L'objectif de ce travail était d'étudier les conséquences immunologiques du paludisme gestationnel chez la femme enceinte et le nouveau-né. Ce travail de recherche fait partie du projet STOPPAM, un suivi de cohorte de femmes enceinte et de leurs enfants, réalisés dans deux pays d'Afrique : le Bénin et la Tanzanie. Les objectifs de STOPPAM étaient d'élucider les mécanismes et le déroulement de la pathologie du paludisme associé à la grossesse (PAG) et de quantifier les conséquences du PAG sur la santé de la mère et du jeune enfant. Nous avons, dans un premier temps, caractérisé les cellules immunocompétentes chez des femmes infectées et non-infectées au cours de la grossesse. Deux études ont été ainsi réalisées sur deux sous-groupes de femmes prélevées au début de la grossesse et à l'accouchement. Sur une vingtaine de données appariées entre le début de la grossesse et l'accouchement, nous avons mis en évidence une diminution de fréquence des lymphocytes T indépendamment de l'infection palustre. Au cours du PAG, nous avons déterminé sur deux sous-populations de femmes enceintes, au début de la grossesse et à l'accouchement : i) les fréquences et le niveau d'activation des cellules médiatrices de l'immunité et ii) les concentrations de cytokines et de chimiokines plasmatiques. Nos résultats ont permis de montrer, d'une part que le paludisme gestationnel induit des changements qualitatifs et quantitatifs sur le profil cellulaire et cytokinique, en fonction de l'âge gestationnel et en fonction de la date de l'infection. L'originalité de ces études réside dans l'identification au début de la grossesse, de marqueurs cellulaires et cytokiniques, tels que les lymphocytes B et les Treg d'une part, l'IL-10, l'IP-10 et le MIG d'autre part, qui pourraient être un facteur de risque d'infection placentaire à l'accouchement. Ces observations suggèrent la nécessité de la prise en charge des infections au début de la grossesse dans le contrôle du paludisme gestationnel. La deuxième partie de notre travail s'est intéressée aux conséquences du PAG sur les réponses innées du jeune enfant. Dans une première étude, nous avons caractérisé les cellules présentatrices d'antigènes dans le sang du cordon en fonction du paludisme placentaire ou de l'inflammation du placenta. Nos résultats montrent une altération partielle des cellules présentatrices d'antigènes du nouveau-né, induite par la présence de pigment malarique dans le placenta. Nos résultats soulignent l'importance de l'âge de la mère au moment de la grossesse et de la parité, sur les cellules présentatrices d'antigène du nouveau-né. Ces résultats suggèrent une modulation des réponses cellulaires néonatales par le PAG. La dernière partie de ce travail a considéré les réponses cytokiniques dans le sang de cordon et le sang périphérique du jeune enfant, à des ligands de TLR sur une cohorte de 134 enfants. Les observations issues de cette étude démontrent que l'activation du système immunitaire inné du jeune enfant peut être modifiée par une l'infection survenue à l'accouchement chez la mère. Nos résultats montrent que la susceptibilité au paludisme au cours de la première année de vie dépend de la période de stimulation des récepteurs TLR du système immunitaire néonatal. L'ensemble des travaux réalisés au cours de cette thèse permet de comprendre des mécanismes cellulaires et inflammatoires impliqués dans le paludisme gestationnel chez la femme enceinte et chez l'enfant. Nos résultats ont permis d'identifier des bio-marqueurs liés au PAG.

Le paludisme (ou malaria) est la parasitose la plus répandue à travers le monde (WHO, 2011).La moitié de la population mondiale est exposée à cette maladie causée par le protozoairePlasmodium. La résistance aux traitements qui se développe chez le parasite représente un véritableobstacle à la mise en place de programmes de lutte globale. Le développement de nouveauxprotocoles thérapeutiques plus efficaces ciblant les apicomplexes Plasmodium passe par uneamélioration de nos connaissances concernant la biologie fondamentale des parasites. Par ce biais,nous pourrons identifier de nouvelles cibles originales visant des mécanismes essentiels etspécifiques au développement du pathogène. Chez Plasmodium falciparum (l'espèce responsable dela forme la plus mortelle de malaria), la phase érythrocytaire qui se déroule chez son hôte humain estrelativement courte (48 heures). Le parasite y subit un grand nombre de changementsmorphologiques nécessitant une différentiation précise, spécifique et régulée au cours du temps.Parmi les éléments pouvant contrôler ces mécanismes, les phénomènes de phosphorylationréversibles semblent être des candidats de choix.Nous avons, dans un premier temps, entrepris la caractérisation de PfI2. Ce travail a permisd'identifier cette protéine comme étant un régulateur négatif de PfPP1 localisé au niveaunucléocytoplasmique et indispensable au développement érythrocytaire du parasite. Des étudesd'interaction in vitro et in vivo ont permis d'identifier un certain nombre de résidus impliqués dans lafixation et la fonction de PfI2. En nous basant sur ces résultats, nous avons entrepris une explorationplus précise des relations structure/fonction du complexe PfI2/PfPP1.Concernant l'identification de PfI3, nous avons récemment publiée dans le Journal ofBiological Chemistry (Frèville A. 2012) un travail montrant que chez le parasite, l'inhibiteur 3 estlocalisé au niveau nucléaire et est essentiel au développement asexuel du pathogène. Desexpériences d'interaction in vitro ont permis de montrer que PfI3 est capable de se fixer in vitro àPfPP1 et ce principalement via le motif primaire RVxF. Chez des levures déplétées de leur inhibiteur3, l'expression épisomique de PfI3 n'a pas permis de restaurer la croissance des cellules. Desexpériences in vitro d'activités phosphatase révèlent une action positive de PfI3 sur PfPP1. Cerésultat, inverse de celui que l'on observe chez ses homologues chez la levure ou l'humain met enévidence une fonction différente et spécifique de PfI3 et font de cette protéine un régulateurnucléaire potentiel de PfPP1 chez Plasmodium falciparum.L'ensemble de ce travail de thèse à permis d'identifier et de caractériser chez Plasmodiumfalciparum deux régulateurs potentiels de la phosphatase de type 1 mais également de mettre enévidence un certain nombre d'éléments spécifiques au fonctionnement et au développement duparasite faisant de ces protéines des cibles thérapeutiques intéressantes.

Le paludisme est causé par cinq espèces du genre Plasmodium, P. falciparum étant le plus mortel. Des résistances de certaines souches du parasite ont été rapportées pour tous les médicaments mis sur le marché. Les moustiques vecteurs du parasite sont résistants aux insecticides et aucun vaccin n'est disponible. Cette maladie est un problème économique et de santé publique pour les pays en voie de développement. Mes travaux de thèses visent à identifier de nouveaux traitements contre le paludisme, en ciblant deux nouvelles protéines. Les Apicomplexes ont développé un mécanisme unique d'invasion, impliquant une interaction forte entre la cellule hôte et la surface du parasite, appelée jonction mobile. La caractérisation structurale et fonctionnelle du complexe AMA1-RON2 a ouvert la voie à la découverte de petites molécules capables d'empêcher l'interaction AMA1-RON2 et de ce fait, l'invasion. Le parasite a aussi besoin de phospholipides pour construire sa membrane durant le cycle érythrocytaire. Il y a six fois plus de phospholipides dans les érythrocytes infectés que dans les érythrocytes sains. Notre stratégie est d'inhiber la voie de synthèse de novo Kennedy et plus précisément, son étape limitante catalysée par la PfCCT. Des filtres basés sur le ligand (LBVS) et sur la structure (SBVS) ont été utilisés pour tester virtuellement les chimiothèques commerciales que j'ai préparées. Pour chaque projet, des molécules ont été sélectionnées pour leurs scores de docking et les interactions qu'elles établissent avec les résidus clés de la protéine. En combinant la bioinformatique structurale et la chémoinformatique, nous avons identifié des inhibiteurs potentiels des deux cibles protéiques. / Human malaria is caused by five parasitic species of the genus Plasmodium, P. falciparum being the most deadly. Drug resistance of some parasite strains has been reported for commercial drugs. Vector mosquitoes are resistant to perythroid insecticides and no successful vaccine is available. This disease is a public and economic health issue for developing countries. My PhD projects investigate new treatments for malaria, by targeting two new proteins. Apicomplexa parasites have developed a unique invasion mechanism involving a tight interaction formed between the host cell and the parasite surfaces called Moving Junction. The structural and functional characterization of the AMA1-RON2 complex pave the way for the design of low molecular weight compounds capable of disrupting the AMA1-RON2 assembly and thereby invasion. The parasite also needs phospholipids to build its membrane during the erythrocytic cycle. There are six times more phospholipids in infected erythrocytes compared to healthy ones. Our strategy is to inhibit the de novo Kennedy pathway and more precisely its rate-limiting step catalysed by the enzyme PfCCT. Filters were used for ligand-based (LBVS) and structure-based virtual screening (SBVS) of commercial chemical databases that I have prepared. For each project, molecules were selected in terms of their docking scores and their interactions with key active site residues. By combining structural bioinformatics and cheminformatics, we identified potential inhibitors of the two protein targets.

L’urbanisation est un phénomène qui modifie l’environnement et les conditions de vie sur tous les continents. Depuis 2007, plus de la moitié de la population mondiale habite en ville. Or, beaucoup de villes de taille petite ou moyenne notamment d’Afrique, connaissent une croissance non planifiée, avec pour conséquence d’exposer les populations à de nombreux dangers environnementaux aux conséquences sanitaires complexes et donc assez mal connues. En développant un programme de recherche sur la ville de Bobo-Dioulasso, seconde ville du Burkina Faso, où les relations entre l’urbanisation et la santé ont été très peu analysées, notamment par les géographes de la santé, nous avions l’ambition d’analyser la production des inégalités de santé au regard du processus de l’urbanisation par le biais d’une approche méthodologique originale. Plusieurs indicateurs de santé ont été utilisés, du paludisme aux états nutritionnels, à la fois sur des adultes de 35 à 59 ans et sur les enfants de 6 à 59 mois, issus de quartiers choisis pour illustrer la diversité urbaine et maximiser ainsi l’amplitude des différences de santé entre les quartiers, mais aussi au sein même des quartiers.Notre travail se pose en préalable d’analyses plus élaborées des relations entre les processus d’urbanisation et les inégalités de santé en vue d’en comprendre les constructions socio-territoriales. Il a permis des avancées méthodologiques importantes en matière d’échantillonnage de l’espace urbain et il pose les bases d’une typologie de la ville montrant que sa segmentation est au cœur de la production des inégalités de santé. / The urbanization is a phenomenon which modifies the living conditions and the environment on all the continents. Since 2007, more half of the world population lives in urban areas. However, much of cities of the developing countries are growing without control, exposing the populations to many environmental risks which have complex medical consequences, rather badly known. It is particularly the case of the small and medium-sized cities of Africa.By developing a research program on the town of Bobo-Dioulasso, the second city of Burkina Faso, where the relations between urbanization and health were sparsely analyzed, particularly by the medical geographers, we aim to analyze the production of the inequalities of health taking into account urbanization process according to an original methodological approach. Several health indicators were used, among them malaria and nutritional states, both on adults from 35 to 59 years and on children from 6 to 59 months, resulting from districts which have been chosen to illustrate urban diversity in order to thus maximize the amplitude of the differences in health between the districts but also within the districts. Our work constitutes the bases of more elaborate analyses of the relations between the processes of urbanization and the inequalities of health in order to understand socio-territorial constructions of them. It allowed important methodological projections as regards sampling of urban space and it introduces a typology of the city showing that its segmentation is implied in the production of the inequalities of health.

Les objectifs de ce travail étaient d’évaluer qualitativement et quantitativement l’effet d’antipaludiques « classiques » (primaquine, Malarone®, amino-4-quinoléines) et « d’avenir » (artésunate, ferroquine, seuls ou associés) sur les formes hépatiques et les stades sexués du parasite responsable de la transmission du paludisme. Le modèle expérimental comprend des souris swiss femelle infestées par Plasmodium yoelii et Anopheles stephensi comme moustique vecteur. L’action de la Malarone® (proguanil-atovaquuone) sur les stades hépatiques est quasi totale et plus importante que celle, incomplète, de la primaquine, de la ferroquine ou de l’artésunate. Si les molécules précédentes (ferroquine, artésunate), prescrites à doses subcuratives, entraînent souvent une augmentation de la gamétocytogénèse, elles altèrent certains stades de gamétocytes et inhibent statistiquement chez le moustique la formation d’oocystes et leur nombre et, par là même, interviennent négativement dans la transmission du parasite. / The objective of this study is to evaluate qualitatively and quantitatively the effect of "classic" (primaquine, Malarone®, amino-4-quinoline) and "future" (artesunate, ferroquine, alone or associated) antimalarials on the liver forms and sexual stages of the parasite responsible for malaria transmission. The experimental model was : swiss mouse female infected with Plasmodium yoelii and Anophelesstephensi as the vector. The action of Malarone® (proguanil-atovaquuone) on liver stages is almost complete and more than that, incomplete, primaquine, the ferroquine or artesunate. If the previous molecules (ferroquine, artesunate), prescribed at subcurative doses, often lead to an increase in gametocytogenesis, they alter certain stages of gametocytes and statistically inhibit the formation of oocysts in the mosquito; hence, their number involve negatively in the transmission of the parasite.

Plasmodium falciparum, l'agent étiologique du paludisme, est un parasite intracellulaire obligatoire du phylum des Apicomplexa, responsable de 445 000 décès par an. Le développement de Plasmodium dans les globules rouges (GRs) humains correspond à la phase symptomatique de la maladie. Il commence par la pénétration active de la cellule hôte par la forme invasive nommée mérozoïte, suivie par la multiplication du parasite dans un processus appelé schizogonie pour former 16 à 32 nouveaux mérozoïtes qui sont alors libérés des GRs (étape de sortie) et peuvent alors initier un nouveau cycle. Au cours de son développement intra-érythrocytaire de 48h, ce parasite utilise la phosphorylation réversible de protéines pour réguler les étapes d‘invasion, de schizogonie et de sortie du GR, mais nos connaissances actuelles sur la contribution des phosphatases parasitaires dans ces mécanismes demeurent très incomplètes.L'objectif de ma thèse était d’identifier et de caractériser des phosphatases potentiellement impliquées dans la sortie ou l'invasion des GRs par P. falciparum. J'ai centré mon travail sur 4 d'entre elles, à savoir PP1, PP4, PP7 et Shelph2, sur la base de leur profil d'expression transcriptionnelle tardive au cours du cycle intra-érythrocytaire, qui correspond à ces deux évènements cellulaires. La première partie de cette étude est consacrée à la caractérisation fonctionnelle de Shelph2, une phosphatase d'origine bactérienne. Par génétique inverse utilisant la stratégie CRISPR-Cas9, nous avons étiqueté le gène au locus endogène et montré que Shelph2 est stockée dans des vésicules apicales des mérozoïtes en formation. Nous avons également démontré que cette phoshpatase n’est pas essentielle pour le développement intra-érytrocytaire du parasite dans les GRs car la délétion du gène n'affecte pas les étapes d'invasion, de multiplication des parasites ou de leur sortie des GRs, ce qui suggère la possibilité d’une redondance fonctionnelle avec d'autres phosphatases parasitaires.Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons cherché à décrire les rôles de PP1, PP4 et PP7. Les gènes codant pour ces enzymes étant décrits comme probablement essentiels, nous avons mis en place au laboratoire une stratégie de knock-down conditionnel (ribozyme glmS), avec l’idée de déstabiliser l’ARNm après auto-clivage du ribozyme lors de l’addition d‘un métabolite, ici la glucosamine. Nous avons introduit avec succès la séquence glmS en 3 'des gènes d’intérêt pour PP4 et PP7, mais nous n’avons pas observé de déplétion protéique significative lors de l’addition de glucosamine, empêchant d’utiliser ces lignées pour étudier les fonctions de PP4 et PP7. Cependant, ces lignées parasitaires modifiées ont été utilisées pour analyser la localisation subcellulaire de ces phosphatases. Comme alternative au ribozyme, nous avons utilisé une approche de knock-out inductible (iKO) basée sur une recombinase Cre dimérisable (système DiCre) qui excise des fragments d'ADN situés entre deux sites loxP. Nous avons établi deux lignées de parasites, iKO-PP7 qui n'a pas encore été caractérisée et la souche iKO-PP1. En utilisant les parasites iKO-PP1, nous avons montré que PP1 était principalement une phosphatase cytosolique majoritairement exprimée au stade schizontes. De plus, l'excision inductible du gène PP1 à deux moments différents du cycle érythrocytaire de P. falciparum nous a permis de révéler que PP1 joue deux rôles essentiels, l'un pendant la schizogonie et l'autre au moment de la sortie du parasite. A notre connaissance, ce travail représente la première description d'une phosphatase parasitaire requise pour ces étapes du développement asexué de P. falciparum. / Plasmodium falciparum, the etiologic agent of malaria, is an obligate intracellular parasite of the Apicomplexa phylum that is responsible for 445000 deaths annually. Plasmodium development in human red blood cells (RBCs) corresponds to the symptomatic phase of the disease. It starts by the active penetration of the host cell by the invasive form named merozoite, followed by the parasite multiplication in a process called schizogony to form 16-32 new merozoites that are released from the RBC (egress step) and start a new cycle. During its 48h intra-erythrocytic development, this parasite uses reversible protein phosphorylation to regulate invasion, schizogony as well as egress, but our current knowledge on the contribution of parasite phosphatases in these cellular events is still very poor. The objective of my thesis was to identify and functionally characterize phosphatases potentially involved in egress or invasion during P. falciparum RBC cycle. I focused my work on 4 of them, namely PP1, PP4, PP7 and Shelph2, on the basis of their late transcriptional expression profile during the intra-erythrocytic cycle, as this profile matches the timing of these two essential events. The first part of this study is dedicated to the functional characterization of Shelph2, a phosphatase of bacterial origin. By reverse genetics using CRISPR-Cas9 strategy, we endogenously tagged the gene, and showed that Shelph2 is stored in apical vesicles in the developing merozoites. We also demonstrated that it is dispensable for parasite RBC development, as the deletion of the gene did not affect invasion, parasite multiplication nor egress, suggesting possible functional redundancy with other parasite phosphatases.In the second part of this work, we aimed to describe the roles of PP1, PP4 and PP7. As they were described as likely essential, we set up in the laboratory a conditional knock-down strategy named the glmS ribozyme, with the idea of destabilizing the mRNA following self-cleavage of the ribozyme upon metabolite addition, here glucosamine. We successfully introduced the glmS sequence in 3’ of the genes of interest for PP4 and PP7 but we did not observe any significant protein depletion upon glucosamine addition, thus preventing us to use these lines to study PP4 and PP7 functions. Yet, these engineered parasite lines were used to analyze the subcellular localization of these phosphatases. As an alternative to the ribozyme, we used an inducible knock-out (iKO) approach based on a dimerizable Cre recombinase (DiCre system) that excises DNA fragments located between two loxP sites. We established two parasite lines, the iKO-PP7 that has not been further characterized and the iKO-PP1 strain. Using the iKO-PP1 parasites, we showed that PP1 is predominantly a cytosolic phosphatase mostly expressed during schizogony. Furthermore, the inducible excision of PP1 gene at two different time points of P. falciparum RBC cycle permitted us to reveal that PP1 plays two essential roles, one during schizogony and the other one at the time of parasite egress. This is to our knowledge the first description of a parasite phosphatase required for these developmental steps.

Le paludisme, responsable du décès d’un million de personnes chaque année, reste un problème majeur de santé publique. Des études récentes ont évoqué des mécanismes immunopathologiques communs entre les manifestations allergiques et le paludisme, soutenus par l’existence d’un homologue parasitaire du facteur de relargage d’histamine humain (PfTCTP). Notre objectif était de déterminer l’implication des acteurs de la réponse allergique dans la gravité de l’accès palustre, et la capacité de la PfTCTP à moduler ces réponses.Trois groupes de sujets ont été recrutés dans des structures de santé à Dakar. Les patients infectés présentaient des taux élevés d’IgE totales et spécifiques, par rapport aux sujets sains, mais sans corrélation avec la gravité. A l’aide d’un test d’activation des basophiles basé sur l’expression du CD203c, nous avons montré que les basophiles de patients en accès simple présentaient un niveau d’activation basal significativement réduit. Ces mêmes patients présentaient des concentrations plasmatiques élevées en IL-10, suggérant un meilleur contrôle de leur réponse inflammatoire. Les basophiles de patients en accès grave présentaient une hyperréactivité à l’hémozoïne, ainsi qu’à des stimulations IgE-dépendantes (anti-IgE). Enfin, la présence de PfTCTP circulante a été associée à une plus grande réactivité des basophiles, tandis que l’acquisition d’anticorps contre cette protéine est associée à une protection envers une trop grande réactivité cellulaire.En conclusion, nos travaux soutiennent l’hypothèse d’une activation allergique excessive au cours du paludisme grave. Ce travail ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques. / Malaria is responsible of the death of a million person each year and remains a major public health problem. Recent studies have suggested the existence of common immunopathologic mechanisms between allergic manifestations and malaria, supported by the existence of a parasite homolog of the human histamine releasing factor (PfTCTP). Our objective was to determine i) the implication of allergic response actors in the severity of malaria, and ii) the ability of PfTCTP to modulate these responses.Three groups of subjects were recruited in health structures in Dakar. Infected patients presented high levels of total and specific IgE, compared to healthy controls, although not correlated with severity. With a basophil activation test based on CD203c expression, we demonstrated that basophils from mild malaria patients presented a significantly reduced basal level of activation which paralleled higher levels of IL-10, thus suggesting a better control of their inflammatory responses. Basophils from severe malaria patients showed an hyperreactivity to haemozoin and to IgE-dependent stimulations (anti-IgE). Finally, presence of circulating PfTCTP was associated with a higher basophil reactivity, whereas acquisition of anti-PfTCTP antibodies was associated with protection towards excessive cellular reactivity.In conclusion, our results support the hypothesis of an excessive allergic activation during severe malaria. This work might open the way to new therapeutic approaches.

L'artémisinine (ART) est un composé antipaludique majeur très actif sur les souches multi-résistantes de Plasmodium falciparum. Cependant, son application clinique est limitée par sa faible solubilité en milieu aqueux et sa faible biodisponibilité par voie orale. La mise en œuvre de cyclodextrines (CDs) bioestérifiées et de dérivés amphiphiles polyoxyéthylénés permet de viser deux objectifs : i) d'une part d'améliorer la concentration aqueuse d'ART à travers son association aux vecteurs colloïdaux de CDs modifiées et ii) d'autre part d'améliorer sa biodisponibilité et son efficacité thérapeutique à travers la décoration de la surface des vecteurs. La décoration surfacique est sensée augmenter le temps de circulation sanguine des nanovecteurs de manière à maintenir des doses plasmatiques efficaces d'ART sur une longue période, suite à une administration intraveineuse. Des suspensions colloïdales stables suffisamment chargées d'ART ont été mises au point permettant de palier le problème d'insolubilité en milieu aqueux de la molécule active et donc d'envisager son administration par voie parentérale. Les essais de lyodisponibilité indiquent que l'ART est libérée des nanosystèmes pendant une période de 4 jours pour les nanoréservoirs et de 11 jours pour les nanosphères. En plus des caractérisations physico-chimiques et pharmacotechniques, les potentialités des nanoparticules décorées en surface ont été évaluées et comparées au cours de tests biologiques. In vitro, l'ART mise en forme a montré une bonne efficacité sur des souches plasmodiales choloroquino-sensibles (3D7) et chloroquino-résistantes (K1) avec des CI50 très faibles de l'ordre de 3 à 6 ng/mL. Le concept de co-nano-assemblage de dérivés amphiphiles de γ-CD-C10 bioestérifiée et de polyéthylène glycol (PEG) dans les conditions de nanoprécipitation semble être une approche intéressante pour conférer des propriétés de furtivité aux nano-systèmes de γ-CD-C10. En effet, les études in vitro mettent en évidence une diminution significativement de la phagocytose par les cellules macrophagiques et/ou de l'adsorption des protéines du complément sérique à la surface des nanoparticules de γ-CD-C10 décorées par le polysorbate 80, le stéarate de PEG1500, et le DMPE-mPEG2000. In vivo, nous observons une augmentation du temps de circulation sanguine des nanoréservoirs γ-CD-C10/polysorbate 80 et des nanosphères γ-CD-C10/DMPE-mPEG2000. Enfin, les études de pharmacocinétique réalisées chez le rat montrent que les paramètres pharmacocinétiques de l'ART sont améliorés lorsqu'elle est associée aux deux systèmes nanoparticulaires précédents. En effet, des valeurs de clairance plasmatique très faibles et de temps de demi-vie plasmatique longs (3 et 5 heures, respectivement) de l'ART ont été enregistrées avec ces deux formulations. Ces formes vectorisées d'ART mises au point ouvrent de perspectives intéressantes pour la prise en charge thérapeutiques des crises de paludisme sévère. / Artemisinin (ART), an endoperoxide sesquiterpene lactone antimalarial drug isolated from a Chinese medicinal herb (Artemisia annua), has a fast action against chloroquine-sensitive and chloroquine-resistant strains of P. falciparum, making it very effective in the treatment of multidrug-resistant malaria. However, its poor aqueous solubility, short half-life, and high first-pass metabolism limit its use in therapeutics. The purpose of the present study was to investigate the potential of self-assembled bio-transesterified CD-based nanocarriers as ART delivery systems for an intravenous route. The objective of our study was twofold: (i) to improve the ART dosage through its association with CD esters-based nanocarriers, (ii) to ensure a sufficient blood circulation time of the nanocarriers through their surface decoration, which is a prerequisite to reach infected erythrocytes after systemic administration. Stable colloidal suspensions with good ART association rate were developed to solve the problem of insolubility in aqueous medium of the active molecule and therefore consider its parenteral administration. The γ-CD-C 10 based nanospheres showed a significant sustained release profile of ART extended up to 4 days for nanosphères and 11 days for nanoreservoirs. In addition to the physicochemical characterizations, the potential of nanoparticles decorated on the surface were evaluated and compared in biological tests. The results from this study indicate that ART-loaded nanosystems, mainly PEGylated ones exhibit satisfactory in vitro activity against Chloroquine-sensitive (3D7) and chloroquine-resistant (K1) strains of P. falciparum with very low IC50 of the order of 3 to 6 ng / mL. The concept of co-assembly of nano-amphiphilic derivatives of γ-CD-C10 bioestérifiée and polyethylene glycol (PEG) under conditions of nanoprecipitation seems to be an interesting approach to impart stealth nano-systems-γ-CD C10. Indeed, in vitro studies show a significant decrease in phagocytosis by macrophages and/or adsorption of serum complement proteins on the surface of nanoparticles of γ-CD-C10 decorated by polysorbate 80, PEG1500 stearate, and mPEG2000-DMPE. In vivo, we observed an increase in blood circulation time of nanoreservoirs γ-CD-C10/polysorbate 80 and nanospheres γ-CD-C10/DMPE-mPEG2000. Finally, pharmacokinetic studies in rats show that the pharmacokinetics of ART are enhanced when combined with previous two nanoparticle systems. Indeed, values of plasma clearance and very low time of long plasma half-life (3 to 5 hours, respectively) of ART were recorded with both formulations. These colloidal forms of ART developed open up interesting prospects for the therapeutic treatment of severe malaria.

Le paludisme est la maladie parasitaire la plus meurtrière qui touche 3,3 milliards de personne (la moitié de la population mondiale). En 2010, le nombre des décès dus au paludisme a été estimé à 655 milles, dont 91% des cas concerne le continent Africain. Ce sont les femmes enceintes et les enfants de moins de 5 ans (86% des décès) qui sont les plus vulnérables. Pour les pays africains le paludisme est non seulement une maladie due à la pauvreté, mais il est également la cause de la pauvreté. Face à ce fléau qui fait beaucoup de ravage dans les pays pauvres, il est urgent de trouver de nouveaux traitements efficaces et accessibles aux populations concernées. D'autre part, la toxoplasmose est une maladie parasitaire qui touche principalement les pays industrialisés (50% de la population française). Cette parasitose souvent bénigne chez les personnes immunocompétentes, est qualifiée de maladie opportuniste, car elle peut s'avérer dangereuse chez les femmes enceintes et chez les patients immunodéprimés (personnes atteintes du SIDA ou ayant subi des transplantations d'organe). Les parasites responsables de paludisme (P. falciparum) et de la toxoplasmose (T. gondii) appartiennent à la grande famille des apicomplexes, qui sont des organismes unicellulaires. Afin de concevoir de nouveaux composés antipaludiques et antitoxoplasmoses, nous nous sommes inspirés de produits d'origine naturelle qui sont les aculéatines et les cyclotétrapeptides analogues de FR235222. Afin d'optimiser les propriétés antiparasitaires de ces produits naturels, nous avons développé des méthodes de synthèse rapides en peu d'étapes. Des nouveaux analogues des aculéatines ont été obtenus en utilisant une stratégie de réactions en cascade et tandem d'oxydation phénolique induites par les réactifs à l'iode hypervalent (III). Des réactions de chimie radicalaire avec les xanthates et thioesters ont permis d'obtenir une grande diversité de cyclotétrapeptides analogues de FR235222. Les activités antiparasitaires des différents analogues obtenus ont été évaluées et certains se sont révélés actifs de l'ordre du nanomolaire. / Malaria is the more deadly parasitic disease, affecting 3.3 billion people (half of the world population). In 2010, the number of deaths due to malaria was estimated at 655,000, of which 91% of cases for the African continent. Pregnant women and children under 5 years (86% of deaths) are the most vulnerable. For African countries, malaria is not only a disease due to poverty, it is also the cause of the poverty. Due to this serious problem, it is urgent to find new effective treatments accessible to affected populations. Toxoplasmosis is a parasitic disease that affects mainly the industrialized countries (50% of the French population). This parasitosis is termed opportunistic disease because it can be dangerous for pregnant women and immunocompromised patients (people with AIDS or who have undergone organ transplantion). Parasites responsible of malaria (P. falciparum) and toxoplasmosis (T. gondii) belong to the same family of apicomplexan, which are unicellular organisms. To develop new antimalarial and antitoxoplasmosis compounds, we found inspiration from natural products: aculeatins and cyclopeptides analogue of FR235222. To optimize antiparasitic properties of these natural products, we have developed short synthetic methods. New analogues of aculeatin were obtained by using an approach involving cascade and tandem phenolic oxidative reactions, induced by hypervalent iodine (III) reagents. Radical chemistry with xanthates and thioesters allowed us to obtain a great diversity of cyclopeptides analogue of FR235222. The antiparasitic activities of various analogs obtained were evaluated, and some has reached nanomolar efficacy.STAR

La zone transfrontalière entre la Thaïlande et le Myanmar (ZTTM) est une zone d'endémicité palustre où l'intensité de la transmission est faible, saisonnière et instable. Par conséquent, le paludisme est symptomatique dans toutes les classe d'âge et responsable d'une mobi-mortalité élevée, en particulier chez les femmes enceintes et les enfants. Les résistances de Plasmodium falciparum aux médicaments antipaludiques constituent le principal obstacle à la lutte contre le paludisme dans la région. L'apparition de souches de P. falciparum résistantes aux derniers médicaments encore efficaces (notamment les résistances à l'artémisinine) est particulièrement inquiétante car elle menace les acquis fragiles toutefois très importants en terme de contrôle du paludisme (dans la ZTTM, l'incidence du paludisme a été divisée par 20 au cours des trente dernières années passant 2 cas/personne/an dans le milieu des années 1980 à <0.1 cas/personne/an après 2010). L'objectif principal de cette thèse est de d'évaluer l'impact d'une stratégie d'élimination de P. falciparum basée sur des moyens médicamenteux (accès universel au diagnostic et traitement précoce et élimination du réservoir asymtpomatique, généralement sous-microscopique, par le traitement de masse)sur les indicateurs entomologiques de la transmission du paludisme. Les objectifs secondaires sont multiples et visent à mieux décrire et comprendre les modalités et la dynamique de la transmission du paludisme. / The Thai-Myanmar border is an area of low, seasonal and unstable malaria transmission. Consequently, the infection is symptomatic in all age groups and malaria morbidity and mortality is high especially in pregnant women and children.Antimalarial drug resistances in Plasmodium falciparum constitute the main obstacle to tackle malaria in this area. In the absence of alternative antimalarial drugs, the development of artemisinin resistance in Plasmodium falciparum is a major threat to global public health as it could impair the important yet labile progress made to reduce malaria endemicity (on the TMB, malaria incidence drastically decrease from 2 cases / person / year in 1980 to 0.1 cases / person / year after 2010. The primary objective of this work is to evaluate the impact of antimalarial-based elimination strategy relying on universal coverage with early diagnosis and treatment and elimination of malaria transmission hotspots (villages were the prevalence of asymptomatic infection, usually submicroscopic)with mass drig administration. Secondary objectives aim at describing and understanding the modalities and dynamic of malaria transmission in the studied area.