Le paludisme est une maladie tropicale causée par un parasite du genre Plasmodium. Chez l’Homme, un niveau élevé de phospholipase A2 sécrétée de groupe IIA humaine (hGIIA) est mesuré dans le plasma des patients impaludés. Cette enzyme est connue pour son rôle antibactérien et pro-inflammatoire. Cependant, son rôle dans le paludisme n’a jamais été exploré. Pour comprendre le rôle in vivo de la hGIIA dans cette pathologie, nous avons entrepris la caractérisation hématologique, histopathologique et immunohistochimique de l’infection de souris C57BL/6, transgéniques (Tg+) pour l’enzyme humaine, par l’espèce murine Plasmodium chabaudi chabaudi 864VD. Ce modèle reproduit un paludisme non létal. Nos résultats ont permis d’établir que les souris Tg+ ont un meilleur contrôle de l’infection au moment du pic de crise parasitaire (J14 post-inoculation), avec une diminution de 27% de la parasitémie, comparé aux souris « littermates » non transgéniques (Tg-). L’injection de hGIIA recombinante aux jours 12, 13 et 14 p.i. (0,125 mg/kg deux fois par jour) à des souris C57BL/6 wild-type (WT) infectées par P. c. chabaudi 864VD provoque une diminution d’environ 19% de la parasitémie à J14 p.i., démontrant un rôle direct de la hGIIA dans la diminution de la population parasitaire. Les données hématologiques montrent que l’infection chez la souris Tg+ provoque une anémie plus durable que chez la souris Tg- et une élévation nettement plus importante du nombre de leucocytes, en particulier des polynucléaires neutrophiles. Chez la souris Tg+ parasitée, on observe aussi l’activation d’un nombre important de lymphocytes et une activation spécifique des monocytes avant le pic de crise. Chez la souris Tg- infectée, les données histologiques mettent en avant une meilleure récupération des lésions histopathologiques du foie et une hyperplasie des lymphocytes B dans la rate, tandis que les souris Tg+ infectées présentent des lésions hépatiques tardives et une hématopoïèse extramédullaire splénique. Les résultats des analyses par RT-qPCR suggèrent que l’ARNm de la hGIIA augmente au pic parasitaire dans le foie des souris Tg+ infectées, mais diminue dans la rate et les cellules sanguines. L’injection de hGIIA recombinante au début de la phase patente est sans effet sur la parasitémie, ce qui laisse supposer que des événements plus tardifs dans l’infection sont nécessaires à l’activité antiparasitaire de l’enzyme. L’étude du rôle des lipoprotéines oxydées comme substrat potentiel de l’activité antiparasitaire de l’enzyme, basée sur des résultats in vitro, est abordée. En conclusion, nos études ont permis de dresser un tableau large de l’infection à Plasmodium chez la souris exprimant la hGIIA, et ouvrent de nouvelles perspectives dans l’analyse du rôle de l’enzyme dans la physiopathologie du paludisme. / Malaria is a tropical disease caused by a parasite of the Plasmodium genus. High levels of circulating human group IIA secreted phospholipase A2 (hGIIA) have been reported in malaria patients. The enzyme is well known for its bactericidal and pro-inflammatory actions. However, so far its role in malaria is unknown. In order to address the in vivo role of hGIIA in malaria, we performed a hematological, histopathological and immunohistochemical characterization of C57BL/6 hGIIA transgenic mice (Tg+ mice) infected with P. chabaudi chabaudi (864VD strain), a murine Plasmodium species and strain which causes non-lethal chronic malaria. Infected Tg+ mice present a 27% reduction of parasitaemia at the peak of infection (D14 post-inoculation, p.i.) compared to infected non-transgenic littermates (Tg- mice). Intraperitoneal injection of recombinant hGIIA at D12, D13 and D14 p.i. (0.125 mg/kg twice a day) into P. chabaudi 864VD-infected WT C57BL/6 mice leads to a 19% reduction of the parasitaemia at D14 p.i., demonstrating the direct and acute role of hGIIA in lowering parasite population and presumably ruling out a potential effect linked to chronic overexpression of hGIIA in Tg+ mice. Hematological data show a durable anemia in Tg+ mice compared to Tg- mice during the infection and an important increase of leucocytes, especially of polynuclear neutrophils. The parasitized Tg+ mouse also presents a higher activation of lymphocytes and a specific activation of monocyte cells at the pic of crisis. In the infected Tg- mouse, histological data show a better histopathological recovery in the liver and B cells hyperplasia in the spleen, whereas the infected Tg+ mouse presents late hepatic injuries and splenic extra-medullar hematopoiesis. RT-qPCR analyses suggest that hGIIA mRNA increases at the pic of infection in the liver of infected Tg+ mice, but decreases in spleen and blood. Intraperitoneal injection of recombinant hGIIA at the patent phase is without effect on parasitaemia, which suggests that later infection events are needed for the enzyme antiparasitic activity. Involvement of oxidized-lipoproteins as potential hGIIA substrates, based on in vitro studies, is discussed. In conclusion, our studies allowed us to elaborate a larger picture of the infection of Plasmodium in the mice expressing hGIIA and open new perspectives in the analysis of the role of the enzyme in malaria pathophysiology.

L'objectif principal de ce travail a été de faire le diagnostic de la variabilité du système de mousson lors de son installation sur l'Afrique de l'Ouest et d'en mesurer la prévisibilité. Nous avons tout d'abord cherché si les fluctuations pluviométriques d'une année pouvaient être partiellement sous le contrôle d'une mémoire à long terme via des interactions entre surface continentale et atmosphère. Les résultats sont dépendants des jeux de données. Alors que l'humidité des sols des réanalyses ERA40 montre peu de sensibilité à l'excès pluviométrique automnal les données du SWI et les réanalyses NCEP-DOE AMIP-II révèlent que des anomalies positives automnales peuvent avoir des répercussions sur l'humidité des sols superficiels jusqu'en mai en zone soudanienne. Ces anomalies changent drastiquement les gradients horizontaux d'énergie dans les basses couches. La fin de la saison des pluies semble donc cruciale, aussi bien pour les conditions initiales de surface de la mousson suivante que pour les paramètres dynamiques de la mousson et les précipitations associées. Lors de son installation sur le continent le système de mousson enregistre des fluctuations caractérisées par une alternance entre les phases actives (pendant lesquelles les précipitations augmentent) et les pauses (pendant lesquelles les pluies stagnent, voire décroissent). Deux méthodes différentes de caractérisation et datation de ces fluctuations ont été mises au point sur deux jeux de données (CMAP et GPCP) apportant des résultats concordants. Les pauses significatives sont généralement au nombre de quatre. En moyenne, la 1ère est comprise entre le 19 mars et le 8 avril, la 2ème entre le 28 avril et le 13 mai, la 3ème entre le 2 juin et le 27 juin et, enfin, la 4ème entre le 22 juillet et le 11 août. La synchronisation entre les zones soudano-sahéliennes et guinéenne (pauses n°1 et n°2) permet de réviser la vision classique de la modulation intrasaisonnière de la mousson ouest-africaine et suggère que les événements détectés localement s'inscrivent dans une dynamique de plus large échelle. L'existence de ce type de modulation a également été prouvée au Sénégal où il a été démontré d'autre part que la péjoration pluviométrique (à partir de la fin des 60's) n'a ni modifié le schéma d'alternance « pauses/phases actives », ni son organisation annuelle (calendrier). Suite à la mise au point d'une méthode de détection du démarrage de la saison des pluies soudano-sahélienne une étude de prévisibilité a été effectuée. La détection s'est appuyée sur un indice décrivant la migration latitudinale de la ZCIT. En moyenne, la date de démarrage intervient entre les 22 et 23 juin. Le démarrage de la saison des pluies soudano-sahélienne est particulièrement sensible aux modulations de l'intensité des gradients de pression, de précipitations et d'énergie statique humide à 1 000 hPa. La meilleure modélisation statistique, basée sur les précipitations, permet d'expliquer 73 % de variance. Enfin, l'impact des paramètres climatiques sur la présence et l'abondance saisonnière des principaux vecteurs du paludisme a été recherché à Ndiop (Siné Saloum, Sénégal). Dans ce village, le complexe An. gambiae s.l. prédomine sur An. funestus. Le trait commun de la variabilité interannuelle de ces deux espèces est l'importante augmentation du nombre d'attaques lors de l'année 1999. Pour An. funestus, il s'agit, à cette latitude, du retour en nombre car il avait presque totalement disparu depuis la sécheresse. L'analyse de la relation entre précipitations et premières attaques vectorielles annuelles montre des résultats peu stables s'expliquant par : la non-prise en compte de paramètres primordiaux non mesurés localement (température et hygrométrie in situ, hauteur des mares, etc.) et la représentativité insuffisante de l'indice de précipitations utilisé par rapport à l'environnement pluviométrique réellement observé à plus petite échelle. Le phénomène de recrudescence vectorielle de 1999 trouve son origine dans les importantes précipitations des mois d'août, septembre et octobre ayant entraîné les plus grands cumuls pluviométriques annuels de la période 1993-1998. Dès septembre, l'humidité des sols associée a certainement joué un rôle important dans l'augmentation des densités agressives. La cartographie des anomalies de ces paramètres a suggéré que cet événement a pu potentiellement intervenir dans de nombreuses zones de la frange soudano-sahélienne. En termes de prévisibilité, il a été montré qu'aux pas de temps interannuel et intrasaisonnier, les densités d'An. gambiae s.l. peuvent être correctement reproduites. Au contraire, les densités d'An. funestus, vu ses préférences écologiques, ne sont pas très bien simulées par les modèles statistiques en raison de la mauvaise prise en compte des précipitations sur le long terme.

Le cycle érythrocytaire de Plasmodium falciparum, parasite responsable du paludisme, alterne entre prolifération intense et différenciation sexuée impliquant un contrôle fin de l'expression des gènes. Cependant, les acteurs de la régulation transcriptionnelle sont encore peu décrits.<br />L'étude comparative du transcriptome des clones 3D7 et F12, ne produisant pas de gamétocytes, a permis d'identifier à l'aide d'une bio-puce à ADN thématique, plusieurs gènes différemment exprimés et potentiellement impliqués dans la régulation des événements clés de la vie du parasite.<br />L'annotation de facteurs de transcription et d'éléments de régulation nous a conduit à analyser un facteur spécifique de séquence ADN de la famille <br />Myb des protéines à domaines tryptophane. La protéine PfMyb1 présente dans les extraits nucléaires du parasite est capable de se lier à des motifs "Myb Regulatory Element" identifiés dans des promoteurs plasmodiaux. L'inactivation du gène pfmyb1 par un ARN double brin a montré que ce facteur est essentiel à la survie du parasite et qu'il intervient dans la régulation transcriptionnelle de plusieurs gènes. Puis, deux facteurs spécifiques de structure ADN de la famille "High Mobility Group" des protéines à motif "HMG-box" HMGB ont été caractérisés par leurs propriétés architecturales essentielles au remodelage de la chromatine. Les différences d'activité, de localisation et d'expression de PfHMGB1 et PfHMGB2, lors du développement érythrocytaire, soulignent leur absence de redondance dans le parasite.<br />La caractérisation de ces interactions dynamiques ADN/protéines pourrait fournir de nouvelles stratégies de lutte contre cet important pathogène humain.

Le développement érythrocytaire du parasite Plasmodium falciparum est composé de deux phases successives : une prolifération intense responsable de la maladie et une différenciation en gamétocytes responsable de la dissémination du parasite. Ce changement de statut de la cellule serait en partie dû à une expression différentielle des gènes, notamment à une régulation transcriptionnelle. Cette régulation nécessite l'interaction de deux acteurs dont la caractérisation devrait aboutir à une meilleure connaissance du développement du parasite et permettre de trouver de nouvelles voies pour combattre la maladie.<br />Après identification des promoteurs de gènes, des éléments connus chez les autres eucaryotes ainsi que des éléments dits spécifiques de Plasmodium ont été recherchés à l'aide de différents programmes bioinformatiques, puis regroupés en modules. Les différentes familles de gènes dont l'expression est cordonnée ou altérée par l'expression diminuée d'un facteur de transcription, devraient partager dans leurs promoteurs des éléments de régulation leur permettant d'être exprimées à un moment précis du développement.<br />Des facteurs se liant à l'ADN et impliqués dans la régulation transcriptionnelle ont été recherchés dans le génome du parasite. Des phases ouvertes de lecture codant des facteurs appartenant aux familles de protéines à domaine Myb, à doigt de zinc ou encore avec une architecture beta ont été identifiées et les protéines correspondantes modélisées. Le clonage et la caractérisation biochimique de trois de ces facteurs ont confirmé la pertinence de la mise en évidence informatique de ces protéines.

La régulation des évènements de prolifération et de différenciation cellulaire, lors du cycle de Plasmodium falciparum, implique un contrôle fin de l'expression des gènes. La conception d'une biopuce ciblée a permis l'identification de gènes différentiellement exprimés lors du cycle érythrocytaire de deux clones 3D7 et F12 (ne produisant pas de gamétocytes). L'implication de plusieurs protéines dans le processus de gamétocytogénèse a été proposée. L'étude d'un facteur de transcription, PfMyb1, a été engagée. Celui-ci est capable de lier spécifiquement des motifs ADN. Une baisse de la croissance des parasites traités par un ARN double brin spécifique du transcrit pfmyb1 a été observée. Les conséquences de l'extinction partielle de l'expression du transcrit et de la protéine PfMyb1, à son pic d'expression, sur le transcriptome des gènes de Plasmodium ont été étudiées. L'analyse des promoteurs, nous a permis de mieux comprendre les modalités de la régulation par ce facteur.

Nous nous sommes intéressés à l'activité antipaludique du bleu de méthylène (BM), qui fut la première molécule de synthèse utilisée dans le traitement des accès palustres. Nous avons montré que le BM est actif sur des souches cultivées de Plasmodium falciparum d'origines géographiques et de chloroquino-sensibilités différentes (CI50<10nM). Il est aussi actif sur le cycle sanguin de Plasmodium murin (DE50<15mg/Kg), mais pas sur la phase hépatique. Les stades érythrocytaires les plus sensibles sont les stades jeunes. Les associations avec les traitements classiques sont de type : antagoniste avec amodiaquine ; antagonisme-additif avec atovaquone, doxycycline, pyrimethamine ; additive-pas d'interaction avec artemether, chloroquine, mefloquine, primaquine et synergique avec la quinine. Nous avons montré par spectrométrie UV, CCM et spectrométrie de masse, qu'il n'y a pas de liaison entre le BM et l'hème. Nous avons également mis au point une nouvelle technique pour mesurer la transformation de l'hème par le glutathion et mesurer ainsi l'activité des drogues sur cette transformation.

L'une des spécificités des pays d'Afrique sub-saharienne comme le Bénin est leur climat subtropical, chaud et humide. Ces caractéristiques climatiques permettent l'existence d'une transmission endémique du paludisme. Cependant, à très fine échelle, les individus ne sont pas tous exposés de la même manière à ce risque sanitaire. On a ainsi voulu comprendre quelles caractéristiques de l'environnement au sens large déterminent la transmission palustre à micro-échelle. L'étude a été menée dans une commune rurale du sud du Bénin composée de neuf villages, Tori-Bossito. Un diagnostic territorial, couplé au suivi épidémiologique d'une cohorte de 600 nouveau-nés, et à des captures d'anophèles vecteurs pendant les trois années de l'étude (2007-2010) a permis d'identifier d'une part les zones où le vecteur est le plus présent, et d'autre part les facteurs de vulnérabilité des individus. Le travail de terrain a consisté à collecter des indicateurs environnementaux multi-échelles (région, village, maison), et à mener une analyse de géographie humaine sur les pratiques d'utilisation des moyens de protection (moustiquaires, insecticides...), la structure de l'habitat, et l'occupation du sol à proximité des lieux de vie. La modélisation finale de ces variables dans un SIG (Système d'Information Géographique) a permis de mettre en évidence à Tori-Bossito une territorialisation du risque qui fait écho à des conditions ethniques, culturelles et socio-économiques diverses. Une ségrégation spatiale liée aux modes de vie qui pose la question de la vulnérabilité des individus dans un contexte de migrations et d'exode rural vers les villes.

L'accroissement des résistances aux insecticides chez les anophèles vecteurs de Plasmodium sont mises en cause dans la baisse d'efficacité des principales stratégies de lutte antivectorielle (LAV) en Afrique. Des techniques de combinaisons d'insecticides, évaluées au Bénin, n'ont pas été plus efficaces pour réduire la morbidité palustre et limiter l'extension des résistances que la stratégie préconisée par le Programme National de Lutte contre le Paludisme (moustiquaires imprégnée seules). Dans cette thèse, nous avons cherché à identifier les facteurs opérationnels, biologiques et environnementaux pouvant expliquer cet échec. Nous avons modélisé le risque d'exposition de l'homme aux piqûres de vecteurs en fonction de variables environnementales afin (i) d'identifier les déterminants de la présence et de la densité des vecteurs et (ii) d'analyser l'impact des méthodes de LAV. Nos résultats ont montré à l'échelle des villages une forte hétérogénéité spatio-temporelle de la population vectorielle, caractérisée par des niches écologiques et comportementales différentes qui a ont pu moduler l'efficacité de la LAV. Nous avons mis en évidence le rôle vectoriel majeur de An. funestus qui assurait la transmission en saison sèche tandis que le taux d'utilisation des moustiquaires diminuait en raison des fortes températures et de la baisse de nuisance culicidenne. De plus, nous avons observé des modifications comportementales chez les vecteurs suite à la mise en place de méthodes de LAV. Nous faisons donc des propositions pour l'amélioration des méthodes actuelles de LAV, pour définir les caractéristiques des futures méthodes et pour mieux choisir les méthodes à implémenter en fonction du faciès entomologique.

Les aculéatines sont des molécules naturelles, biologiquement actives, isolées de Amomum aculeatum, une plante utilisée en médecine traditionnelle (Papouasie Nouvelle Guinée) pour le traitement des fièvres et du paludisme. L'approche synthétique développée dans le cadre de la synthèse totale énantiosélective de ces molécules utilise comme réaction clef une étape d'oxydation phénolique associée à une spiroannélation. L'étude de la réaction d'aldolisation diastéréosélective intervenant dans cette approche nous a permis d'étendre le champ d'application des inductions 1,3 anti (PMB) aux substrats non encombrés, mais également de mettre en évidence une induction 1,3 de type syn (Tr), rarement décrite dans la littérature.<br />A l'issue de la mise au point de cette synthèse deux thématiques ont été développées.<br />Un premier axe de recherche a visé l'étude de l'étape d'oxydation phénolique et, plus particulièrement, l'étude du piégeage du cation phénoxonium par différents hétéroatomes hybridés sp2 : l'oxygène d'une fonction cétone dans le cas des aculéatines, l'oxygène d'une fonction lactame lors d'une tentative de synthèse de la spiroleucettadine, ou encore l'azote d'une oxazoline au travers d'une approche synthétique d'un analogue des TAN.<br />D'un point de vue biologique, la synthèse d'analogues des aculéatines a rendu possible l'évaluation des paramètres importants intervenant dans trois activités biologiques (antipaludique, antitoxoplasmique, herbicide) possédant comme cible commune les plastes. Certaines caractéristiques structurales ont pu être dégagées des études de relation structure-activité. De même, deux molécules actives sur P. falciparum (CI50 de 80 et 90 nM) sont en cours d'étude in vivo.

Quatre études épidémiologiques menées en Afrique ont montré que les enfants issus de mères ayant un placenta infecté par Plasmodium falciparum lors de l'accouchement font des infections palustres plus précocement que les autres enfants. Le fœtus serait sensibilisé in utero par les parasites infectants et développerait par la suite une tolérance aux infections palustres. Cette hypothèse nous conduit à supposer que i) la réponse anticorps spécifique de P. falciparum est différente chez les enfants en fonction du statut infectieux du placenta des mères à l'accouchement et ii) que cette sensibilité ne pourrait être induite que par les antigènes parasitaires porteurs des mêmes polymorphismes que ceux rencontrés in utero. Un troisième projet a consisté au développement d'une méthodologie permettant de distinguer les anticorps maternels de ceux néo-synthétisés par l'enfant dans le but de mesurer précisément l'acquisition de la réponse anticorps élaborée par l'enfant dès son plus jeune âge. Nous avons mis en place le suivi régulier et rapproché d'une cohorte de 620 nouveau-nés de la naissance à 18 mois au Bénin. Nous avons mesuré leurs réponses anticorps dirigées contre sept antigènes de P. falciparum candidats vaccins et constaté que le processus de maturation immunitaire commence à être mis en place à l'âge de 18 mois. L'infection palustre placentaire ne semble pas influer sur l'acquisition de la réponse anticorps spécifique jusqu'à 18 mois de vie. La méthodologie de distinction des anticorps maternels et néo-synthétisés a été validée. La caractérisation des polymorphismes des antigènes parasitaires présents à l'accouchement et pendant le suivi des enfants, mis en relation avec les données environnementales, a permis de valider en partie l'hypothèse de tolérance immunitaire.