Etude de l’état de quiescence impliqué dans la résistance de Plasmodium falciparum aux artémisinines

En 2022, 249 millions de cas de paludisme responsables de 608 000 décès ont été signalés, dont environ 90 % attribués au parasite Plasmodium falciparum. L'artémisinine et ses dérivés (ARTs) sont utilisées dans le traitement de première intention contre le paludisme. Malheureusement, la résistance du parasite aux ARTs, apparue en Asie du sud-est, s’étend aujourd’hui aux autres zones d’endémie palustre, y compris en Afrique.La résistance aux ARTs est associée à une clairance parasitaire retardée chez le patient et s’appuie sur la capacité des parasites à entrer dans un état de quiescence tant que la molécule est présente. Une fois le traitement éliminé, le parasite est capable de reprendre son cycle parasitaire et de proliférer de nouveau, ce qui mène à des échecs thérapeutiques. En état de quiescence, la mitochondrie reste active alors que le cycle parasitaire est arrêté et que la plupart des autres voies métaboliques sont stoppées, ce qui rend les parasites quiescents difficiles à éliminer. De plus, cette sous-population parasitaire quiescente n’est pas identifiable avec les techniques classiques. Par ailleurs, les traitements aux ARTs peuvent induire ce mécanisme de quiescence à la fois pour des parasites sensibles ou résistants aux ARTs. Cependant, les éventuelles différences entre l’état de quiescence d’une souche sensible et celui d’une souche résistante ne sont pas encore élucidées. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse était l’étude de l’état de quiescence ainsi que le développement de nouvelles molécules antipaludiques efficaces sur les parasites quiescents. Pour cela, nous avons i) mis au point une technique permettant l’identification ainsi que le tri des parasites quiescents de souches résistantes et sensibles aux ARTs, ii) étudié les capacités d’entrée et de sortie de quiescence de ces souches, ainsi que les différentes voies métaboliques actives chez ces parasites puis, iii) évalué l’activité antipaludique de différentes molécules déjà en développement clinique ou nouvellement synthétisées, ainsi que leur efficacité sur des parasites quiescents. A partir de cultures traitées aux ARTs, les parasites quiescents ont été isolés par cytométrie en flux grâce à un double marquage pour cibler les globules rouges parasités infectés par des parasites dont la mitochondrie est active. Nous avons ainsi confirmé l’arrêt du cycle parasitaire durant un traitement aux ARTs, à la fois pour les parasites résistants et pour les parasites sensibles. Ces études ont également permis de démontrer, en comparant les souches résistantes aux ARTs à leur jumelle sensible, que la résistance était liée à une plus grande capacité des parasites résistants à entrer en quiescence et non aux vitesses de sortie de quiescence, similaires entre les souches jumelles. De plus, nous avons mis en évidence l’intérêt de développer de nouvelles molécules hybrides pour limiter le risque de résistance croisée avec les ARTs. Nous avons également démontré que le peroxyde OZ439 avait un mode d’action différent de celui des ARTs malgré des structures chimiques relativement proches. Enfin, l’étude de l’activité de la molécule KAF156 en combinaison avec la luméfantrine, actuellement en phase III clinique, nous a permis de mettre en évidence l’efficacité de cette molécule sur les parasites quiescents de différentes souches de P. falciparum résistantes aux ARTs. L’ensemble de ce travail permet de mieux comprendre l’implication du phénomène de quiescence du parasite Plasmodium falciparum, dans la résistance aux ARTs. Par ailleurs, le fait de disposer d’une technique permettant d’isoler ces sous-populations parasitaires quiescentes ouvre de nouvelles perspectives quant au développement de nouvelles molécules antipaludiques ciblant les parasites quiescents. De plus, l’activité de KAF156 en combinaison avec la luméfantrine permet d’envisager l’utilisation de ces molécules comme médicament partenaire des ARTs.