Intensité de la transmission et sexualité du parasite

8ème édition , Atelier International Paludisme, Madagascar

Iyaloo Diana PillayVector Biology and Control Division, Mauritius

Mots Clés: Transmission, Sexualité, Parasite Date:01 Avril 2011

Introduction

•Alors qu’en pratique, la transmission entomologique désigne surtout l’inoculation aux sujets humains des sporozoïtes présents dans les glandes salivaires de l’anophèle.

•Une des principales conditions nécessaires pour cette inoculation est:La présence dans la population humaine de porteurs de gamétocytes infectants pour l’anophèle.

Définition de la Transmission

(Carnevale P. et Robert V. 2009)

Différenciation Sexuée de Plasmodium• Alors que le stage sexué du

Plasmodium se produit chezle moustique, le précurseurde ce développement sexuése situe chez l'homme.

• En effet, durant le cycle erythrocytaire, l'interaction de différents mécanismes physiologiques, déclenchent la différenciation sexuée des mérozoïtes en gamétocytes mâles et femelles (gamètes précurseurs)

(Garnham P.C 1966)

Infectivité des gamétocytes = Transmission de Plasmodium

• La différenciation sexuée desmérozoites en gamétocytes est unecondition préalable pour la transmissiondu paludisme

• Car pour s’infecter, un anophèle doitingérer, au moment de son repas desang, un certain nombre degamétocytes mâles et femelles.

• Ces gamétocytes se différencient engamètes males et femelles, qui aprèsfertilisation et plusieurs cycles dedivision, vont se transformer ensporozoites (agents infectant pourl’homme)

(Boudin & Robert, 2003 ; Talman et al., 2006)

Facteurs qui conditionnent l’infectivité des gamétocytes

Parmi des facteurs qui conditionnent l’infectivité des gamétocytes pour le vecteur, on retrouve notamment:

1. La densité gamétocytique

2. L’âge des gamétocytes

3. Le sex-ratio des gamétocytes

(Carnevale P. & Robert V. 2009)

Études: Le Sex Ratio et la Transmission

• Les observations et conclusions des études sur l’effet du sex-ratiodes gamétocytes sur la réussite de la transmission sont trèscontroversés

(Mitri et al. 2009)

1. Sex Ratio: Pas d’influence sur la Transmission

Sex Ratio: Pas d’influence sur la Transmission

• Des études (Boudin et al. 1989 ; Read et al. 1992 ; Noden et al. 1994) :

Le sex-ratio des gamétocytes

Transmission de Plasmodium

Ces études observent que d’autres facteurs majeurs, (Ex: la densité des gamétocytes) déterminait le succès de la transmission

2. Les Sex-ratios sont fréquemment ‘female-biased’ dans toutes les

espèces de Plasmodium

Definition:‘Male-biased’ Sex Ratio: Une proportion élevée de gamétocytes mâles‘Female-biased’ Sex Ratio: Une proportion élevée de gamétocytes femelles

(Reece S. E et al. 2005, Robert V. et al. 2003, Paul R. E. L. et al. 2000, Osgood S.M. et al.2002, Stuart W. et al 2000, Revue de Carter et Graves 1988)

Le Sex-ratio était fréquemment ‘female-biased’ dans toutes les espèces de Plasmodium

Études de terrains•(Robert V. et al 1996) - CamerounLe sex-ratio : 0.217 (soit 3,6 de gamétocytes femelle pour chaque gamétocyte mâle).

•(Sowunmi A. et al 2009) - NigeriaLe sex-ratio : 0.22 (soit 3,5 de gamétocytes femelle pour chaque gamétocyte mâle).

Gamétocytes Males et Femelles (dans le sang de l’hôte)

Ingérer par le moustique (repas de sang)

Différenciation des gamétocytes en gamètes (dans le sang du moustique)

1 gamétocyte femelle 1 gamétocyte mâle

1 gamète femelle, ≤ 8 gamètes mâles(Talman et al. 2004).

• Schall (1989) suggère que la production de ‘Female-biased Sex Ratios’, serait unmécanisme visant à équilibrer le plus grand nombre de gamètes mâles produites pargamétocyte et donc à maximiser la fertilisation et le succès de la transmission duPlasmodium.

Pourquoi un ‘Female-biased’ Sex Ratio favoriserait-il la Transmission?

3. Conditions favorisant une Augmentation du nombre de

gamétocytes mâles

Augmentation du nombre de gamétocytes mâles

• Toutefois, d'autres études ont constaté que même si le Sex-ratio était souvent ‘female-biased’, des facteurs déterminants peuvent induire le Plasmodium a augmenté le nombre de ses gamétocytes mâles pour maximiser le succès de sa transmission.

Parmis ces facteurs:

a. Co-infection avec d'autres génotypes de Plasmodium

b. Une faible densité / viabilité des gamétocytes

c. La production de L’érythropoïétine (L’EPO) au cours d'une infection

(Mitri et al. 2009, Reece et al. 2008)

3a. Co-infection Par Plusieurs génotypes de Plasmodium

• Alors que le sex-ratio des gamétocytes chez l'homme est généralementfemale-biased durant des mono-infections de Plasmodium (Schall 1989)

• Des Études sur des modèles animales ont récemment prouvé que lesparasites peuvent facultativement modifier leur sex-ratio en fonction dunombre de co-infections génotypique de Plasmodium

(Reece et al. 2008)

Co-Infection par Plusieurs génotypes de Plasmodium

Co-Infection par Plusieurs génotypes de Plasmodium

(Reece S.E et al. 2008)

Parasite: Plasmodium chabaudi ( 6 génotypes)Modèle Animale: Souris Observation: En comparaison à une mono-infection, une plus grande proportion de gamétocytes males est produite durant les premiers jours de la co-infection.

Co-Infection : Pourquoi une proportion élevée de gamétocytes mâles favoriserait-il la Transmission?

Selon la théorie de l'évolution - Local Mate Competition (Compétition pourL’accouplement Locale):

• Durant une co-infection, le genotype produisant le plus de gamétocytes males,aura un avantage competitif relatif aux autres génotypes.

Le génotype

> Production de gamétocytes mâles

> Probabilité de s'accoupler avec les gamétocytes femelles

> Succès de sa transmission

(Hamilton 1967; Read et al. 1992; Reece et al. 2008; Schall 2009 West et al 2001)

3b. Une faible densité / viabilité des gamétocytes

Densité de gamétocytes: Forte Faible

Sex ratio: ‘Female-biased’ ‘Male-biased’

Transmission de Plasmodium

(Paul E.R.L et al 1999;. West et al 2002;. Gardner et al 2003; Vincent R. et al 2003, Mitri et al. 2009)

Une interaction entre le sex-ratio et la densité des gamétocytes

Une interaction entre le sex-ratio et la densité des gamétocytes

( Reece S.E et al 2008)

Parasite: Plasmodium chabaudi ( 3 génotypes)Modèle Animale: Souris Observation: La proportion de gamétocytes male diminue avec une augmentation de la densité des gamétocytes

< Densité de gamétocytes &/< la Viabilité de gamétocytes

> Production de gamétocytes mâles

> Probabilité d’une fécondation réussite des gamétocytes femelles

(Paul et al. 1999; West et al. 2002; Gardner et al. 2003)

Pourquoi une proportion élevée de gamétocytes mâles favoriserait-il la Transmission dans ce cas?

Selon la théorie – Fertility Insurance:

Augmentation des gamétocytes mâles –Augmentation de la Transmission

(Robert V. et al 1996)

Parasite: Plasmodium falciparumÉtude de terrain, CamérounObservation: L’infectivité des Anopheles gambiae augmente avec la proportion de gamétocytes males

• Des études ont aussi observé une augmentation du nombre de gamétocytes mâles au cours d'une infection

(Shute & Maryon 1951; Paul et al.2002; Robert V. et al 2003, Sowunmi A. 2005 )

Augmentation des gamétocytes mâles au cours d’une infection

( Reece S.E 2008)

Parasite: Plasmodium chabaudi ( 3 génotypes)Modèle Animale: Souris Observation: La proportion de gamétocytes male augmente au cour d’une infection

Augmentation des gamétocytes mâles au cours d’une infection

Augmentation des gamétocytes mâles au cours d’une infection

Ces études suggèrent donc que,

Cette augmentation pourrait être due à une réduction de la densité /de la viabilité des gamètocytes mâles, causé par:

1. Une détérioration de l’environnement sanguin au cours de l’infection (Paul etal. 2000) & / ou

2. Les effets des médicaments antipaludiques (Sowunmi A. 2005)

3c. La production de L’érythropoïétine au cours d'une infection

L’anémie de l’hôte au cours d’une infection

L’érythropoïétine (une hormone humaine)

(Paul R.E.L et al. 2002)

La production de L’érythropoïétine - Augmentation des gamétocytes mâles

Stimule la production d’érythrocytes Serait aussi un signal pour l’augmentationdes gamétocytes mâles

•Une augmentation de la proportion de gamétocytes mâles, augmenterait ainsi la probabilité d’une fécondation réussie

Effet de l’érythropoïétine (EPO) sur les gamétocytes

(Reece S.E et al 2005)

Parasite: Plasmodium vinckeiHôtes: Souris (ont été traités par EPO au début des infections)Observation: L'administration d'EPO entraine une plus forte augmentation de la proportion de gamétocytes males, relatif au control

Période de l'administration d'EPO

Conclusion• Alors que de nombreuses études confirment que le sex-ratio des

gamétocytes a un impact immédiat sur le succès de la transmission et quece ratio est dépendant de la densité & / ou de la viabilité des gamétocytes,

• Il est essentiel d'identifier les signaux utilisés par le Plasmodium pourmodifier le sex-ratio de ses gamétocytes

• Cette connaissance pourrait aider énormément dans la fabrication devaccins qui viseraient à entraver le processus de la fécondation, bloquantainsi la transmission de Plasmodium.

(Mitri et al. 2009)

Merci de votre attention

Bibliographie• C Boudin, V Robert. Plasmodium falciparum : Epidémiométrie de la

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