions soumis au moins une fois par semaine afin de surveiller la progression ou la stabilisation de notre mal. Depuis cette époque j’en ai toujours voulu aux curés qui, en dehors de leur supposée charité, étaient aussi penchés sur la rondeur fessière des jeunes pensionnaires, tout pédophiles qu’ils étaient, bandant sous leur soutane chaque fois qu’on se hasardait pour leur demander une précision sur le devoir de mathématique qu’on devait rendre le lendemain. Puis vint la vie adulte et ses vicissitudes variées. Je ne sais pas comment j’ai attrapé deux hépatites, A et B, je ne sais pas non plus comment je me suis retrouvé positif pour l’hépatite C. Quand je décrivais mon pedigree à ce vieil australien il semblait de plus en plus intéressé. J’avais aussi souffert d’une grave crise de dengue à la suite d’un séjour aux Iles Marquises et après avoir été complètement abattu par une dysenterie due à une amibe plutôt bénigne au Vanuatu, le coup de grâce fut la malaria.

J’ai relaté dans un billet il y a quelques semaines que mon « ami vivax » me tenait toujours compagnie …

Ce vieux médecin ne put que constater que j’avais échappé à tellement d’infections et autres maladies que j’étais blindé mais que j’avais la malchance d’être un Duffy.

Je crus que cet ami médecin m’insultait en me disant que j’étais un Duffy, puisque nous les Français avions l’habitude de traiter les Australiens d’Aussies ou encore de « Poken ». En réalité un Duffy est une personne qui est sensible au Plasmodium vivax, ce que je découvris quand il précisa son propos. Le qualificatif de Poken est un terme du bislama qui signifie en réalité english spoken, cette précision est utile pour une bonne compréhension et le bislama est la langue vernaculaire de tous les pays papous depuis la Papouasie-Nouvelle-Guinée jusqu’au Vanuatu.

Le terme Duffy semble vaguement rappeler le fait qu’il s’agit d’une glycoprotéine Fy, une hémagglutinine présente à la surface des globules rouges mais en réalité ce terme provient du nom d’un patient hémophile multi-transfusé chez lequel il fut découvert et il s’agit aussi du premier antigène des groupes sanguins qui fut caractérisé au milieu des années 1950. Cette glycoprotéine située à la surface des globules rouges se trouve être le point d’attache du Plasmodium vivax et le gène codant pour elle est localisé sur le bras long du chromosome 1. Si on n’exprime pas cette protéine on est alors insensible au vivax et c’est le cas pour pratiquement 100 % des Africains à la peau noire. Je fais cette précision pour ne pas être taxé de racisme, d’autant plus que mon discours est strictement scientifique, ce n’est qu’une constatation comme d’ailleurs la couleur de peau des papous tout aussi sombre que celle des Africains. Le Duffy a permis d’identifier de par le monde pourquoi certaines peuplades étaient porteurs sains du Plasmodium vivax à la suite d’études génétiques complexes qui ont montré que la présence d’allèles différents était liée à cette résistance. Sans entrer dans les détails compliqués ni de la génétique ni de la biologie moléculaire, il faut en quelques mots préciser que dans les régions du globe où cet antigène n’est pas exprimé la malaria due au vivax n’existe pas même s’il existe des porteurs sains, et c’est tant mieux.

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Mais cette conclusion est hâtive car on vient de montrer que cette saleté de parasite est arrivé à s’adapter non seulement aux drogues qui ont été couramment utilisées pour le combattre comme des dérivés de la quinine mais qu’il est maintenant capable de détourner l’absence de l’antigène Duffy en dupliquant un gène présent chez d’autres sous-types de Plasmodium. Duffy ou pas Duffy, le vivax est devenu potentiellement capable maintenant d’infecter quelque deux milliard et demi de personnes dans le monde qui se trouvaient pourtant génétiquement protégées car n’exprimant pas l’antigène, en d’autres termes la serrure se trouvant à la surface des globules rouges dans laquelle le Plasmodium enfonce la clé qui lui permet de pénétrer à l’intérieur et de se multiplier. Le parasite a trouvé d’autres clés pour entrer dans les globules rouges ! La mutation est apparue à Madagascar et se répand très rapidement puisqu’on vient de la retrouver au Cambodge, au Soudan, au Brésil, en Mauritanie et même en Corée du Nord et c’est un phénomène récent puisqu’elle était encore inconnue en 2008. Si le parasite arrive à entrer en Afrique orientale ou pratiquement 100 % de la population n’exprime pas l’antigène Duffy, alors ce serait une catastrophe sanitaire. Comme il est quasiment impossible de cultiver le vivax en laboratoire, les chances d’arriver à mettre au point un vaccin ou une médication nouvelle permettant de le combattre sont très minces. Longue vie à mon ami vivax …

Source : Case Western University

Mon vieil ami vivax

Lorsque je suis revenu du Japon il y a presque trois semaines, j’ai enduré une crise de malaria qui a duré près de dix jours, avec quatre accès de fièvre suivis du même nombre d’étranges impressions de froid alors que la température extérieure avoisinait 27 degrés. C’est mon vieux copain Plasmodium vivax (vivax c’est son prénom) qui, depuis quinze ans, se tient bien au chaud quelque part dans mon foie et quand je voyage en avion il lui prend l’envie d’aller voir ce qui se passe autour de lui. D’où ces crises de malaria maintenant bien atténuées mais encore désagréables et d’autant plus insupportables qu’après une crise de fièvre, on compte les heures pour se préparer à la crise suivante, en général dans mon cas pas du tout particulier chaque 48 heures. Quatre fois de suite, cela ne m’était jamais encore arrivé depuis la dernière grosse crise qui s’était déclarée précisément alors que je me trouvais dans l’unique Boeing 727 d’Air Vanuatu qui assurait la liaison, ce jour-là, entre Nouméa et Port-Vila. J’étais tellement malade que je m’étais couché dans le couloir central de l’avion. A l’arrivée à Port-Vila, Bauerfield Airport, je transpirais à très grosses gouttes en claquant des dents de froid alors que la température extérieure était tout à fait normale, de l’ordre de 30 degrés. Voilà ce qu’est la malaria causée par le vivax et ce qui me console est que deux milliards et demi d’autres personnes dans le monde en souffrent régulièrement car contrairement à son cousin, falciparum de son prénom, le vivax reste dans le foie jusqu’au jour où on décide, excédé, de lui faire un sort. Mais cette opération n’est pas sans danger car elle peut aussi tuer le bonhomme. Mon vivax à moi n’aime pas la chloroquine, mais j’ai renoncé à me traiter avec ce truc, on écourte les visites touristiques du vieux copain – il aime bien aller séduire les globules rouges – mais on est ensuite encore plus fatigué que si on laisse les choses se faire naturellement. Bref, toute cette histoire pour dire que je me demande parfois si je ne vais pas me soumettre un jour à ce traitement qui tue les Plasmodium vivax qui restent dans le foie des années sous une forme poétiquement appelée hypnozoïte. Surtout que mes lecteurs ne croient pas que je suis hypnotisé par ces sales bêtes qui me colonisent depuis plus de quinze ans, comme si je voulais les garder bien au chaud en souvenir de temps révolus. Mais aller huit jours à l’hôpital et risquer d’en mourir pour m’en débarrasser définitivement ne me tente pas beaucoup. Je vivrai donc encore quelques années avec ce vieux vivax plus aussi méchant qu’il n’était quand il me fit sa première visite.