Dossiers de presse

Paludisme

Deux milliards d'individus sont exposés au paludisme, qui provoque chaque année 200 à 500 millions de cas cliniques faisant, selon les estimations, entre 1 et 3 millions de morts par an.

Quatre espèces de parasites sont responsables de cette infection dont deux sont prévalentes : Plasmodium falciparum, responsable de la lourde mortalité imputable au parasite, particulièrement en Afrique, continent de loin le plus touché, et Plasmodium vivax, qui co-existe avec le précédent dans le reste du monde. Tous deux sont transmis par les moustiques Anophèles. Aucun vaccin n'est aujourd'hui disponible. Les moyens de lutte existants sont donc les médicaments (dont les plus connus sont la chloroquine ou la quinine) et la lutte anti-vectorielle. Mais la situation est d'autant plus préoccupante que depuis plusieurs années, les parasites développent de plus en plus de résistances aux médicaments, et que les moustiques vecteurs développent des résistances aux insecticides.

Une des difficultés majeures dans la mise au point d'un vaccin contre Plasmodium est, qu'au cours de sa vie, le parasite passe successivement par plusieurs stades avec des phases d'intense multiplication asexuée chez l'homme (dans les cellules du foie -phase hépatique - puis dans les globules rouges du sang - phase érythrocytaire) et une phase de reproduction sexuée suivie de multiplication, chez l'insecte. Chaque stade se termine par la libération d'un parasite d'une forme différente, donc porteur d'antigènes différents et induisant des réponses immunitaires différentes, ce qui complique d'autant la mise au point d'un vaccin.

A l'Institut Pasteur, plusieurs équipes travaillent à l'élaboration de vaccins contre le paludisme et plusieurs candidats sont à l'étude.


Les candidats vaccins

Le Laboratoire de Parasitologie Médicale, dirigé par Pierre Druilhe, s'intéresse à différents stades du parasite. Les chercheurs ont caractérisé et produit des molécules antigéniques spécifiques des stades précédant l'invasion des globules rouges (dits "pré-érythrocytaires"), en particulier du stade hépatique jusque là délaissé. Un des intérêts majeurs de ces antigènes pré-érythrocytaires est qu'ils se sont révélés moins variables génétiquement que d'autres molécules de Plasmodium. Une molécule - LSA-3 - a notamment été identifiée dans ce laboratoire et est aujourd'hui considérée n au vu des résultats obtenus chez le chimpanzé, comme un des candidats vaccins prometteurs. Des essais cliniques (phase I - tolérance et immunogénicité- et phase II) sont en cours dans le cadre du programme Key Action 2 de la Commission Européenne, du Programme VIHPAL du ministère de la Recherche, avec le soutien de l'European Malaria Vaccine Initiative (EMVI - organisation créée en 1998 par la Commission Européenne dans le but de faciliter la recherche et développement de vaccins contre le paludisme).

L'équipe de Pierre Druilhe étudie également une molécule de surface du parasite, MSP3, identifiée comme étant la cible du mécanisme de défense majeur contre l'infection au stade érythrocytaire. Des études immuno-épidémiologiques en zone d'endémie (Sénégal) ont largement confirmé l'intérêt de cette molécule : il existe en effet une très forte corrélation entre la présence d'anticorps dirigés contre MSP3 et la protection acquise par exposition naturelle à l'infection. Des essais d'immunisation par MSP3 ont donné des résultats encourageants chez le primate, qui ont justifié la mise en route d'essais chez l'homme, également soutenus par l'EMVI. Ces essais de phase I ont montré que l'antigène MSP3 n'était pas toxique et qu'il induisait chez l'homme la production d'anticorps capables de tuer le parasite.

Le Laboratoire de Vaccinologie Parasitaire, dirigé par Shirley Longacre, est focalisé sur les deux composants des vaccins anti-palustres à sous-unités : les protéines recombinantes homologues à certains antigènes parasitaires considérés " protecteurs ", et des nouveaux procédés de stimulation du système immun (qui seraient applicables à d'autres vaccins ciblant d'autres maladies). Les vaccins anti-palustres développé par le Laboratoire ciblent le stade sanguin du cycle parasitaire (responsables des symptômes cliniques), des deux espèces de Plasmodium principalement responsable de la morbidité et mortalité du paludisme chez l'homme, P. falciparum et P. vivax. Les antigènes à l'étude correspondent aux protéines de surface de la forme du parasite infectieuse aux globules rouges (merozoite surface proteins-MSPs), puisqu'elles sont accessibles au système immun du hôte, et leur fonction est souvent essentielle au bon développement du parasite. Les protéines recombinantes correspondants aux antigènes d'intérêt sont reproduites de façon optimale dans des cellules d'insecte infectées par un virus recombinant (baculovirus). Les antigènes les plus avancés en dévelopement sont les MSP1 (merozoïte surface protein 1) de P. falciparum et P. vivax, et plus particulièrement une petite partie de ces protéines dénommée p19. En région d'endémie (Sénégal), des anticorps réagissant avec PfMSP1p19 sont associés à la protection contre la maladie clinique et contre la survenue fatale de neuro-paludisme. MSPp19, a déjà été évaluée chez le primate pour son efficacité en terme de protection lors d'une dizaine d'essais d'immunisation, chez le singe Saïmiri, à l'Institut Pasteur de Guyane et à l'Université de New York, et chez le macaque à l'Université de Colombo (Sri Lanka). D'excellentes protections contre le parasite ont été obtenues en utilisant les MSP1p19 recombinants de P. vivax, P. falciparum ou P. cynomolgi (très proche de P. vivax et responsable d'infections naturelles chez le macaque). Des préparations pour un premier essai clinique chez l'homme avec cet antigène sont en cours à l'Institut Pasteur. Des nouveaux méthodes immuno-stimulatrices concernent un système de délivrance retardée des antigènes afin de prolonger l'effet protecteur du vaccin après une seule injection, et une modification glyco-lipidique des antigènes recombinants, qui les rend hyper-antigenique. Ces recherches ont fait l'objet de contrats avec l'OMS, et sont soutenues actuellement par l'Union Européenne (EUROMALVAC consortium) et par le programme VIHPAL du ministère de la Recherche.

L'Unité d'Immunologie Moléculaire des Parasites, dirigée par Odile Puijalon, cherche à identifier les facteurs de virulence parasitaires après modification génétique des parasites par invalidation de gènes candidats. L'un d'entre eux permet aux globules rouges nouvellement infectés de résister aux effets néfastes sur le cytosquelette de la cellule hôte que provoque l'élévation de la température lors des accès de fièvre. Par ailleurs, de nouveaux facteurs de virulence parasitaire sont recherchés par une approche de post-génomique et par une analyse comparée de l'expression génétique dans différentes conditions physiologiques. Ces études pourraient déboucher sur la mise en évidence de nouveaux candidats vaccins. Ces recherches sont financées par le PTR59, le programme PAL+ et la Délégation Générale à l'Armement (DGA).


Prévenir les formes graves

Une autre stratégie de recherche vise à prévenir les formes graves du paludisme.

L’équipe d’Artur Scherf, de l’Unité de Biologie des Interactions Hôte-Parasite, et celle de l’Unité de Parasitologie Expérimentale dirigée par Jürg Gysin de l’Institut Pasteur* travaillent à l’élaboration d’un vaccin qui permettrait de prévenir le paludisme gestationnel : il survient chez les femmes enceintes en zone d’endémie, chez lesquelles les accès cliniques et l’anémie sont plus fréquents ou plus intenses pendant la première grossesse. Conséquence : l’enfant a un trop faible poids de naissance (hypotrophie), ce qui est un facteur de risque important de mortalité dans la première année de vie. Il a été calculé qu’une intervention efficace sur le paludisme gestationnel permettrait de réduire de 3 à 5% la mortalité infantile en zone d’endémie. Cette forme de paludisme est caractérisée par une concentration de globules rouges parasités au niveau du placenta. Ces globules rouges adhèrent au niveau des capillaires placentaires à une molécule nommée CSA (Chondroïtine Sulfate A) : l’objectif est d’élaborer un vaccin pour empêcher cette adhésion, qui serait administré chez les jeunes femmes en zone d’endémie. Les chercheurs de ces deux groupes ont identifié les protéines du parasite qui se lient à la CSA, précisément identifié les régions de ces protéines impliquées dans ces liaisons, et montré que des anticorps dirigés contre elles inhibent l’adhésion du parasite au CSA. Les régions identifiées sont donc de bons candidats pour la vaccination, et des essais sont en cours chez le primate à Marseille (voir ci-dessous : " des modèles animaux "). Les chercheurs ont de plus identifié deux autres antigènes du parasite, également capables de se lier au placenta, mais à un stade plus précoce de l’infection. Le développement des candidats vaccinaux visant à prévenir le paludisme gestationnel est en cours avec notamment le soutien de l’European Malaria Vaccine Initiative (EMVI) qui financent deux projets pilotés par Benoît Gamain (Unité de Biologie des Interactions Hôte-Parasite) et Jurg Gysin (Unité de Parasitologie Expérimentale).

* URA mixte Institut Pasteur/Université de la Méditerranée Aix Marseille II

Une autre caractéristique des formes graves du paludisme est la formation de "rosettes", agrégats de globules rouges dans la circulation sanguine des individus infectés. Une des voies de recherches de l’Unité d’Immunologie Moléculaire des Parasites, dirigée par Odile Puijalon, vise à empêcher la formation de ces rosettes. L’équipe a dévelooppé un modèle expérimental pour étudier ce phénomène et identifié un gène de Plasmodium responsable de son adhésion sur les globules rouges,. Elle évalue actuellement chez la souris des stratégies vaccinales ciblant cette adhésine du parasite. Ces recherches sont financées par l’Union Européenne (programme EUROMALVAC). Un autre volet de recherches développé par cette unité est l’analyse des désordres immunologiques accompagnant l’accès grave. Le groupe de Charlotte Behr étudie les profils d’activation des lymphocytes T, et des monocytes chez des enfants africains souffrant d’anémie grave ou de neuropaludisme. Des différences importantes ont été mises en évidence dans ces deux groupes cliniques. Ces données ouvrent des perspectives nouvelles pour l’identification des molécules parasitaires impliquées dans l’activation des sous populations cellulaires . Ces recherches sont financées par la DGA et le programme PAL+.


Des modèles animaux

L'Unité de Parasitologie Biomédicale a élaboré des modèles animaux non primate pour faciliter la recherche de candidats vaccins, avec le soutien financier de la CEE et du Département de recherche sur les maladies tropicales (TDR) de l'OMS. La phase érythrocytaire du cycle de Plasmodium falciparum a pu être reproduite en greffant des globules rouges et certains globules blancs (monocytes) humains à des souris mutantes immunodéprimées. Une fois infectées par le parasite, ces souris "humanisées" ont des niveaux de parasitémie analogues à ceux enregistrés chez l'homme et réagissent de façon similaire à l'effet d'une injection d'anticorps protecteurs humains (baisse de la parasitémie). Les mêmes chercheurs ont récemment mis au point des souris dont le foie contient des hépatocytes humains, qui reproduisent la phase hépatique du paludisme. Ces modèles animaux permettent d'évaluer rapidement in vivo l'intérêt protecteur de candidats vaccins.

L'Unité de Parasitologie Expérimentale dispose d'un modèle primate (Saimiri sciureus), développé ces dernières années par Jürg Gysin , et qui a connu depuis une constante évolution impliquant des chercheurs d'horizons très différents. Ce primate est aujourd'hui considéré comme un modèle expérimental des complications neurologiques, de l'oedème pulmonaire, de l'anémie, du paludisme gestationnel et d'autres aspects physiopathologiques induits par une infection à P. falciparum. Divers aspects concernant ces pathologies graves induites par la cytoadhérence ont été abordés à la fois in vivo chez l'animal et in vitro chez l'homme dans le laboratoire de Jurg Gysin à Marseille. Ce modèle permet à la fois d'analyser les moléculaires en jeu et leur inhibition, et d'évaluer des candidats vaccins potentiels ou des anticorps monoclonaux anti-parasitaires ou anti-maladie dans un environnement complexe et proche des conditions existant chez l'homme.


Un nouveau modèle in vitro: la rate humaine isolée perfusée

La rate joue un rôle majeur au cours de l’infection palustre, aussi bien dans l’élimination du parasite que dans la modulation du phénotype parasitaire. Pierre Buffet et Peter David dans l l’Unité d’Immunologie Moléculaire des Parasites ont mis au point en collaboration avec G.Milon, (U. d’Immunophysiologie et Parasitisme Intracellulaire) et M.Huerre (U. de Recherche et d’Expertise Histotechnologie et Pathologie) un système d’organe isolé /perfusé permettant une survie de plusieurs heures de la rate ex vivo. Les rates sont perfusées avec des érythrocytes infectés par P.falciparum, permettant d’effectuer des explorations fonctionnelles et immuno-histochimiques sur les mécanismes de clairance parasitaire, le stade de développement stade parasitaire en cause et d’évaluer le rôle respectif des propriétés rhéologiques et des réponses immunologiques dans la rapidité et la spécificité de la clairance. Ce nouveau modèle devrait permettre d’explorer le rôle fonctionnel des anticorps développés contre des candidats vaccins.

 

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Mars 2005