Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

paludisme,résistance,génétique,,

Keywords

Malaria,resistance,genetic,,

Titre de thèse

Caractérisation moléculaire des populations plasmodiales circulant à Djibouti et recherche des déterminants génétiques de leur expansion
Molecular characterization of plasmodial populations circulating in Djibouti and research into the genetic determinants of their expansion

Date

Jeudi 21 Décembre 2023 à 10:00

Adresse

19-21, Bd J. Moulin 13005 Marseille IHU - Salle 1

Jury

Directeur de these M. Leonardo BASCO Aix-Marseille Université
CoDirecteur de these M. Hervé BOGREAU Aix-Marseille Université
Rapporteur M. Pierre MARTY Université Côte d’Azur
Rapporteur Mme Florence FOURNET Université Montpellier
Examinateur Mme Magalie PIERRE-DEMAR Université Guyane
Président Mme Nadine AZAS-KREDER Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse

Djibouti assiste à une ré-émergence du paludisme à Plasmodium falciparum. Nous avons évalué la part des souches de P. falciparum dépourvues de gène exprimant l’antigène « histidine-rich protein 2 » (HRP2), qui ne peuvent pas être détectées à l’aide des tests de diagnostic rapide (TDR) couramment utilisés en Afrique, et le rôle que les chimiorésistances pourrait jouer dans la propagation des parasites dans le pays. La PCR a été réalisée pour confirmer le diagnostic des échantillons collectés de 2018 à 2023. Un sous-échantillon a été analysé pour déterminer la présence ou la délétion du gène Pfhrp2 par microsatellites et pour caractériser les marqueurs moléculaires associés à la résistance. Sur 1 113 patients, 788 (70,8%) étaient positifs et seuls 318/595 (53,4%) échantillons PCR-positifs pour P. falciparum étaient TDR-positifs. Les taux de faux négatifs de deux TDR-HRP2 et TDR basé sur la lactate déshydrogénase (LDH) étaient, respectivement, de 50,0% (2020), 17,1% (2021) et 7,1% (2022–2023). Parmi les faux-négatifs, 202/522 (38,7%) peuvent être expliqués par la délétion du gène Pfhrp2. Le niveau de la diversité génétique était faible (He, 0,06–0,15) chez les parasites dépourvus de Pfhrp2. L’indice Fst était statistiquement significatif. Plusieurs évènements d’importation des souches délétées de Pfhrp2 seraient être à l’origine de ces souches à Djibouti. Les allèles mutants Pfcrt 76T (95,5%) et Pfmdr1 184F (99,2%) ont atteint le niveau d’une quasi-fixation. Aucune mutation sur le gène PfK13 associée à la résistance à l’artémisinine n’a été trouvée. La performance d’un TDR alternatif basé sur la détection de pLDH n’était pas satisfaisante. Nos résultats expliquent la difficulté de mettre en évidence des parasites du paludisme. En outre, Djibouti est confronté à des souches résistantes aux antipaludiques. Il conviendrait de mettre en place un système de surveillance, de poursuivre l’évaluation des TDR alternatifs et d’approfondir la recherche sur l’épidémiologie des chimiorésistances du paludisme. Mots clés : combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine, Corne de l’Afrique, diagnostic, Djibouti, lactate déshydrogénase, PCR, Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, protein riche en histidine, résistance, test de diagnostic rapide.

Thesis resume

Djibouti is facing a re-emergence of Plasmodium falciparum malaria. We assessed the proportion of P. falciparum strains with deletion of the gene that expresses histidine-rich protein 2 (HRP2), which cannot be detected using rapid diagnostic tests (RDT) that are widely deployed in Africa, and the role that antimalarial drug resistance may have in the propagation of P. falciparum parasites in the country. PCR was performed to confirm diagnosis of the samples collected in 2018–2023. A subset of samples were analysed to determine whether Pfhrp2 gene was deleted by microsatellite genotyping and to sequence the molecular markers associated with drug resistance. Of 1,113 patients, 788 (70.8%) were positive, and only 318 of 595 (53.4%) PCR-positive samples with P. falciparum were RDT-positive. The false-negative rates of two different HRP2-based RDTs and a lactate dehydrogenase (LDH)-based RDT were 50.0% (2020), 17.1% (2021), and 7.1% (2022–2023), respectively. Among these false-negative samples, 202 of 522 (38.7%) can be explained by the deletion of Pfhrp2 gene. The level of genetic diversity was low, with the expected heterozygosity (He) values ranging from 0.06 to 0.15 in the Pfhrp2-deleted parasite population. The Fst index statistically significant. Several importations of Pfhrp2-deleted strains could be the origin of these strains in Djibouti. The mutant alleles Pfcrt 76T (95.5%) and Pfmdr1 184F (99.2%) have attained a near fixation level. None of the Pfk13 mutations associated with artemisinin resistance were found. The performance of an alternative pLDH-based RDT was not satisfactory. Our results explain the difficulty in detecting malaria parasites. In addition, Djibouti is confronted with drug-resistant strains of P. falciparum. A monitoring system should be established, and further assessment of alternative RDTs and research on the epidemiology of drug-resistant malaria are required. Keywords: artemisinin-based combination therapy, diagnosis, Djibouti, histidine-rich protein, Horn of Africa, lactate dehydrogenase, PCR, Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, rapid diagnostic test, resistance.