Sélection des parasites porteurs de mutations associées à la résistance aux antipaludiques recommandés par l'OMS au cours la prise en charge du paludisme

Selection of parasites carrying mutations associated with resistance to WHO-recommended antimalarial drugs in the management of malaria

• Auteur / Autrice : Atikatou Mama
• Direction : Nicaise Georges Tuikue Ndam, Frédéric Ariey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Parasitologie
• Date : Soutenance le 17/12/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mère et enfant en milieu tropical : pathogènes, système de santé et transition épidémiologique (Paris ; 2010-...)
• Jury : Président / Présidente : Sandrine Houzé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Houzé, Agnès Aubouy, Arthur Talman, Aurore Hounto Ogouyemi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Agnès Aubouy, Arthur Talman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parasites

Artémisinine

Pyriméthamine

Sulfadoxine

Résistance aux antipaludiques

Grossesse

Plasmodium falciparum

Thérapeutique

Paludisme

Mots clés libres

Paludisme

P. falciparum

Paludisme pendant la grossesse

Tpi-Sp

Sulfadoxine Pyriméthamine

Artemisinine

Cta

Pfdhfr

Pfdhps

Pfk13

Malaria

P. falciparum

Malaria in pregnancy

IPTp-SP

Sulfadoxin Pyrimethamin

Artemisinin

Act

Pfdhfr

Pfdhps

Pfk13

Résumé

Le paludisme est une maladie parasitaire causée par diverses espèces de Plasmodium ; P. falciparum étant l'espèce la plus répandue et responsable des cas mortels de la maladie. Les enfants âgés de moins de cinq ans et les femmes enceintes représentent les couches les plus vulnérables de la population en raison de l'acquisition progressive de l'immunité protectrice chez les enfants et de la susceptibilité accrue des femmes enceintes primigestes aux infections palustres. En l'absence d'un vaccin homologué par l'OMS pour lutter contre la maladie, une stratégie de lutte définie en trois axes a été mise en oeuvre pour aider à l'élimination du paludisme. Il s'agit de la lutte anti-vectorielle, le diagnostic et le traitement (l'utilisation des TDRs et combinaisons thérapeutiques à base d'artémisinine (CTAs)) et enfin, les traitements préventifs intermittents (TPI) pour les populations à risque. La mise en place globale de ces stratégies a contribué à la diminution importante de la mortalité liée au paludisme. Cependant, ces efforts se heurtent à l'émergence et à la propagation de la résistance à la SP (recommandée dans le TPI) ainsi qu'à celle de l'artémisinine et ses composés partenaires (recommandé en première intention dans le traitement du paludisme). La résistance aux antipaludiques a été d'abord observée au Cambodge, puis s'est étendue à une grande partie de l'Asie du Sud-Est pour enfin apparaître de façon spontanée en Afrique l'Est. Si cette perte de l'efficacité des CTAs venait à se répandre dans toute l'Afrique, les conséquences seraient dramatiques en termes de santé publique. C'est pourquoi des outils de surveillance permettant la détection précoce de la résistance à l'artémisinine doivent être mises en place pour mieux orienter les mesures d'interventions. Cette thèse vise à utiliser les technologies de séquençage, pour évaluer la pression de sélection exercée par deux traitements recommandés par l'OMS en zone d'endémie palustre (le TPI et les CTAs). La première partie de ce travail est subdivisée en deux sous parties. Dans un premier temps, il s'est agi de confirmer les effets bénéfiques sur les nouveau-nés de la prise d'un nombre supérieur ou égal à 3 doses de traitement préventif intermittent avec la sulfadoxine pyriméthamine (TPI-SP) par les femmes enceintes. Ensuite, de montrer grâce à la technologie de séquençage Sanger que cette prise de TPI-SP exerçait une sélection sur des parasites porteurs de mutations associées à la résistance à cette combinaison thérapeutique. L'essentiel des travaux de cette partie a été menée au Ghana, pays endémique au paludisme et qui très tôt a adopté la nouvelle politique d'utilisation du TPI-SP qui consiste en une prise mensuelle de la SP après le troisième mois de grossesse. La deuxième partie de ce manuscrit de thèse nous a permis dans un premier temps de comparer le génome entier des parasites collectés avant et après traitement aux dérivés d'artémisinine ; et dans un second temps de montrer grâce à la méthode du targeted amplicon deep sequencing la possibilité d'une sélection des parasites porteurs de mutations associées à la résistance aux dérivés d'artémisinine quelques heures après un traitement aux CTAs. Pour aider à l'atteinte des objectifs visés, une méthode de filtration visant à améliorer la qualité des résultats de séquençage d'ADN grâce à la technologie illumina a été mise en place. Les travaux issus de cette deuxième partie ont été menés grâce aux échantillons collectés au Bénin chez des enfants souffrant de paludisme simple et de paludisme grave. L'ensemble des travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrit dans une stratégie de surveillance de la résistance aux antipaludiques pouvant permettre de mieux adapter les traitements antipaludiques afin de limiter la sélection de parasites résistants.

Malaria is a parasitic disease caused by a variety of Plasmodium species, with P. falciparum being the most common and responsible for fatal cases of the disease. Children under five years of age and pregnant women are the most vulnerable segments of the population due to the gradual acquisition of protective immunity in children and the non-existence of immunity against a subpopulation of the parasites that could sequester in the placenta during the first pregnancy. In the absence of a WHO-approved vaccine to control the disease, a number of control strategies have been implemented to help prevent malaria among these vulnerable groups. These include vector control, diagnosis and treatment (the use of RDTs and artemisinin-based combination therapies (ACTs)) shared by these two groups and presumptive treatment (IPT) of all pregnant women with chemotherapy (sulfadosine-pyrimethamine (SP). The overall implementation of these strategies has contributed to a significant decrease in malaria mortality. However, these efforts are hampered by the emergence and spread of resistance to SP and artemisinin and its partner compounds (recommended for malaria treatment). Antimalarial drug resistance was first observed in Cambodia, then spread to South-East Asia and finally appeared spontaneously in East Africa. If this loss of ACT efficacy were to spread throughout Africa, the consequences for public health would be dramatic. Therefore, evaluating the selection pressure exerted by these two treatments recommendations by WHO in malaria endemic areas (IPT and ACT) is essential to maintain the efficacy of these drugs as long as possible while alternative are being researched or developed. This thesis aims to use sequencing technologies to evaluate the selection pressure exerted by two treatments recommended by the WHO in malaria endemic areas (IPT and ACT). The first part of this work is subdivided into two subparts. Firstly, the beneficial effects of taking SP doses greater than or equal to three on babies were confirmed. Secondly, to show, thanks to Sanger sequencing technology, that IPTp-SP uptake exerted a selection on parasites carrying mutations associated with resistance to this therapeutic combination. Most of the work in this section was carried out in Ghana, a malaria endemic country that adopted early the IPTp-SP new policy, which consists of a monthly uptake of SP after the third month of pregnancy. The second part of this thesis manuscript allowed us to compare the whole genome of parasites collected before and after treatment with artemisinin derivatives; and to show, thanks to the targeted amplicon deep sequencing method, the possibility of selection of parasites carrying mutations associated with resistance to artemisinin derivatives a few hours after treatment with ACTs. To help achieve the objectives, a filtration method to improve the quality of DNA sequencing results using illumina technology was implemented. The work in this second part was carried out using samples collected in Benin from children with uncomplicated and severe malaria. This second part of the work was carried out using samples collected in Benin. The work presented in this manuscript is part of a strategy to monitor antimalarial drug resistance, which may allow better adaptation of antimalarial treatments to limit the selection of resistant parasites.