L’artésunate est désormais le traitement de référence du paludisme grave au plan mondial. Cependant, des cas d’anémie hémolytique différée ont été décrits chez 20% à 25% des voyageurs traités. L’épisode hémolytique survient 2 à 3 semaines après traitement. Environ la moitié des patients vont nécessiter une transfusion sanguine. L’artésunate induit un phénomène original en physiologie humaine : le “pitting” ou épépinage splénique des érythrocytes parasités. Il consiste en l’expulsion du parasite mort de l’érythrocyte hôte lorsque celui-ci traverse une structure microcirculatoire splénique appelée « fente interendothéliale ». Ces érythrocytes pittés retournent sans destruction immédiate dans la circulation générale. Nous avons étudié l’efficacité et la tolérance de l’artésunate intraveineux chez 123 voyageurs atteints de paludisme grave. Cent dix-sept patients ont survécu (95%). Parmi 78 patients suivis plus de 8 jours, 76 (97%) ont eu une anémie au cours du suivi et 21 une hémolyse différée typique (27%). Dans ce sous groupe de patients la chute médiane en hémoglobine a été de 1,3g/dl avec un nadir <7g/dl dans 15% des cas. Un seul patient a été transfusé. Le marquage de la protéine parasitaire Resa, véritable empreinte de l’infection érythrocytaire par Plasmodium falciparum, permet la visualisation des érythrocytes pittés. Chez 21 patients non transfusés le pic de concentration en érythrocytes pittés est survenu durant la première semaine. Chez 9 patients évoluant vers une hémolyse différée le pic de pittés était significativement plus élevé que chez 12 patients présentant d’autres profils évolutifs d’anémie (0,30 vs. 0,07 ; P = 0,0001). Une concentration d’érythrocytes pittés au pic supérieure à 180 millions/l aurait prédit le risque d’hémolyse différée avec une sensibilité de 89% et une spécificité de 83%. Utilisant la technologie ImageStream* l’étude morphologique érythrocytaire chez 4 patients a montré que l’infection plasmodiale suivi de pitting entraine une réduction de surface projetée de 8,9%. Cette altération pourrait contribuer à la réduction de la durée de vie des érythrocytes pittés. La destruction différée des érythrocytes infectés et épargnés par le pitting durant le traitement par artésunate est un mécanisme original d’anémie hémolytique. Ce travail a permis de structurer l’espace nosologique de l’anémie post-thérapeutique au cours du paludisme, de clarifier la physiopathologie de l’hémolyse différée et d’identifier certains de ses mécanismes. Malgré l’incidence élevée de l’hémolyse différée, l’anémie résultante n’est préoccupante que dans 15% des cas et ne remet pas en cause le bénéfice de l’artésunate par rapport à la quinine dans le traitement du paludisme grave. La concentration précoce des érythrocytes pittés pourrait être un marqueur prédictif intéressant de la survenue d’une hémolyse différée post-artésunate. / Worldwide, artesunate is now the recommended treatment for severe malaria. However cases of delayed hemolytic anemia have been described in 20% to 25% travelers treated with artesunate. The episode usually occurs 2 to 3 weeks after the end of the treatment. About half on the inpatients need blood transfusion. Artesunate induces an original phenomenon called splenic “pitting” of parasitized erythrocyte. The dead parasite is expelled from the host erythrocyte when it comes through a microcirculatory structure called inter-endothelial slit. These pitted red blood cells go back to the general blood circulation without destruction. We have studied efficacy and tolerance of intravenous artesunate in 123 patients with imported severe malaria, of whom 117 have survived (95%). Among 78 patients followed more than 8 days, 76 (97%) suffered from anemia during follow-up and 21 had a typical delayed hemolysis pattern (27%). In this sub group the median loss of hemoglobin was 1.3g/dl with a nadir below 7g/dl in 15% of them. Only one patient was transfused. The labelling of Resa protein, a plasmodium protein included in the bilayer membrane of the red blood cell, allowed the visualization of pitted cells. In 21 patients non transfused, the pitted cells peak occured during the first week post treatment. In 9 patients with typical delayed hemolysis pattern, the pitted cells peak was higher than in the 12 patients with other kind of anemia patterns (0.30 vs. 0.07 ; P = 0.0001). A pitted cells concentration above 180 millions/l would have predicted the risk of late hemolysis with 89% sensitivity and 83% specificity. Red blood cell morphology was studied using ImageStream* technology in 4 patients. It has shown that infection and pitting process induces a membrane projected area loss of 8.9%. This loss could explain the reduced life span of the pitted red blood cells. Differed destruction of the erythrocytes first infected and then spared by pitting process during the treatment with artesunate is a new pattern of hemolytic anemia during malaria. This work has provided a nosological framework of post therapy hemolysis during malaria, a clarified pathophysiology of delayed hemolysis and has identified potential explanatory mechanisms. Notwithstanding the high incidence of hemolysis, the resulting anemia is severe in 15% of the patients and does not jeopardize the advantage of artesunate compared to quinine in the treatment of severe malaria. Early pitted cells concentration could be a surrogate marker to determine the risk of delayed hemolysis and anemia after artesunate treatment.

L’objectif de notre travail est de contribuer à l’amélioration de la sécurité transfusionnelle. Pour ce faire, nous sommes partis de notre expérience personnelle en banque de sang hospitalière. Le risque infectieux lié aux transfusions, inscrit dans l’esprit de chacun depuis l’affaire du « scandale du SIDA » en France, est aujourd’hui un des risques les mieux maîtrisés. Actuellement, les risques transfusionnels les plus importants sont essentiellement de type immunologique ou liés à des erreurs humaines. Nous avons donc mis en évidence trois axes de travail correspondant chacun à un type de réaction transfusionnelle spécifique choisis parmi ces deux derniers risques. Les données d’hémovigilance internationales publiées nous ont confortés dans l’idée que ces trois sujets représentent une part importante des réactions transfusionnelles notifiées ces dix dernières années. Nous avons choisi de travailler sur la prévention des réactions transfusionnelles hémolytiques de type ABO, des réactions transfusionnelles hémolytiques chez les patients atteints d’anémie hémolytique auto-immune et des réactions d’hyperkaliémie post-transfusionnelle.<p>Notre premier travail a consisté en la démonstration de la faisabilité d’une automatisation complète du contrôle ultime au lit du malade par vérification de la compatibilité entre le groupe ABO du patient et celui de la poche de sang à transfuser. Cet appareil utilise une nouvelle technique de détection d’hémagglutination entièrement conçue et validée au sein de notre laboratoire de recherche et brevetée par l’ULB.<p>La seconde partie du travail consiste en l’évaluation d’un nouvel algorithme de prise en charge transfusionnelle des patients atteints d’anémie hémolytique autoimmune en incluant la réalisation d’un génotypage érythrocytaire permettant ainsi, d’une part, d’éviter les réactions hémolytiques transfusionnelles et, d’autre part, d’éviter de nouvelles alloimmunisations chez ces patients.<p>Dans la dernière partie du travail, nous nous sommes intéressés aux effets des liquides de conservation des poches de sang sur le relargage de potassium à partir d’unités de globules rouges irradiées destinées aux patients immunodéprimés. Nous avons pu observer des différences entre les deux solutions de conservation que nous utilisons et nous avons pu ainsi émettre de nouvelles recommandations visant à prévenir ces hyperkaliémies transfusionnelles.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le respect de l’équilibre entre lymphocytes T effecteurs auto-réactifs et lymphocytes T régulateurs (LTreg) est primordial dans le maintien de la tolérance aux antigènes du soi. Les partenaires cellulaires et les mécanismes moléculaires impliqués dans la rupture de l’équilibre de cette balance ne sont pas ou peu connus dans les maladies auto-immunes. Ainsi, les travaux décrits dans cette thèse portent sur le dérèglement de la balance T effecteurs/ Treg dans deux modèles de maladies auto-immunes chez l’homme: le lupus érythémateux systémique et l’anémie hémolytique auto-immune (AHAI). Nous montrons une augmentation de l’expression de la molécule de costimulation OX40L (CD252, TNFSF4) à la surface des cellules présentatrices d’antigène circulantes et infiltrant les tissus chez les patients lupiques. Cette augmentation est corrélée à l’activité de la maladie chez l’adulte comme chez l’enfant. Elle a pour conséquence l’induction de lymphocytes T effecteurs de type Tfh (T follicular helper) et le blocage des fonctions suppressives des Treg, deux acteurs majeurs dans la physiopathologie du lupus. Dans le second projet, nous montrons une augmentation de la proportion de T8reg circulants chez les patients affectés d’une AHAI à anticorps chauds en phase de rémission. Ces Treg expriment le CD25, le FoxP3 et exercent leur fonction suppressive par un mécanisme faisant intervenir l’IL10. De faibles doses d’IL-2 permettent l’expansion de cette population cellulaire in vitro. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances dans la physiopathologie de ces deux maladies et offrent des perspectives thérapeutiques potentielles. / Respect of the balance between autoreactive T cells and regulatory T cells (LTreg) is important to maintain tolerance to self-antigens. Cellular partners and molecular mechanisms involved in the disruption of this balance are not or little known in autoimmune diseases.Thus, the work described in this thesis focuses on the disruption of the T effector/ Treg balance in two models of human autoimmune diseases: systemic lupus erythematosus and autoimmune hemolytic anemia (AIHA). We show an increased expression of the OX40L (CD252, TNFSF4) costimulatory molecule at the surface of both circulating and tissues-infiltrating antigen presenting cells in SLE patients. OX40L expression is correlated with disease activity in adults and in children and results in Tfh (follicular helper T) effector cells induction and Treg suppressive functions inhibition, two key mechanisms in the pathogenesis of lupus. In the second project, we show an increase of the circulating T8reg proportion in patients with a warm AIHA in a non-active state. These Treg express CD25, FoxP3 and exert their suppressive function by a mechanism involving IL-10. Low-dose IL-2 allows the expansion of this cell population in vitro. These results provide new insights into the pathophysiology of these diseases and offer potential therapeutic perspectives.

Le syndrome d'Evans est défini par l'existence concomitante ou séquentielle de cytopénies auto-immunes, le plus souvent, anémie hémolytique et thrombopénie immunologique. Chez l'enfant, il peut être secondaire à une infection, une maladie auto-immune systémique ou un déficit immunitaire primitif. Alternativement, chez une grande partie des patients, l'étiologie n'est pas clairement identifiée. Les patients atteints de syndrome d'Evans présentent parfois d'autres atteintes, telles une auto-immunité d'organe, une lymphoprolifération bénigne ou un déficit immunitaire. L'objectif de ce travail était d'identifier des causes génétiques chez des enfants présentant un syndrome d'Evans sans étiologie sous-jacente identifiée. Nous avons centré notre étude sur des formes sévères à début pédiatrique en faisant l'hypothèse qu'une maladie monogénique serait plus fréquente dans ce groupe de patients. Nous avons mis à profit les technologies de séquençage haut débit « nouvelle génération » (NGS) pour réaliser et analyser le séquençage de l'exome de patients et de certains de leurs apparentés afin de mettre en évidence des gènes candidats potentiels. Ce travail a permis l'identification de 4 gènes candidats : LRBA, CTLA-4, STAT3 (mutations gain de fonction) et NFKBIA. L'implication des 3 premiers gènes dans de nouvelles maladies monogéniques où l'auto-immunité est au premier plan a été confirmée par d'autres équipes au cours de ce travail. Pour chacun de ces gènes, nous avons poursuivi 2 objectifs complémentaires : d'une part, tenter de valider l'implication des gènes identifiés dans la maladie des patients. Nous avons pour cela utilisé des approches et techniques variées : biochimie et protéomique afin d'identifier des partenaires protéiques, microscopie confocale pour localiser les protéines et leurs interactions, tests cellulaires in vitro pour mettre en évidence un défaut fonctionnel, marquages en cytométrie en flux pour identifier des modifications dans les sous-populations lymphocytaires. D'autre part, nous avons recherché d'autres mutations de ces gènes chez des patients de phénotype clinique similaire. Nous avons ainsi constitué et exploré 3 cohortes de patients présentant des mutations de LRBA, CTLA-4 ou STAT3. Nous avons rassemblé une cohorte de 18 patients porteurs d'une mutation de LRBA, répartis dans 11 familles. Cela nous a permis de préciser et d'étendre le spectre clinique de cette maladie de découverte récente, avec en particulier des atteintes articulaires sévères s'associant à un diabète précoce, ou des entéropathies. Nous avons identifié 15 nouvelles mutations de transmission autosomique récessive dans le gène LRBA, codant une protéine de fonction inconnue dont l'absence entraine une maladie principalement caractérisée par une poly-auto-immunité. Nous avons identifié 29 partenaires protéiques potentiels de LRBA et précisé la localisation de LRBA dans les différents compartiments cellulaires. Nous avons également établi une cohorte de 12 patients dans 10 familles présentant un déficit en CTLA-4 par haplo-insuffisance. Au delà de la mise en évidence de 9 nouvelles mutations, nous avons décrit une famille où la variation est transmise de façon autosomique récessive. Dans les déficits en LRBA et CTLA-4, nous avons mis en évidence une diminution du pourcentage de lymphocytes T régulateurs parmi les PBMC et une diminution de l'expression de CTLA-4 dans les lymphocytes T activés. Ceci corrobore l'interaction entre ces 2 protéines décrite en parallèle par une autre équipe. Nous avons montré que les spectres cliniques des déficits en LRBA et CTLA-4, fortement chevauchant dans les premières descriptions publiées, pourraient se différencier, malgré l'implication des lymphocytes T régulateurs dans ces 2 maladies. (...) / Evans syndrome is defined by the occurence of autoimmune cytopenias, either at the same time or sequential, mainly autoimmune hemolytic anemia and immune thrombocytopenia. In children, it may be secondary to infections, systemic autoimmune disease, or primary immune deficiency, though in most patients, its etiology isn't obvious. Patients affected with Evans syndrome can also present other features, such as autoimmunity toward a particular organ, benign lymphoproliferation or immunodeficiency. The main goal of this work was to identify genetic causes in children presenting an Evans syndrome without a known underlying etiology. We focused our study on severe, early onset forms of the disease, with the hypothesis that a monogenic disease would be more frequent in this group of patients. Taking advantage of high throughput "Next Generation" sequencing (NGS) techniques, we sequenced and analyzed exome from patients and their relatives in search for adequate candidate genes. We identified 4 candidate genes: LRBA, CTLA-4, STAT3 (gain-of-function mutations), and NFKBA. Implication of the first 3 genes in new monogenic diseases with autoimmunity as a key feature was also confirmed by others during the course of this work. For each gene, we pursued 2 complementary goals: First, we sought to validate the implication of the gene in the patients' disease. To do so, we used various techniques and approaches: biochemistry and proteomics to identify protein partners, confocal microscopy to localize proteins and interactions, in vitro cellular assays to bring to light functional defect, flow cytometry to identify changes in lymphocytes subpopulations. We also looked for other mutations of each gene in patients with a similar clinical presentation. Hence we created and explored 3 cohorts of patients presenting with mutations of LRBA, CTLA-4 or STAT3. We constituted a cohort of 18 patients with LRBA mutations within 11 families. We then were able to precise and extend the clinical spectrum of this recently described disease. In particular, we observed patients with severe chronic arthritis associated with diabetes mellitus or enteropathies. We identified 15 new mutations of autosomal recessive transmission in the LRBA gene, coding a protein of unknown function, which absence is responsible for a disease mainly characterized by autoimmune features. We identified 29 candidate protein partners of LRBA and precized LRBA localisation in cell compartiments. We also established a cohort of 12 patients within 10 families presenting CTLA-4 haploinsufficiency. Beyond describing 9 new mutations, we report a family with autosomal recessive transmission.In LRBA and CTLA-4 deficiencies, we showed a decrease of regulatory T lymphocyte subset proportion among PBMC and a decrease of CTLA-4 expression in activated T cells. These results support the interaction between these 2 proteins, described concurrently by another team. We showed that the clinical spectra of these 2 diseases, although widely overlapping in first published reports, could be different despite a role of regulatory T cells in both. Hence, organ-specific autoimmunity and lymphoproliferation are more frequent in LRBA deficiency whereas granuloma and hypogammaglobulinemia are more present in CTLA-4 deficiency. Theses results suggests a role of genetic modifyers, which remain to identify. Among our cohort of patients with Evans syndrome, we also identified 5 patients within 5 families presenting gain-of-function mutations of STAT3. 3 of those mutations were reported by others during our work and appeared de novo in our patients. Functional validation of the 4th one is in progress. The last mutation follows a recessive transmission and could exemplify a new transmission modality of this disease. (...)