1.6.2.1 iRBC et mécanismes de la perte
La perte globulaire est liée en partie à la parasitémie (comme marqueur inexact de biomasse parasitaire) mais bien plus encore à la biomasse séquestrée et à la rupture des schizontes. Sur une série historique d’infection induite et contrôlée par l’administration régulière de totaquine, la perte hebdomadaire d’hémoglobine (et d’érythrocytes) étaient corrélée à la parasitémie moyenne journalière sur les 3 premières semaines d’infection [1]. Une parasitémie moyenne journalière de 0,2% s’accompagnait de la perte d’environ 1 g/dl d’hémoglobine par semaine d’évolution. Cependant, la parasitémie est un mauvais marqueur de l’impaludation globulaire totale et de sa dynamique. Compte tenu du fait qu’à un instant donné 25% de la biomasse est séquestrée [73] et que la parasitémie dépend du moment de sa réalisation (au regard de la synchronisation et de l’âge des populations parasitaires) il est estimé que la perte de globules rouges parasités ne rend compte que de 10 à 20% de la perte globulaire totale au cours de l’accès [116, 189].
Les mécanismes de cette perte pourraient être : (i) la rupture des schizontes arrivés à maturité à leur site de séquestration (hémolyse intravasculaire) et/ou (ii) la clairance splénique (hémolyse tissulaire ou extra vasculaire) des globules rouges infectés. Cette clairance splénique est de deux types : la rétention mécanique des formes annulaires et des formes plus matures (diminution de déformabilité) [114, 130] et la rétention par interaction ligand-récepteur entre globules rouges exprimant à leur surface des protéines d’origines parasitaires d’une part et le système monocyte-macrophage d’autre part [106, 126, 151, 193]. La séquestration tissulaire extra splénique (cerveau, rein, foie) des formes matures leur permet d’échapper au filtre splénique. Par contre certaines sous populations de formes jeunes (formes annulaires), bien que leur déformabilité soit très peu diminuée, sont probablement retenues en partie par le filtre splénique [114]. La rétention et l’hémolyse extravasculaire de ces formes jeunes entrainent indirectement une régulation de charge parasitaire, d’origine innée et splénique [39]. Cette diminution de déformabilité semble secondaire à la diminution du rapport surface/volume avec une sphérisation progressive de l’érythrocyte infecté
83 [139]. Celle-ci est possiblement en rapport avec l’intégration dans la paroi (cytosquelette) globulaire de protéines parasitaires qui modifient les qualités rhéologiques du globule rouge infecté et ce dès le plus jeune âge parasitaire (protéine RESA) [124, 131, 194].
Une autre situation est à envisager. Il s’agit de l’effet du traitement sur les globules rouges parasités et séquestrés. Il a été montré qu’après séquestration il n’y avait pas de recirculation de ces formes âgées. La mort parasitaire sous l’effet du traitement de formes séquestrées aboutit à la destruction du globule rouge hôte au même titre que la rupture des schizontes non traités [34]. La disparition rapide des iRBC traités du sang périphérique (aspect pycnotique du noyau parasitaire mort) suggère un processus tissulaire d’élimination phagocytaire, probablement splénique.
1.6.2.2 uRBC et mécanismes de la perte
L’élimination des globules rouges non parasités dans ce contexte serait responsable de 90% de la perte globulaire totale au cours de l’accès et cela par différents mécanismes [116, 195]. Il a été montré chez 17 patients atteints de paludisme grave, en utilisant des tests aux globules rouges marqués au Cr51, que les uRBC ont une durée de vie moyenne réduite par rapport à la durée de vie moyenne de globules rouges témoins de sujet sains. La réduction est de l’ordre de 50% (44,1 jours +/- 21,7 et 89 jours +/- 13,1 respectivement) [190].
Les uRBC présentent une diminution de déformabilité qui corrèle avec le degré d’anémie [116] et qui peut être restaurée par transfusion sanguine [54]. A haut niveau de contrainte de cisaillement (30 Pa) testé à H0 chez 36 malades, la diminution de l’index d’élongation corrèle avec le nadir d’hémoglobine retenu durant les 7 premiers jours de prise en charge [116]. Les uRBC peuvent être « décorés » (au même titre que des précurseurs érythroïdes), par des protéines émises lors d’invasions parasitaires avortées (RAP-2/RSP-2) et contribuer à la perte globulaire par l’apparition d’anticorps spécifiques, opsonisation et phagocytose dépendante du complément [148, 196] ; ces mécanismes potentiels pouvant entrainer une hémolyse extravasculaire [121, 126, 193].
Une autre étude a évalué la durée de vie de globules rouges transfusés marqués au Cr51 dans les suites d’un accès palustre chez des patients traités par quinine/cycline ou méfloquine. Il a été montré une réduction de la durée de vie de ces globules rouges transfusés. Chez 5 patients contrôles sains la durée moyenne de vie était de 89,6 jours. La transfusion autologue ou hétérologue chez 12 et 10 malades de atteints de paludisme à P. falciparum après traitement (2 frottis négatifs) a révélé une durée de vie raccourcie à 56,8 jours et 64,4 jours respectivement [197]. Deux types de courbes d’élimination étaient visualisés. Pour 5 patients transfusés hétérologues et 11 patients transfusés autologues la décroissance était linéaire, faisant suspecter la présence d’une seule population globulaire. Cinq autres patients présentaient une courbe d’élimination curvilinéaire ou biphasique
84 traduisant la présence de 2 populations globulaires. L’une s’éliminait en 3 à 8 jours en moyenne, alors que la deuxième population s’éliminait en 35 jours en moyenne. La recherche d’anticorps opsonisants et de complément (IgG et C3) s’avérait négative faisant suspecter l‘intervention d’un mécanisme extrinsèque mais non immun expliquant la destruction de ces uRBC exogènes.
Le devenir des uRBC centrés sur un iRBC au sein des rosettes lors de la séquestration tissulaire demeure en partie obscur. On peut penser que la lyse de l’iRBC entraine une lyse et/ou une invasion des uRBC de contiguïté responsable d’une perte globulaire. Un travail récent a montré que la rupture du schizonte libérait la vacuole digestive parasitaire qui avait la particularité d’activer la voie alterne du complément. La C3-C5 convertase activée par l’organelle entrainerait des dépôts de C3b à la surface de uRBC de contigüité (« bystander RBC ») activant leur phagocytose dépendante du complément [56].
1.6.2.3 oiRBC et mécanismes de la perte
Les iRBC soumis au mécanisme de pitting deviennent des oiRBC (abréviation de l’expression « Once-infected RBC » en anglais). Ils sont donc, dans un premier temps au moins, épargnés de la destruction rapide qui caractérise les iRBC. On parle d’épargne globulaire immédiate. Le « pitting », mécanisme original de clairance parasitaire, laisse le globule rouge hôte fonctionnel à défaut d’être « intact ». L’oiRBC peut poursuivre ses fonctions d’oxygénation et de décarboxylation ce qui limite l’impact de l’infection [145]. Son devenir est étroitement lié à l’évolution de l’iRBC dont il est issu. La concentration des oiRBC a été quantifiée chez 48 patients atteints de paludisme grave ou simple, avant tout traitement anti infectieux. Le nombre absolu d’oiRBC était plus élevé dans le groupe paludisme grave que chez les patients contrôles atteints de paludisme simple (21720/µL et 7200/µL respectivement) et suivait linéairement la parasitémie [144]. Une corrélation positive existait entre la concentration des iRBC et des oiRBC (r2=0,52, p=0,0004). Dans cette cohorte environ 50% des iRBC disparaissant de la circulation sous traitement étaient remplacés par des oiRBC. Le nombre d’oiRBC généré augmente à mesure que la parasitémie augmente. L’existence d’oiRBC détectables après disparition des iRBC (clairance parasitaire) témoigne de l’absence d’hémolyse immédiate de cette sous population globulaire et du décalage temporel de leur apparition.
Leur nombre est étroitement corrélé au traitement utilisé, les dérivés d’artémisinine et l’artésunate en particulier étant un puissant pourvoyeur d’oiRBC (cf. supra). Cependant la durée de vie de ces oiRBC est réduite par rapport à celle de populations globulaires contrôles et ce quel que soit le traitement utilisé. Dans une étude portant sur 17 patients atteints de paludisme simple (10 traités par artésunate et 7 par quinine) la demi-vie d’élimination des oiRBC était de 2 jours et la décroissance était exponentielle. Dans le groupe de paludisme grave de la même étude (65 traités
85 par artésunate et 10 par quinine) la demi vie semblait allongée par rapport aux iRBC mais aucun oiRBC n’était détecté après 21 jours de suivi [146]. Une évaluation plus précise (sur 21 patients graves et simples) a déterminé la durée moyenne de vie des oiRBC à 187 heures (IC95% [136-246]) soit environ 7 jours, contre 66 heures (IC95% [30-108]) pour les iRBC et 1087 heures (IC95% [840-1213]) pour la durée moyenne de vie des uRBC (45 jours environ) [145]. Ces résultats, groupant les patients traités par DHA, artésunate ou quinine, montraient une durée de vie raccourcie de toutes les populations globulaires. De plus le traitement en lui-même semblait avoir un impact sur la durée de vie des oiRBC. La durée moyenne de vie des oiRBC des patients traités par DHA ou artésunate était de 145 heures (IC95% [102-205]) contre 282 heures (IC95% [181-440]) pour la durée de vie des oiRBC des patients traités par quinine. L’explication n’est pas univoque. La DHA pourrait, en interagissant avec la spectrine globulaire, en altérer les propriétés membranaires [198]. Plus probablement la création très rapide d’un grand nombre d’oiRBC dans cette phase aiguë infectieuse et le contexte oxydatif et immunologique dans lequel ils sont générés entraineraient des dommages sur ces oiRBC, réduisant leur durée de vie. Le seuil splénique se trouve aussi modifié dans cette situation, avec une diminution du seuil de détection des anormalités globulaires [151]. Enfin la grande charge de globules infectés se présentant pour le processus de pitting pourrait dépasser les capacités splénique d’une filtration de qualité et entrainer des dommages globulaires lors du franchissement des fentes interendothéliales [145]. Tous ces phénomènes pouvant concourir à la réduction de durée de vie des globules traités et pittés sous artémisinine.
Il est important de retenir que la durée de vie des oiRBC est nettement plus longue que la durée de vie des globules rouges parasités, écartant de fait l’hypothèse d’une hémolyse précoce de ces oiRBC.
Nombre de travaux publiés anciens ne font pas la différence entre uRBC et oiRBC, puisqu’ils ne comparent bien souvent que les globules rouges parasités aux globules rouges non parasités sans marquages spécifiques permettant de différencier les globules rouges pittés des globules rouges jamais infectés persistant après traitement. Dans une étude au Cr51 portant sur 8 malades (dont 5 infectés à P. falciparum), il a été montré que l’hémolyse pouvait perdurer pendant 5 semaines après la fin du traitement (qui était de 14 jours par chloroquine). L’importance de l’hémolyse était corrélé à l’importance de la parasitémie initiale [199]. La demi-vie d’élimination des globules marqués (uRBC et probablement des oiRBC, même si leur nombre n’est pas possible à évaluer) était de 11,6 jours. Il est permis de penser que certains mécanismes de destruction des oiRBC sont les mêmes que pour les uRBC (réduction de déformabilité et piégeage splénique, anticorps dirigés contre RSP-2 ou d’autres déterminants antigéniques « décoration », opsonisation, activation macrophagique). Cependant les travaux précis le démontrant manquent à ce jour. La reproduction in vitro du « pitting » est rarement décrite car il est difficile de reproduire la contrainte mécanique exercée par la fente interendothéliale
86 sur les iRBC menant au processus de pitting. Dans une expérience utilisant des microcapillaires en verre de 2 µm de diamètre, il a été noté une modification de forme du globule rouge pitté après que celui-ci ait été débarrassé de son parasite. Mais, ici, les formes obtenues après passage dans le microcapillaire correspondraient plutôt à une rupture de l’érythrocyte hôte qu’un réel processus de pitting reproduit (aspect de forme « fantôme ») [133].
1.6.2.4 Résumé de l’approche populationnelle globulaire
La destruction des iRBC, mise à part la rupture du schizonte, des uRBC et des oiRBC dépend au final de 2 mécanismes génériques : (i) une rétention splénique mécanique, variable selon la capacité du globule infecté, non infecté ou pitté à se déformer suffisamment pour franchir les fentes interendothéliales et (ii) une clairance immunologique, à laquelle la rate contribue de façon importante, mettant en jeu des interactions ligands-récepteurs reposant sur les macrophages et touchant les 3 sous-populations érythrocytaires (iRBC, uRBC, oiRBC). La durée de vie des uRBC et des oiRBC est raccourcie par rapport à celle de populations témoins mais plus longue que la durée de vie des iRBC. Cela sous-entend une clairance retardée de ces deux dernières sous-populations globulaires au-delà du 7ème jour (par convention), seuil déterminant un peu arbitrairement la fin de la phase infectieuse de l’accès palustre.
Les facteurs discutés ci-après peuvent influencer le devenir des 3 sous-populations érythrocytaires décrites précédemment. Il n’est pas toujours possible de préciser quelles sont les populations globulaires concernées par ces facteurs d’hémolyse. On peut considérer pour certains facteurs décrits que l’ensemble des globules rouges peuvent être concernés.