La phase érythrocytaire du cycle de Plasmodium est caractérisée par une hémolyse importante et la libération d’hème chez l’hôte. Grâce à ses activités pro-oxydantes et immunomodulatrices, l’hème contribuerait au dysfonctionnement de la réponse immune observée durant le paludisme grave. Ainsi, ce travail de thèse avait pour but de clarifier le rôle de l’hème sur la réponse des lymphocytes T et des cellules gliales au cours du neuropaludisme et de l’anémie palustre sévère dans des modèles murins de paludisme. De plus, nous avons étendu nos études au paludisme chez des patients infectés par P. falciparum manifestant différents phénotypes cliniques. D‘après nos résultats l’hème diminue la réponse délétère de type 1 des lymphocytes T CD4 et des microglies chez les modèles murins. Alors que cette réponse est essentielle à la clairance du parasite, le prétraitement des souris BALB/c avec l’hème induit une parasitémie plus faible, en comparaison au groupe non traité, qui est également associée à une anémie liée à une dysérythropoïèse. Cependant, l’injection d’hème chez des souris C57BL/6 pendant l’infection les protège du neuropaludisme en diminuant le recrutement des lymphocytes T, la réponse de type M1 des microglies et la production de cytokines pro-inflammatoires dans le cerveau. Par l’étude réalisée dans l’Odisha en Inde nous avons corroboré l’ensemble de ces résultats avec des données cliniques, et montrons que les niveaux plasmatiques d’hème augmentent chez les patients atteints de neuropaludisme et corrèlent positivement avec les cytokines IP-10, IL-10, TNF-alpha et MCP-1. Nous soulignons dans notre étude la complexité de la physiopathologie du paludisme grave. / During the erythrocytic phase of the parasite Plasmodium, large amounts of heme are release in circulation. Due to its pro-oxidant, and immunomodulating activities, heme might be responsible for the alterations of the immune response that were reported during severe malaria. Thus, the objectives of this work were to clarify the impact of heme on the response of T lymphocytes and glial cells in rodent models of severe malarial anemia, and cerebral malaria. In addition, we have also looked at the relationship between heme levels and malaria severity in a human cohort of P. falciparum-infected patients manifesting mild and severe malaria. Heme decreased the pro-inflammatory type 1 response of CD4 T lymphocytes and microglia cells in rodent models. Despite the essential role of this response for the elimination of the parasite, BALB/c mice that were preconditioned with heme before infection had lower parasitemia compared to the untreated group. However, heme induced stronger anemia during the infection that was concomitant with alterations in erythropoiesis. In addition, heme injection during infection protected partly C57BL/6 mice from developing cerebral malaria by preventing T cell recruitment to the brain, the M1 response of microglia cells, and the production of pro-inflammatory cytokines by brain cells. Interestingly, we show from our field study in Odisha, India, that plasma heme levels increased with the severity of malaria, and more specifically during cerebral malaria, and correlated positively with the plasma levels of four cytokines: IP-10, IL-10, TNF-alpha and MCP-1. Herein we underscore the complexity of the pathophysiology of severe malaria.

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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 1993. / Submitted by Kelly Marques (pereira.kelly@gmail.com) on 2009-11-30T16:54:31Z No. of bitstreams: 1 1993_LeopoldoLuizdosSantosNeto.PDF: 968344 bytes, checksum: be85df14342692bf2dc82666e0164244 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-12-01T15:35:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 1993_LeopoldoLuizdosSantosNeto.PDF: 968344 bytes, checksum: be85df14342692bf2dc82666e0164244 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-01T15:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1993_LeopoldoLuizdosSantosNeto.PDF: 968344 bytes, checksum: be85df14342692bf2dc82666e0164244 (MD5) Previous issue date: 1993 / A malária representa atualmente um importante problema de saúde pública. A evolução clínica da infecção pelo P. falciparum é geralmente benigna, mas a mortalidade pode atingir até 50% dos casos. Citocinas como o fator de necrose tumoral-α (FNT-α) e o fenômeno de aderência associado as hemácias parasitadas são os principais mecanismos envolvidos na fisiopatogenia da forma grave de malária. Contudo, ainda existem muitos pontos na patogenia desta infecção, particularmente a contribuição da disfunção endotelial no desenvolvimento da síndrome de inflamação sistêmica da forma grave da malária. Com o objetivo de contribuir para o entedimento da disfunção do endotélio na malária grave foi realizado um estudo envolvendo 42 pacientes infectados pelo Plasmodium falciparum, 6 infectados por P. vivax e 13 indivíduos hígidos. A função endotelial foi avaliada, através da detecção da concentração plasmática da selectina-E e do fator de von Willebrand (FVW). Um total de 19 pacientes foram caracterizados como apresentando a forma grave e 23 a forma moderada, de acordo os critérios da OMS. Nos pacientes com malária houve aumento da concentração de selectina-E e do FVW, quando comparado com o grupo controle normal (P<0,05). No entanto, os pacientes com a forma grave apresentaram uma maior ativação endotelial do que os indivíduos do grupo moderado, respectivamente 52,1 ± 34,9 e 34,6 ± 16 ng/mL de selectina-E (P<0,05). Também os títulos do FVW estavam mais elevados na forma grave (P<0,05). Além da disfunção do endotélio, os pacientes com malária grave apresentaram maior elevação do nível do FNT-α, do que na forma Moderada (P<0,05). Por outro lado, a concentração de interleucina-lα não apresentou diferença entre os grupos grave, moderado e controle (P>0,05). A mortalidade da malária foi maior no grupo grave (4/19) do que no moderado (0/23) (P<0,05), e está associada com a maior elevação do FNT-α e maior disfunção endotelial. Contudo, não houve diferença nos níveis de selectina-E e FVW entre os indivíduos que foram a óbito e os que sobreviveram. A correlação entre o FNT-α e o FVW foi de 0,4736 (P=0,047), o que sugere que a disfunção endotelial possa estar estar associada ao aumento dos níveis plasmáticos do FNT-α. Os resultados do presente trabalho mostram, pela primeira vez, o envolvimento do endotélio na malária grave e sua relação com a elevação dos níveis do FNT-α. Tais dados permitem prever o desenvolvimento de novos métodos terapêuticos e profiláticos, através do aumento da proteção do endotélio, modulação na expressão das moléculas de aderência, ou na controle dos efeitos citotóxicos do FNT-α. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Malaria remains a major public health problem throughout the world. Although the clinicai manifestations of malaria are not usually severe, the mortality associated to Plasmodium falciparum infection can reach 50% according with the care disposable. Cytokines such as tumor necrosis factor-a (TNF-a) and the phenomena of adherence associated to parasited erythrocytes are considered to play important role in the phatophysiology of severe malaria. However several important questions about the pathology of malaria remain unsolved. This included the contribution of endothelial dysfunction of systemic inflammatory response syndrome associated to severe malaria. Aiming at contributing to the understanding of endothelial dysfunction in severe malaria we studied 42 individuais P. falciparum. The endothelial function was evaluated thought the detection of plasma leveis of E-selectin and von Willbrand Factor (VWF). Nineteen individuais were characterized as presenting severe malaria while in 23 individuais presented moderated manifestations according to WHO. An increase in plasma concentrations of E-Selectin and the titers of vWF was detected in individuais with P. falciparum infection, when compared to those infected with P. vivax and normal controls (P<0,05). However, the cases of severe malaria showed a more intense involvement of endothelial cells than those without malaria, as measured by the plasma leveis of E-Selectin, respectively 52,1 ± 34,9 and 34,6 ± 16 ng/mL. Comparable results were obtained with vWF. Plasma leveis of TNF-a were higher in individuais with severe malaria as compared with the moderate cases. On the other hand, plasma interleukin-lα showed comparable leveis in all the studied groups. Mortality was higher in the severe group (4/19) and was associated to higher increases of plasma TNF-a and endothelial dysfunction. However, no difference was found in the leveis of E-selectin and vWF among those individuais who survived and who died. The correlation between TNF-a and vWF was 0,4736 (P=0.047) suggesting that the endothelial dysfunction could be associated to the increased leveis of TNF-a. Our results show for the first time the involvement of endothelium in severe malaria and it relation with the increased plasma leveis of TNF-α These data open new avenues for the development of novel methods of prophilatics and therapy by means of modulation of expression of adherence molecules, the control of cytotoxic effects of TNF-α and the increasing the protection of the endothelial cells.

Les femmes enceintes et les enfants sont les populations à haut risque pour le paludisme. Chez les premières, l'infection peut entraîner une infection placentaire (IP). Les enfants nés d'une mère ayant une IP seraient plus à risque de développer une infection palustre rapidement après la naissance. Un phénomène de tolérance immunitaire est évoqué mais aucune explication n'est émise. Nous proposons une explication basée sur l'implication de HLA-G, protéine de la tolérance immunitaire. Nous avons pu montrer que les niveaux élevés de HLA-G chez les enfants étaient associés à un risque élevé de paludisme et au faible poids de naissance. Il existe une très forte ressemblance mère-enfant au cours de la grossesse et durant les 2 premières années de vie de l’enfant avec une probabilité très élevé chez les enfants d’avoir le même profil que leur mère. Les femmes ayant une IP présentent un risque plus élevé d’avoir des enfants ayant des niveaux de HLA-G soluble élevé, et le délai de 1ère infection palustre est plus court pour les enfants nés de mères ayant un niveau de HLA-G élevé en début de grossesse. Ces résultats confirment que HLA-G est associée à l’infection palustre. Ils montrent que le rôle de HLA-G dans l’IP est très complexe. Face à la ressemblance mère-enfant et le délai de 1ère infection, il serait intéressant d’envisager le dosage de HLA-G maternel en début de grossesse afin de confirmer son rôle prédictif. HLA-G pourrait alors être un outil de santé publique intéressant pour identifier de potentiels futurs enfants à risque. / Pregnant women and children are populations at high risk for malaria. Malaria infection in pregnancy can lead to placental malaria (PM). Children born to a mother with PM have an increased risk of malaria infection during the first years of life. To explain this phenomenon related to an immune tolerance, we suggest an explanation based on the implication of HLA-G, an immune tolerance protein. We show that high levels of soluble HLA-G in children were associated with malaria risk and low birth weight. There is a very strong mother/child resemblance during pregnancy and the first 2 years of life of the child with a very high probability in children of having the same profile as their mother. Women with PM have a higher risk to give birth to a child with high levels of soluble HLA-G, and children born to mothers with high HLA-G levels have an increased risk of malaria in early pregnancy. These results confirm that HLA-G is associated with malaria infection. They show that the role of HLA-G in PM is very complex. According to the maternal-child resemblance and the delay onset the first infection, it would be interesting to consider the dosage of maternal HLA-G in early pregnancy in order to confirm its predictive role. HLA-G could then be an interesting public health tool to identify potential children at risk.

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. / Four epidemiological studies showed that infants born from mothers with Plasmodium falciparum placental malaria at delivery present a higher susceptibility to plasmodial infections than others. In connection with this observation, we hypothesized that i) the infants’ P. falciparum specific antibody responses are different according to presence or absence of placental malaria at delivery in their mothers and ii) susceptibility could only be induced by antigens that bring the same polymorphisms as those found in infected mothers. Another project consisted to develop a new methodology to distinguish maternal and neonatal antibodies in order to measure accurately neo-synthesized antibodies in the first months of life. A birth cohort of 620 newborns was established in an area endemic for malaria. Infants were followed-up until 18 months of age and their antibody responses specific for 7 P. falciparum antigens were quarterly measured. The emergence of the immune maturation process was observed in 18-months-infants. The acquisition of specific antibody responses was not impacted by placental malaria. The new methodological approach leading to distinguish maternal and neonatal antibodies was validated. The genetic characterization of the parasite antigen polymorphisms in mothers at delivery and their infants during the follow-up, in link to environmental data, led partially to the validation of the immune tolerance hypothesis.

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.

On the territory of the Czech Switzerland National Park took place during the Holocene significant changes in vegetation cover to the form is most enrolled medium Holocene climatic optimum when broadleaf deciduous forests expanded into Central Europe. These transformations are caused by climatic changes. However, it started the process of soil acidification to this day that caused the other variations of the vegetation composition, even the extinction a variety of species especially in sandstone areas. In addition, in the last few centuries the human impact is graduating, which more or less of the original forests changes due to agricultural and economic reasons to breed-specific and the same-aged plantations which supports the already declining species diversity and relative abundance of the undergrowth species. This work focuses on a single species, evergreen undergrowth shrub Ledum palustre which is characterized by strong demands on its habitat and indicates the specific habitat type. It grows on the upper north-facing edges of rocks with plenty of light and humidity. At these locations stores organic material thanks the favourable hydrology. This makes possible to study the use of pollen and macroremains the paleoecology of the species. On the basis of recent occurrences and the relationships...