Influence des piqûres de moustiques sur les réponses anticorps spécifiques aux antigènes de Plasmodium falciparum

Influence of mosquito bites on antibody responses specific to Plasmodium falciparum antigens

• Auteur / Autrice : Kakou Ghislain Aka
• Direction : Vincent Corbel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Corbel, Emmanuel Hermann, Florence Migot-Nabias, Jean-Pierre Dedet, Rachel Bras Gonçalves, Ronald Perraut
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Hermann, Florence Migot-Nabias

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunomodulation

Plasmodium falciparum

Paludisme

Mots clés libres

Paludisme

Immunomodulation

Protéines salivaires

Immunité anti-Plasmodium

Anopheles

Plasmodium falciparum

Malaria

Immunomodulation

Salivary proteins

Anti-Plasmodium immunity

Anopheles

Plasmodium falciparum

Résumé

Les populations humaines vivant dans les zones endémiques pour le paludisme développent une immunité protectrice qui est majoritairement médiée par les anticorps contre Plasmodium falciparum. Cette immunité peut être modulée par différents facteurs relatifs à l’hôte, au parasite et à l’environnement. Ces populations humaines sont fréquemment exposées aux piqûres des insectes hématophages, notamment aux différentes espèces de moustiques Anopheles, Culex et Aedes. Certains composants salivaires de ces moustiques, contenus dans la salive injectée à l’hôte à chaque repas sanguin, ont des propriétés immunomodulatrices, et sont donc capables de moduler le système immunitaire de l’hôte. Cette thèse s’intéresse aux relations immunologiques hôte-vecteur-pathogène et notre objectif était d’évaluer l’influence de l’exposition aux piqûres de moustiques sur les réponses anticorps spécifiques à Plasmodium falciparum chez des populations humaines qui résident en zone d’endémie pour le paludisme. Pour ce faire, des échantillons sanguins prélevés au cours de deux études multidisciplinaires réalisées à Bouaké (Côte d’Ivoire) nous ont servi pour évaluer les réponses IgG et isotypiques (IgG1 et IgG3) à certains antigènes candidats vaccins (PfAMA1, PfMSP1, PfMSP3 et PfGLURP-R0) et aux extraits de schizontes (Pfshz) de Plasmodium falciparum. L’exposition aux piqûres de moustique a été définie au niveau individuel par une approche sérologique basée sur la quantification de la réponse IgG à certains antigènes salivaires spécifiques de chaque genre de moustique et qui représentent un proxy du niveau d’exposition à ces moustiques. La relation entre les réponses anticorps aux antigènes de P. falciparum et les facteurs démographiques, parasitaires, et les facteurs environnementaux a été réalisée par l’utilisation d’analyses univariées et multivariées.Lors de la première étude transversale, les réponses anticorps anti-Plasmodium falciparum étaient différentes selon le niveau d'exposition des enfants, ceux fortement exposés à Anopheles présentaient des réponses IgG et IgG3 significativement plus faibles à PfMSP1. Nous n'avons pas trouvé d'association entre les réponses anticorps à PfAMA1 et le niveau d’exposition aux Anopheles. La deuxième étude nous a permis de suivre l’évolution de la réponse IgG anti-P. falciparum 42 jours après une infection. Les personnes qui étaient plus exposées aux piqûres d'Anopheles ou d'Aedes (exposition considérée à un genre unique) présentaient une plus forte augmentation de la réponse IgG anti-PfShz en comparaison aux personnes moins exposées. Une association positive entre la réponse IgG à PfShz et le niveau individuel d'exposition aux deux genres de moustiques combinée a également été observé au cours du suivi. L’évolution de cette réponse immune était également associée à l'âge, à la densité parasitaire et à la réponse immunitaire préexistante anti-Plasmodium à l'inclusion de l'étude longitudinale. L’exposition aux moustiques (unique ou combinée) n’était pas associée aux dynamiques d’évolution des réponses spécifiques aux antigènes de mérozoites.L’ensemble de ces résultats suggère que l’exposition aux piqûres de moustiques est associée à l’acquisition et à la dynamique des réponses anticorps dirigées contre certains antigènes de Plasmodium falciparum. Ces observations « de terrain » peuvent constituer le point de départ de travaux complémentaires pour appréhender le rôle de la salive de moustique sur la transmission du paludisme en combinant des études immunologiques sur le terrain et ex-vivo.

Human populations living in areas endemic for malaria develop protective immunity which is predominantly mediated by antibodies against Plasmodium falciparum. This immunity can be modulated by various factors relating to the host, the parasite and the environment. The human populations are frequently exposed to bites from blood-feeding insects, in particular to the different species of Anopheles, Culex and Aedes mosquitoes. Certain salivary components, contained in the saliva injected into the host at each blood meal, have immunomodulatory properties, and are therefore able to modulate the host's immune system. This work is interested in host-vector-pathogen immunological relationships and our objective was to assess the influence of exposure to mosquito bites on antibody responses specific to Plasmodium falciparum in human populations residing in endemic areas for malaria.Blood samples taken during two multidisciplinary studies carried out in Bouaké (Côte d'Ivoire) were used to assess the IgG and isotypic responses (IgG1 and IgG3) to certain candidate vaccine antigens (PfAMA1, PfMSP1, PfMSP3 and PfGLURP-R0) and extracts of schizonts (Pfshz) of Plasmodium falciparum. Exposure to mosquito bites was defined at the individual level by a serological approach based on the quantification of the IgG response to certain salivary antigens specific to each mosquito genus and which represent a proxy for the level of exposure to these mosquitoes. The relationship between antibody responses to P. falciparum antigens and demographic, parasitic, and environmental factors has been determined through the use of univariate and multivariate analyzes.In the first cross-sectional study, the anti-Plasmodium falciparum antibody responses were different depending on the level of exposure of the children, those highly exposed to Anopheles had significantly lower IgG and IgG3 responses to PfMSP1. We did not find an association between antibody responses to PfAMA1 and the level of exposure to Anopheles. In the second study, we followed the evolution of the anti-P. falciparum IgG response up to 42 days after infection. People who were more exposed to Anopheles or Aedes bites (considering exposure at single genus exposure) had a greater increase in the anti-PfShz IgG response compared to less exposed people. A positive association between the IgG response to PfShz and the individual level of exposure to the two genera of mosquitoes combined was also observed during follow-up. The evolution of the immune response was also associated with age, parasite density and pre-existing anti-Plasmodium immune response at inclusion. Mosquito exposure (single or combined) did not appear to influence the dynamics of evolution of specific responses to merozoite Ags.Taken together, these results suggest that exposure to mosquito bites, and their immunomodulatory components are associated to the acquisition and dynamic of antibody responses directed against certain Plasmodium falciparum antigens. These “field” observations can be the starting point for further work to further explore the role of mosquito saliva on malaria transmission by combining field and ex-vivo immunological studies.