Les Parasites (Protistes) - Diapositives PDF

Les parasites (protistes)  Plan du cours La notion de parasitisme La diversité phylogénétique des parasites Des cycles de vie variés Les parasites, de grands manipulateurs La lutte contre les parasites La notion de parasitisme  Qu’est-ce qu’un para...

Les parasites (protistes)  Plan du cours La notion de parasitisme La diversité phylogénétique des parasites Des cycles de vie variés Les parasites, de grands manipulateurs La lutte contre les parasites La notion de parasitisme  Qu’est-ce qu’un parasite? Définition para- (= à côté de ) et sitos (= nourriture) "qui prend la nourriture à côté de" Quand un être vivant, pendant une partie ou la totalité de son existence, vit aux dépens d’autres êtres organisés (hôtes). Un parasite utilise un autre organisme pour se nourrir, se reproduire et/ou s’abriter. Le parasite peut vivre dans, ou sur, un autre organisme “Mieux vaut vivre dans l’ours blanc que sur la banquise”  Un peu de mathématique appliquée à la biologie, 1 + 1 ≠ 2 1+1>2 mutualisme 1+1=2 commensalisme 1+1 La maladie ou la mort de l’hôte n’est pas le but => Rôle de l’état immunologique de l’hôte et de la vitesse de multiplication du parasite L’infection est le plus souvent asymptomatique et peut le rester pendant de longues périodes => Les symptômes résultent souvent d’une parasitémie trop haute ou de symptômes qui se prolongent trop longtemps. => Beaucoup de maladies parasitaires ont une évolution chronique Les parasites survivent au sein de leur hôte : capables de déjouer le système immunitaire par divers mécanismes => Evolution des parasites qui sont en général bien adaptés à leur hôte (variation antigénique, clivage d’anticorps, résistance à la lyse…)  Relation hôte-parasite: conséquences pour l’hôte Action spoliatrice => Ankylostome, ver intestinal, se nourrit de sang Action mécanique-traumatique => Larves de ténia dans l’intestin => Occlusion lymphatique lors de filiarose => Rupture de kystes de Toxoplasma au niveau du cerveau ou de la rétine => Anémie, détresse respiratoire ou occlusion des micro-vasculatures cérébrales dans le cas du paludisme Action toxique => Sécrétion ou excrétion de produits de leur métabolisme => Libération de substances toxiques au moment de leur lyse Action antigénique => Réponses variées qui peuvent entrainer des désordres immunologiques La diversité des parasites  Les parasites, au sens médical du terme Virus Procaryotes Eucaryotes 20 nm à 1 m virus 100 nm à 5 m bactéries 5 m à 50 m Unicellulaires 0.3 mm à 10 m mm : 10-3 m Multicellulaires m : 10-6 m nm : 10-9 m  Différents types de parasitisme Le parasite facultatif peut vivre sans son hôte Le parasite obligatoire ne peut pas vivre sans son hôte à une étape de son cycle de vie Au cours de l’évolution il a perdu des fonctions essentielles et ne peut plus se propager en dehors de son hôte. Si l’hôte disparaît, le parasite disparaît aussi.  Différents types de parasitisme Certains parasites unicellulaires sont intracellulaires à certains stades de leur développement (Plasmodium, Toxoplasma, Trypanosoma) Ils ont besoin de certains nutriments de l’hôte Ils se protègent en étant à l’intérieur des cellules de l’hôte !! Mais ils doivent s’assurer que le compartiment dans lequel ils sont (endosome, vacuole), ne fusionne pas avec un lysosome, sinon ils seront éliminés Elimination Proliferation Scientific Reports 9, Article number: 7967 (2019) 12  Les parasites peuvent être unicellulaires comme par exemple Plasmodium multicellulaires comme les Helminthes (vers) http://www.bvgh.org/Current-Programs/Neglected-Disease-Product- Pipelines/Global-Health- 13 Primer/Diseases/cid/ViewDetails/ItemID/20.aspx  Les principales infections parasitaires en chiffres… Personnes Parasite Maladie Morts/an infectées Plasmodium Paludisme ou malaria 273 millions 600,000 Leishmaniose 12 millions; Leishmania 50,000 cutanée ou viscérale 2 millions cas/an Trypanosoma brucei Maladie du sommeil 0.3 – 0.5 million 30,000 Unicellulaires Trypanosoma cruzi Maladie de Chagas 13 millions 14,000 Entamoeba histolytica Dysenterie amibienne 50 millions 50,000 Giardiase – diarrhées aigues ou De 3 à 30% de la Giardia chroniques population Ascaridiose: Ascaris Infection de l’intestin grêle, vers ronds diarrhées sanglantes 2 milliards 200,000 Bilharziose: Schistosoma Diarrhées sanglantes, vers plats douleur abdominale et anémie Multicellulaire Filariose lymphatique ou éléphantiasis 120 millions Filaires Rarement fatal vers ronds Altération du système lymphatique, 40 millions de pers. hypertrophie de certaines parties du corps en incapacité  Les parasites eucaryotes sont divers Plasmodium Glaucophytes Algues rouges Toxoplasme Apicomplexes Algues vertes Plantes Trypanosoma Dinoflagellés Leishmania Kinétoplastides & euglénoïdes Ciliés Trichonomades Diatomées Diplomonades Paeophytes Giardia Oomycètes Chlorarachniophytes Haptophytes Champignons Cryptomonades Animaux Amibes Helminthes Entamoeba Source: Striepen, Essays in Biochemistry, 2011 Cycles de vie et dissémination  Cycles de vie des parasites Cycles compliqués : Alternance de stades : réplicatifs, motiles, latents ou larvaires, … Alternance ou pas d’hôtes : monoxène vs hétéroxènes Type d’hôtes : intermédiaires, définitifs ou accidentels Reproduction Si reproduction « cul-de-sac » asexuée sexuée pour le parasite Spécificité pour un hôte donné : Les spécialistes : capables d’infecter une seule espèce d’hôte intermédiaire et définitif, par exemple Plasmodium falciparum (humain et moustique anophèle) Les généralistes : plusieurs hôtes non apparentés, par exemple le toxoplasme (tous les animaux à sang chaud)  Infections parasitaires : réservoirs et modes de transmission - Réservoirs des parasites humains Humain (Plasmodium falciparum) Animaux (Toxoplasme) Environnement (amibes) - Modes de transmission Par contact : Sexuel (Trichomonas vaginalis) Peau (schistosomes, ankylostomes) Par ingestion : Voie fécale-orale: eau contaminée (Entamoeba histolytica, Giardia) Aliments : viandes ou légumes contaminés (Toxoplasme) Par vecteur : mouche (Trypanosoma brucei – maladie du mouche sommeil), moustique (Plasmodium – paludisme), punaise hématophage (Trypanosoma cruzi – maladie de chagas)  Infection par Giardia intestinalis Forme dormante en dehors de Les kystes sont présents l’hôte, très résistante, les kystes 1. Ingestion de kystes dans l’eau et sur les sont la forme infectieuse aliments contaminés 5. Libération 2. Exkystation de kystes dans l’estomac => trophozoïtes 4. Enkystement 3. Migration vers Symptômes: diarrhées, crampes, l’intestin et ballonnements, nausées multiplication Ankarklev et al., 2010 Certains parasites unicellulaires peuvent alterner entre une forme réplicative et une forme dormante, le kyste  Infection par Plasmodium Le cycle du parasite qui a obligatoirement besoin de deux hôtes et seulement deux 1. Infection par une piqûre de femelle Anopheles 7. Différentiation en 2. Migration dans le foie sporozoites, qui et infection d’une cellule migrent dans les hépatique glandes salivaires pour recommencer un cycle 3. Libération et infection d’erythrocytes. 6. Multiplication à la Etablissement de la surface de l’intestin maladie avec cycles du moustique succesifs 5. Développement sexué et 4. Certaines cellules se différentient en colonisation de l’intestin du gamétocytes et attendent d’être prises moustique par un moustique  Toxoplasma gondii un parasite très dangereux pendant la grossesse L’humain est infecté par l’ingestion d’oocystes ou des kystes. Environ 30% de la population est infectée, avec des grandes variations entres différents pays C’est une infection dangereuse pour le fœtus lors d’une primo- infection pendant la grossesse et les personnes avec un système immun affaibli. C’est un pathogène opportuniste L’humain est un hôte accidentel Christopher A. Hunter & L. David Sibley, Nature Reviews Microbiology 10, 766-778 (November 2012) 21  Les puces de canards ? Un vers plat: Trichobilharzia ocellata ! La larve qui infecte l’humain Quand l’humain est un hôte accidentiel La dermatite du baigneur 22 https://www.sos-medecins.ch/wordpress/puces-du-lac-canards/ Les parasites, de grands manipulateurs  Trypanosoma brucei et la maladie du sommeil Fluctuations du nombre de parasites dans le sang Des milliers de parasites par ml de sang, mais pourquoi ces fluctuations ?! 1- Par un taux variable de la glycémie 2- Par le hasard 3- Par le rythme circadien de l’hôte 4- Par variation antigénique https://pingo.coactum.de/989780  Variation antigénique de Trypanosoma brucei Echappement à la réponse immunitaire par variation des protéines de surface clone A clone B clone C clone D Destruction par S.I. de l’hôte Switch Switch Switch Prolifération Prolifération Prolifération  Variation antigénique de Trypanosoma brucei Variant Surface Glycoprotein (VSG) family Le gène vsg à un promoteur Un réservoir de plus de 1000 variants actif sans promoteur transcriptionnel et donc non- exprimés. Echange du variant vsg exprimé. par recombinaison homologue. Les variants ont des propriétés immunogéniques différentes Deitsch et al., Nature Reviews in Microbiology, 2009 1 µm  Plasmodium modifie la surface des globules rouges parasite knobs membrane de la vacuole parasitophore PfEMP1: Erytrocyte Membrane Protein 1 => cytoadhérence 13  PfEMP1 peut lier une grande variété de récepteurs cellulaires CR1: Complement Receptor type 1; ICAM-1: InterCellular Adhesion Molecule; CSA: Chondroitine sulfate A; 14 CD36: cluster of differentiation 36  Cytoadhérence/séquestration, une arme à double tranchant La séquestration protège P. falciparum de son élimination par la rate L’infection par le parasite augmente la rigidité de l’érythrocyte La rate élimine les érythrocytes rigides (= généralement vieux ou endommagés). La séquestration et l’agrégation de cellules sont à l’origine des symptôme sévères du paludisme par l’occlusion et/ou l’inflammation de microvasculatures. 16  Les parasites ont façonné le génome humain Certaines maladies héréditaires protègent des formes graves du paludisme sous forme hétérozygote et sont plus fréquentes dans les zones palustres Exemple de la drépanocytose à transmission dite autosomique récessive : les individus homozygotes sont malades, les individus hétérozygotes ne sont pas malades et ne développent pas de formes graves du paludisme Paludisme Drépanocytose  Le toxoplasme et le comportement de l’hôte Deux stades parasitaires du toxoplasme chez l’humain Différenciation selon l’état du système immunitaire Tachyzoïte Bradyzoïte Forme virulente Forme enkystée dans le cerveau ou les muscles  T. gondii modifie la peur instinctive de la souris à ses prédateurs Tom soupçonne Jerry d’être infectée par le toxoplasme…. Boillat et al, Cell Reports, 2020 La lutte contre les parasites et les parasitoses  La lutte contre les parasites et les parasitoses Mesures d’hygiène Lutte contre les vecteurs Chimiothérapies mais problèmes de résistances ou d’effets secondaires !! Seulement deux vaccins disponibles en médecine humaine !!  A l’heure actuelle, quel est le moyen de lutte le plus efficace pour diminuer les risques liés au paludisme ? Le lavage de main combiné au port du masque FFP2 Des moustiquaires imprégnées d’insecticide pour protéger les lits Une bithérapie à base d’artémisinine L’hydroxychloroquine Un gin tonic : matin, midi, et soir https://pingo.coactum.de/989780 37 Diminution du nombre de décès dus au paludisme  Diminution du nombre de décès dus au paludisme Lutte contre le vecteur - aménagement de l’environnement, destruction des gîtes larvaires… - Insecticides - la révolution DDT (Dichlorodiphényltrichloroéthane) => apparition de résistances Mesures de protection - Vêtements longs imprégnés d’insecticides - Moustiquaires imprégnées d’insecticides (rémanence 6 mois) - Pulvérisation d’insecticides à effet rémanent à l’intérieur des habitations 27  Lieu d’action des médicaments anti-paludisme Vacuole digestive Plasma membrane Hemozoïne: Artémisinine et dérivés Vacuole digestive amino-4-quinoléines: Chloroquine Vacuole parasitophore Hémozoïne amino-alcools: Quinine, méfloquine ApicoplasteApicoplaste antibiotique: Doxycycline Mitochondrie Mitochondrie Atovaquone Cytosol Cytosol antifoliques: sulfadiazine antifoliniques: Pyriméthamine, sulfadoxine, Proguanil 22 Atovaquone + proguanil = malarone  Traitement - Recommandations OMS Artemisinin-based combination therapy (ACT) 1 médicament de demi-vie courte, + 1 médicament de demi-vie longue dérivé de l’artémisinine artesunate Amodiaquine artemether + Mefloquine artemotil Sulfadoxine–pyrimethamine dihydroartemisinin … Armoise annuelle Youyou Tu, prix Nobel de Médecine 2015  Augmenter l’efficacité des traitements  Traiter moins longtemps  Retarder l’apparition ou le développement de résistances 24  Evolution de la mortalité au 20ème siècle 4 Quinine, prémices du contrôle vectoriel liés au paludisme (en millions) Nombre annuel de décès Utilisation du DTT 3 ↗ résistances Contrôle vectoriel limité 2 Monde ↗ contrôle vectoriel 1 Afrique 0 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2009 Source: OMS, 2019  Lutte contre Plasmodium : un deux vaccins ! Stades pré-érythrocytaires RTS,S/AS01 et R21/Matrix-M ciblent la protéine CSP exposée à la surface du sporozoïte  Identification de protéases comme nouvelles cibles 2 protéases : Plasmepsins IX and X Sortie Formation de du foie gamètes Sortie du globule rouge Entrée dans Colonisation de le globule l’intestin rouge Pino et al., Science, 2017  Objectifs d’apprentissage A la fin de ce cours, vous devrez pouvoir discuter : La diversité des parasites leur cycle de vie la manipulation exercée sur leurs hôtes les moyens de lutte contre les parasitoses  Merci ! https://pingo.coactum.de/989780