Comprendre la pathogénèse du paludisme grave : le rôle des marqueurs sérologiques et des vésicules extracellulaires dérivées du plasma

Le paludisme grave (PG) comprend les formes complexes de l'infection par Plasmodium falciparum, dont le neuropaludisme (NP) et constitue une cause majeure de mortalité, chez les enfants en Afrique subsaharienne. La physiopathologie du PG n'est pas totalement élucidée et le manque de test pronostiques et de traitements auxiliaires rendent sa prise en charge difficile. Ce travail explore les molécules sérologiques et le contenu bioactif des vésicules extracellulaires (VE) circulantes des patients atteints de différentes formes cliniques du paludisme comprenant le paludisme grave sans atteintes neurologique (PGSN), NP et le paludisme simple (PS) afin d'identifier des biomarqueurs pronostiques et d'améliorer la compréhension de la physiopathologie du PG et NP nécessaire pour découvrir de nouvelles voies thérapeutiques. Nous avons alors mesuré les niveaux d'Ang-2, Tie2, sEPCR, sICAM-1, Pentraxine 3 (PTX3), procalcitonine (PCT) et néoptérine afin d'évaluer leur potentiel à prédire la gravité et les issues de la maladie. Nos résultats montrent que les niveaux des molécules plasmatiques sont augmentés chez les patients atteints de PG par rapport aux patients avec un PS. La PCT et sTie2 produisent la meilleure performance diagnostique pour la gravité alors que sEPCR, néoptérine et sICAM-1 se démarquent comme marqueurs prédictifs de mortalité, tandis que PTX3 et sICAM-1 étaient les meilleurs marqueurs pronostiques pour le coma. Notre analyse des polymorphismes des gènes ICAM-1 et EPCR, supposés impliqués dans le PG et le NP pour déterminer leur association au NP et PGSN montrent l'absence d'association entre le variant kilifi ICAM-1 et la prédisposition au NP, suggérant que d'autres facteurs, comme les variants de PfEMP1 exprimés par le parasite et interagissant avec ICAM-1 pourraient jouer un rôle et expliquer les résultats contradictoires entre les études. Cependant, des niveaux plus élevés de sEPCR étaient associés à l'allèle G du polymorphisme rs867186 de l'EPCR, à une gravité accrue du paludisme et à des taux de mortalité plus élevés, confirmant l'intérêt du sEPCR comme marqueur pronostic de fatalité. L'analyse de 188 miARN humain et du protéome contenus dans les VE dérivées des plasmas de 5 patients par groupe clinique NP, PGSN et PS, révèle 14 miARN différentiellement exprimés, dont six peuvent constituer des biomarqueurs pour le prognostic des NP et PGSN. L'analyse bio-informatique KEGG a montré que ces miARN ciblent des gènes impliqués dans des voies contribuant à la gravité de la maladie. L'analyse protéomique a permis d'identifier 1 572 protéines, dont 86 d'origine parasitaire. 209 protéines étaient surexprimées chez les patients atteints de NP par rapport aux ceux atteints de PS et 107 protéines étaient dans le groupe de NP versus PGSN. Seulement 34 protéines étaient surexprimées dans le groupe PGSN comparés au PS. Les voies les plus enrichies dans le NP/PS incluaient les signalisations BAG2, FAT10, ubiquitination, alors que les voies ID1, phagocytose dépendante de Fc semblent plus enrichies dans la comparaison NP/PGSN. De plus, la signalisation nNOS dans les neurones, la dégradation de la citrulline et la signalisation IL-2 étaient très enrichies dans la comparaison PGSN/PS. L'analyse bio-informatique en interrogeant la base de données fonctions et pathologies a révélé l'implication des protéines surexprimées dans des processus tel que la mort cellulaire, la communication cellulaire, la cytoadherence, l'inflammation, la réponse immunitaire, Ce projet a permis d'identifier des biomarqueurs prometteurs, notamment des molécules sériques, des miARN et des protéines issues des VE circulantes, pour prédire le NP et le PGSN ainsi que leurs issues. Ces molécules pourraient également jouer un rôle dans la physiopathologie de ces conditions cliniques. Des études ultérieures sont nécessaires pour valider ces marqueurs à travers des recherches fonctionnelles et translationnelles.