UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES ANNEE 2003-2004
THESE
Pour obtenir le grade académique de
DOCTEUR EN SCIENCES AGRONOMIQUES ET INGENIERIE BIOLOGIQUE FACULTE DES SCIENCES
Par
Mr Olivier MANIGART
ETUDE DE DETERMINANTS DE LA TRANSMISSION DU VIH DE LA MERE A L’ENFANT AU BURKINA FASO
Jury :
Directeur de thèse : Mr le Professeur Philippe VAN DE PERRE, co- Directrice de thèse : Mme le Professeur Carine VAN LINT,
Président : Mr le Professeur Georges HUEZ,
Mme le Professeur Véronique HALLOIN, Mr le Professeur Nicolas MEDA, Mr le Professeur
John WERENNE, Mr le Professeur Arsène BURNY, Mr le Professeur Philippe LEPAGE.
A ma petite fille adorée, Isia,
Je me suis réveillé, tiré de la lourde torpeur d’une sieste de saison sèche par des cris stridents et des acclamations saccadées qui provenaient du devant de ma cour. Je me suis levé
lourdement et j’ai écarté le pagne qui protège de la lumière et de la chaleur tellement vives en cette période, pour découvrir que les « Masques » étaient descendus dans la rue.
Au contraire, la lumière était diffuse et sinistre et la lourdeur de l’air était telle qu’une angoisse profonde m’étreignit instantanément.
En général, les « Masques » sortent lors de périodes rituelles – ce qui n’était pas le cas – ou, au cours de phénomènes étranges.
Ce sont les initiés qui portent le masque et qui fustigent à tout-vas : c’est souvent l’occasion de corrections exemplaires pour ceux qui se sont mal comportés… ou de vengeances
personnelles.
J’ai levé les yeux pour observer le ciel : il était obscurci d’un halo de nuages circulaire d’un diamètre de ce qui semblait être plusieurs kilomètres. Le contour était cintré d’un arc-en-ciel et c’est cela qui donnait cette lumière claire-obscure. Jamais je n’avais observé un tel
phénomène ; pour peu, j’en aurais suivi les Masques.
Les gens d’ici disent que lorsque cela se produit, une personne importante va mourir.
Moi, j’ai plutôt pensé à la détresse des milliers de personnes qui souffrent dans ce pays déjà si pauvre.
Ma réalité ; ma détresse !
Anonyme (festival Sida Ka Taa, 2001)
TABLES DES MATIERES :
Résumé : ... 23
Abstract : ... 25
Liste des tableaux :... 27
Liste des figures : ... 29
Abréviations : ... 31
Définitions :... 35
Données démographiques et sanitaires du Burkina Faso :... 37
I. INTRODUCTION : ... 39
1. Présentation du sujet : ... 41
2. Origine et évolution génétique du virus : ... 41
2.1. Origines des virus VIH-1 et VIH-2 :... 41
2.2. Causes et conséquences de la variabilité... 43
2.2.1. Faible fidélité de la transcriptase inverse : ... 45
2.2.2. Fort taux de réplication ... 45
2.2.3. Recombinaisons ... 45
2.2.4. Pressions de sélection du système immunitaire : ... 47
2.2.5. Conséquences :... 47
3. Classification du VIH-1 : ... 49
3.1. Trois groupes, 9 sous-types et plusieurs formes recombinantes (CRF) :... 49
3.2. Critères de définition des sous-types et CRF : ... 49
4. Variabilité du VIH et conséquences :... 49
4.1. Efficacité des tests de sérodiagnostic et de suivi des patients :... 51
4.2. Mise au point d’un vaccin : ... 51
4.3. Réponse aux antirétroviraux : ... 53
5. Le HMA : un outil pour l’étude de la variabilité du VIH ?... 55
5.1. Outils dont on dispose pour étudier la variabilité : ... 55
5.1.1. Le séquençage suivi d’analyses phylogénétiques : ... 55
5.1.2. Le sérotypage : ... 55
5.1.3. Les techniques de PCR spécifiques :... 55
5.1.4. La technique d’Heteroduplex Mobility Assay: ... 55
6. La problématique des surinfections : ... 57
6.1. La surinfection chez l’adulte :... 57
6.2. La surinfection dans le contexte de la TME :... 61
7. Modalité de la TME et impact de la variabilité virale : ... 63
7.1. Transmission in utero :... 65
7.1.1. Modulation des mécanismes immunitaires maternels durant la grossesse : ... 65
7.1.2. Timing de la transmission in utero :... 67
7.1.2. Histologie du placenta :... 67
7.1.3. Mécanismes potentiels de la transmission in utero : ... 69
7.1.4. Transmission de souches SI versus NSI :... 71
7.1.5. Passage de variants mineurs ? ... 71
7.1.6. Génotype et transmission in utero :... 73
7.2. Transmission intra-partum :... 73
7.2.1. Timing de la transmission intra-partum : ... 73
7.2.2. Immunologie du tractus génital féminin associée au VIH : ... 75
7.2.3. Insertions et délétions ? ... 75
7.3. Transmission post-partum :... 77
7.3.1. Histologie de la glande mammaire :... 77
7.3.2. Variabilité virale et transmission par l’allaitement : ... 79
7.3. 3. Virus libres ou formes provirales :... 79
7.3.4. Immunologie du compartiment mammaire associée au VIH et à la TME :... 81
7.4. Portes d’entrée chez le nouveau-né :... 83
8. Impact de la charge virale sur la TME dans le contexte d’un traitement court à l’AZT (Zidovudine) :... 87
8.1. Dynamique de la réplication virale lors d’une monothérapie : ... 87
8.2. Impact de la charge virale dans le sang sur la TME : ... 89
8.3. Impact de la charge virale dans les sécrétions cervico-vaginales (SCV) sur la TME :.... 89
8.3.1. Modulations physiologiques du tractus génital associées à une susceptibilité infectieuse : ... 91
8.3.2. Corrélation de la CV plasmatique avec la CV des sécrétions cervicovaginales : .. 91
8.3.3. Facteurs associés à la présence du VIH dans les SCV :... 91
8.4. Impact de la charge virale dans le lait maternel sur la TME :... 93
8.4.1. Compartimentalisation de la CV :... 93
8.4.2. Déterminants d’une charge virale élevée dans le lait maternel :... 95
9. Influence de la vitamine A sur la TME du VIH :... 97
9.1. Rôle de la Vit A sur l’immunité :... 97
II. BUTS DE NOTRE TRAVAIL :... 101
III. RESULTATS : ... 107
Partie I : Résultats de l’étude DITRAME : ... 109
1.1. Présentation de l’étude Ditrame (articles 1 & 2) :... 109
1.1.1. Effectifs testés : ... 109
1.1.2. Efficacité de la prophylaxie ZDV à six mois : ... 111
1.1.3. Compliance : ... 111
1.1.4. Mortalité évaluée à 18 mois : ... 111
1.1.5. Mortalité parmi les enfants non infectés par le VIH : ... 113
1.1.6. Causes de décès :... 113
Partie II : Résultats de l’étude des charges virales dans trois compartiments physiologiques : le sang, les SCV et le lait maternel : ... 115
2.1. Etude de l’influence des charges virales libres dans le sang sur la TME (article 3) :... 115
2.1.1. Effectifs testés : ... 115
2.1.2. Résultats à l’inclusion (34 à 36 semaines d’aménorrhée) :... 115
2.1.3. Résultats à J8 post-partum : ... 115
2.1.4. Résultats par groupes de transmission et groupes de « traitement » :... 117
2.1.5. Analyse univariée par régression logistique ajustée sur le nombre de CD4 : ... 117
2.1.6. Analyse multivariée : ... 117
2.2. Etude de l’influence des charges virales libres et provirales dans les SCV sur la TME (article 4 en préparation) :... 119
2.2.1. Description de l’effectif analysé : ... 119
2.2.2. Comparaison du niveau biologique d’immunodéficience entre MT et MNT :.... 119
2.2.3. Comparaison des MT et MNT en terme de détectabilité des ARN et en moyenne des CV libres : ... 121
2.2.4. Comparaison des MT et MNT en terme de détectabilité des ADN et en moyenne des charges provirales : ... 121
2.2.5. Comparaison des charges virales plasmatiques de l’échantillonnage de l’étude :121 2.2.6. Analyse univariée des déterminants de la TME dans cet échantillon:... 121
2.2.7. Analyse multivariée : ... 121
2.3. Etude de l’influence des charges virales libres dans le lait maternel sur la TME (article 5 JID – sous presse) :... 123
2.3.1. Description des effectifs testés pour cette étude : ... 123
2.3.2. Comparaison des CVlm des MT et des MNT (396 échantillons) :... 125
2.3.3. Analyse des déterminants de la transmission postnatale : régression logistique, analyses univariées et multivariées : ... 127
2.3.4. Comparaison de la CVlm chez les TP et chez les MNT en fonction du traitement (314 échantillons) :... 129
2.3.5. Analyse de l’évolution des CVlm des femmes ayant transmis le virus post-partum :... 131
2.3.6. Analyse des CVlm sur des effectifs disposant de prélèvements à différentes dates
choisis de manière aléatoire : ... 133
2.4. Etude de l’influence de la vitamine A sur la TME (article 6) :... 135
Partie III : Analyse de la variabilité du VIH-1 et de son importance dans la TME : ... 137
3.1. Analyse de la diversité des souches circulant en France dans le contexte de la « French National Cohort Study » (article 7) :... 137
3.1.1. Effectifs testés : ... 137
3.1.2. Résultats du sous-typage par HMA
env:... 137
3.2. Analyse de la diversité des souches circulant au Burkina Faso (abstract CISMA 2001 – communication orale) :... 139
3.2.1. Effectifs testés : ... 139
3.2.2. Résultats du sous-typage par HMA
env:... 139
3.2.3. Résultats du sous-typage par séquençage : ... 139
3.2.4. Comparaison des résultats HMA
envet séquençage : ... 141
3.3. Etude des surinfections par une technique de HMA autologue (article 8) : ... 141
3.3.1. Validation de la technique de HMA autologue pour identifier les co-infections : ... 143
3.3.2. Coinfections VIH-1 potentielles au sein de notre cohorte : ... 143
3.3.3. Caractérisation des souches des femmes coinfectées :... 143
3.3.4. Identification des surinfections : ... 145
3.3.5. Prévalence des surinfections dans notre cohorte de “Femmes Vulnérables Face au VIH”:... 145
3.3.6. Description détaillée des surinfections :... 145
3.4. Etude des surinfections dans le contexte de la TME par une technique de HMA autologue (étude en cours) : ... 149
3.4.1. Effectifs testés : ... 151
3.4.2. Timing de l’infection, charges virales des enfants :... 151
3.4.3. Présence potentielle de coinfection :... 151
3.4.3. Mortalité des enfants testés : ... 153
3.4.4. Mortalité globale des enfants de la cohorte :... 153
3.4.4. Séquençage des variants des deux populations virales : ... 153
3.4.5. Caractéristiques des mères des enfants présentant des profils de coinfection par HMA : ... 153
IV. DISCUSSION et PERSPECTIVES :... 155
V. MATERIEL & METHODES :... 185
1. Description de l’étude DITRAME : ... 187
1.1. Procédures d’inclusion : ... 187
1.2. Prophylaxie ZDV ou placebo :... 187
1.3. Diagnostic PCR jusqu’à six mois et diagnostic sérologique ensuite : ... 187
1.4. Diagnostic par sérologie :... 189
1.5. Analyses statistiques de l’efficacité de la ZDV sur la diminution de la TME :... 191
2.2. Comparaison statistique des CVpl entre T et NT et entre groupes de traitement : . 191
3. Etude des charges virales dans les SCV :... 193
3.1. Design de l’étude :... 193
3.2. Techniques de prélèvement de SCV : ... 193
3.3. Comparaison statistique des CVscv entre T et NT : ... 195
4. Etude des charges virales dans le lait maternel :... 195
4.1. Design de l’étude :... 195
4.2. Comparaison statistique des CVlm entre T et NT et entre groupes de traitement : 195 5. Techniques utilisées pour les mesures des charges virales dans les différents compartiments : ... 197
5.1 Etude des charges virales par la technique du DNA branché (Bayer-Chiron, Quantiplex 340
TM, version 3.0, E. Walpole, MA, USA) : ... 197
5.2. Etude des charges virales par la technique Amplicor (Amplicor HIV Monitor, version 1.5, Roche Diagnostics Systems Inc, Branchburg, New Jersey, USA):.. 198
5.3. Extraction particulière de l’ARN par la technique de Boom (Nuclisens Kit Organon Teknika, Boxtel, NL) : ... 199
6. Etude des surinfections chez l’adulte et des surinfections potentielles chez les enfants : . 200 6.1. Description de la cohorte de “Femmes Vulnérables Face au VIH”:... 200
6.2. Amplification par PCR nichée et HMA autologue dans la région env : ... 202
6.3. Manipulation des échantillons de sang pour l’étude des surinfections : ... 202
6.4. Clonage des ADN à partir des fragments d’acrylamide contenant les hétéroduplexes divergents :... 203
6.5. Séquences et analyses phylogénétiques de deux clones divergents par individu potentiellement infecté : ... 205
7. Etude de l’impact du taux de vitamine A sur la TME :... 205
VI. REFERENCES : ... 207
VII. ANNEXES :... 225
VII. ANNEXES : 225
Annexe 1 : Article 1 : 227
6-month efficacy, tolerance, and acceptability of a short regimen of oral zidovudine to reduce vertical transmission of HIV in breastfed children in Cote d'Ivoire and Burkina Faso: a double-blind placebo-
controlled multicentre trial. DITRAME Study Group. 227 Dabis F; Msellati P; Meda N; Welffens-Ekra C; You B; Manigart O; Leroy V; Simonon A; Cartoux , Combe P;
Ouangre A; Ramon R; Ky-Zerbo O; Montcho C; Salamon R; Rouzioux C; Van de Perre P; Mandelbrot L.
Lancet 1999 Mar 6;353(9155):786-92 227
Annexe 2 : Article 2 : 237
18-month mortality and perinatal exposure to Zidovudine in West Africa. 237 Dabis F., Elanga N., Meda N., Leroy V., Viho I., Manigart O., Dequae-Merchadou L., Msellati P., Sombie I. for
the Ditrame Study Group AIDS 2001, 15 :771-779. 237
Annexe 3 : Article 3 : 249
Maternal plasma viral load, Zidovudine and mother-to-child transmission of HIV-1 in Africa... 249 Leroy V., Montcho C., Manigart O., Van de Perre P., Dabis F., Mselatti P., You B., Simonon A., Rouzioux C., for the Ditrame ANRS 049a trial. AIDS 2001, 15(4) ;517-522. 249
Annexe 4 : Article 4 : 257
Maternal viral load in vaginal fluids and mother-to-child transmission of HIV-1 in Côte d’Ivoire and
Burkina Faso : the Ditrame ANRS 049a and 049b trials. 257 Manigart O, Leroy V, Burgard M, Dequae-Merchadou L, Meda N, Msellati P, Mandelbrot L, Dabis F, Van de
Perre P, Rouzioux C for the Ditrame Study Group (ANRS 049a and 049b clinical trials). En cours de rédaction.
257
Annexe 5 : Article 5 : 273
Effect of Perinatal Zidovudine Treatment on the Evolution of Cell-free HIV-1 in Breast Milk and on
Postnatal Transmission 273 Manigart O., Crépin M., Leroy V., Meda N., Valéa D., Rouet F., Dequae Merchadoux L., Dabis F., Rouzioux C.,
Van De Perre P. for the DITRAME Study Group. JID, 2004;190:1422-8. 273
Annexe 6 : Article 6 : 287
Maternal vitamin A status and mother-to-child transmission of HIV in West Africa. 287
Castetbon K., Manigart O., Bonard D., Thomas M.J., Dumon M.F., Malvy D., Van de Perre P., Dabis F. for the
DITRAME Study Group. AIDS. 2000, 14(7) : 908-9. 287
Annexe 7 : Article 7 : 293
Diversity of HIV-1 genetic subtypes in France, in the context of mother-to-child transmission... 293 Chaix M.L., Manigart O., Letourneur F., Burgard M., Mayaux M.J., Rouzioux C. The French Pediatric Cohort
Study Group. AIDS. 2000 Feb 18 ; 14(3) : 327-8. 293
Annexe 8 : Article 8 : 297
Identification of two superinfection in a cohort of commercial sex workers in Burkina Faso by a technique
of autologuous heteroduplex mobility assay. 297 Manigart O, Courgnaud V, Sanou O, Valea D, Meda N, Ouangré A, Delaporte E, Van de Perre P, Peeters M.
AIDS. 2004 Aug 20;18:1645-51. 297
Annexe 9 : Article 9 : 307
Van De Perre P, Meda N, Manigart O. AIDS 2001;15(5):658-9. 307
Annexe 10 : 311
Tableau des essais vaccinaux dans le monde 311
Annexe 11 :
Tableau des essais de PTME dans le monde 319
Remerciements :
Avant tout, je tiens à remercier mon père, parti trop tôt le 10 mai 2003, pour le soutien qu’il m’a toujours apporté et l’exemple passionné de vie qu’il m’a donné. J’aurais tellement voulu qu’il puisse voir ce travail accompli et que je puisse l’en remercier de vive voix…
Bien sûr, au même titre, je remercie ma mère, pour les espoirs continus qu’elle a mis en moi et le dévouement indéfectible dont elle a fait preuve lors de circonstances parfois difficiles.
Que ce travail soit l’occasion de lui dire toute ma profonde reconnaissance et ma sincère gratitude.
Je les remercie tous deux des nombreuses visites qu’ils m’ont rendues dans les différents lieux, souvent éloignés où je me suis rendu. Elles m’ont mis du baume au cœur et m’ont encouragées dans la conviction que le travail que j’accomplissais était « la bonne voie » et selon les valeurs qu’ils m’avaient enseignées.
Je remercie également mes frères, Stéphane et Yannick, toujours à mes côtés où que j’aille. Et mes chères cousines, Eléonore et Alice.
Mon grand-père, Cara, venu me voir à 90 ans au Burkina Faso. Cet acte seul démontre le tempérament de toute une vie, de l’importance de la rencontre et de la découverte d’autres cultures. De même que mon oncle Pierre, baroudeur invétéré de toutes les mers du monde.
Cette envie « génétique » de partir à l’aventure n’aurait abouti à rien sans mon oncle, le Dr Michel Caraël, qui a généré mon intérêt pour la recherche contre le Sida, en 1983, et m’a convié au Rwanda en 1987, avant même que je ne commence mes études universitaires. Que le courage et l’engagement de ces pionniers soit ici salué.
Parmi ces pionniers se trouvait le Professeur Philippe Van de Perre, qui fait partie de ceux qui, au plus tôt, ont pu voir le danger que constituait le VIH et qui ont consacré leur vie à la recherche de solutions adaptées, essentiellement contre la transmission de la mère à l’enfant et en Afrique. Il m’a transmis sa passion dès notre première rencontre et, encore aujourd’hui, à chacune de nos entrevues, de nouvelles pistes de réflexion s’ouvrent à moi. Ses conseils pertinents, son enthousiasme exaltant m’ont toujours galvanisé et poussé à aller de l’avant.
Merci pour tout Philippe, c’est grâce à toi que j’ai pu réaliser mon rêve d’aller travailler dans la recherche contre le Sida dans un pays en voie de développement. Merci aussi de m’avoir encadré dans tous mes travaux et d’avoir accepté d’être mon directeur de thèse.
Se trouvait aussi le Pr Philippe Lepage, qui m’a emmené dans le premier centre de recherche qu’il m’a été donné de voir en Afrique et a éveillé en moi l’intérêt d’un jeune étudiant pour la recherche scientifique et pour la vie en brousse. Merci pour tout cela et merci d’accepter de faire partie de mon jury de thèse.
Occasion m’est donnée aussi de remercier le Professeur Arsène Burny dont les leçons magistrales, dès les premières heures passées en faculté m’ont convaincues que je faisais le meilleur choix en m’orientant vers la biologie moléculaire. Mille Merci d’accepter d’être membre de mon jury, c’est pour moi un grand honneur.
Je tiens à remercier avec la plus chaleureuse amitié, le Docteur Nicolas Meda, qui m’a
toujours conseillé sagement et m’a encadré dès mes premières heures au Centre Muraz.
Puisse-t-il y avoir de nombreux chercheurs de cet acabit et des solutions se mettront en place dans les pays qui subissent le plus ce terrifiant fléau. Merci aussi d’accepter de faire partie de mon jury.
J’ai un jour comparé le Centre Muraz à une grande école, tellement l’occasion nous était donnée d’échanger des idées, de confronter nos points de vue, de progresser et que l’atmosphère y était bon enfant. C’est cette image que je garde de mes cinq années passées là- bas et j’en profite pour remercier tous mes amis et collègues dont je ne pourrai citer tous les noms puisque plus de cent personnes y travaillent. Je pense tout particulièrement au Dr Thierry Baldet, ami de la première heure, le Dr Hubert Barennes, le Dr Yves Traore, le Dr Honoré Meda, le Dr Abdulaye Diabaté, le Dr Amadou Ouangré, le Dr Georges Dahourou, le Dr Abdulaye Ouedraogo, le Dr Seydou Yaro, le Dr Issiaka Sombier, le Dr Lucille Gauthier- Charpentier, le Dr Serge Diagbouga, Ibrahim Diallo, Thérèse Kagone, Maria-Augusta Aurora, Diane Valéa, Oumar Sanou, Djénéba Ouattara, Odette Ky-Zerbo, Guylain Préteseille, Jean Ballier, Alex Dutheil… etc.
Toute mon admiration et mes remerciements vont également aux Docteurs Adrien Sawadogo et Aristide Yameogo de l’Hôpital Sorou Sanon qui accomplissent un travail exemplaire, souvent ingrat et extrêmement difficile.
Notre travail n’aurait aucun sens sans les membres des associations de lutte contre le sida, dont la liste exhaustive serait bien trop longue aussi, et qui réalisent une tâche sans pareille à l’Hôpital Sorou Sanon et ailleurs à Bobo-Dioulasso, principalement, Christine Kafando, Colette Koala, Fatimata Sereme, Martine Somda, Djénéba Drabbo, Clarisse Kyélem, Edith.
Les travaux que je présente sont bien évidemment le fruit d’une collaboration soutenue avec d’autres équipes que j’aimerais remercier aussi : avant tout, ma collègue et amie le Dr Valérie Courgnaud du Laboratoire de rétrovirologie de l’U36 de l’IRD (Institut de Recherche et Développement) à Montpellier, le Dr Pierre Becquart, le Dr Martine Peeters et le Pr Eric Delaporte, ainsi que Christelle Butelle pour sa constante bonne humeur et son redoutable humour.
Ainsi que l’équipe bordelaise de l’U 593 Institut de Santé Publique, Epidémiologie et Développement (ISPED), Université Victor Segalen Bordeaux 2, partenaire inséparable du projet DITRAME dont les plus ardents protagonistes ont fait un travail remarquable : le Pr François Dabis, le Dr Valériane Leroy, le Dr Katia Castetbon, Laurence Dequae-Merchadoux et Marie-Pierre Martin (il fait chaud) qui durent supporter mes innombrables questions et coups de téléphones. Sans oublier, le Dr Alice Desclaux dont les enquêtes anthropologiques nous éclairent sur bien des aspects que nous ne mesurons pas derrière les murs de nos laboratoires.
Et nos alter ego de Abidjan : le Dr Philippe Mselatti, pour ses conseils avisés dans les situations les plus complexes, Bruno You, le Dr Xavier Anglaret, le Dr François Rouet, Dominique Bonnard, Gwenolla Gourvelec.
Et bien sûr, l’équipe du Pr Christine Rouzioux du laboratoire de virologie de l’Hôpital Necker
Enfants-Malades qui m’a permis de faire mes armes dans les techniques qui concernent
l’étude de la transmission de la mère à l’enfant du VIH : le Dr Marianne Burgard, qui m’a
sauvé des eaux plus d’une fois, le Dr Marie-Laure Chaix qui m’a initié aux techniques de
HMA avec Franck Letourneur, mes chers amis Serge Ivanoff et Eric Abachin. Merci
beaucoup Christine de m’avoir accueilli pendant plus d’un an et demi.
Sans oublier le Pr Edouard Janoff du Mucosal and Vaccine Research Center (MAVRC), University of Minnesota School of Medicine et toute sa famille (Nancy, Jordan & André), qui m’a accueilli chez lui avec tant de chaleur et m’a permis de venir dans son laboratoire apprendre les techniques de culture de cellules du lait maternel. Un clin d’œil particulier aussi à Anthony Agadzi.
Bien souvent, nous avons eu besoin de conseils et de réorientation par rapport à nos projets de recherche ; dans ce but, notre Directeur a eu le bon sens de solliciter des chercheurs prestigieux des institutions les plus renommées afin d’élaborer un Comité Scientifique dont je tiens à remercier les membres dont les précieuses critiques nous ont permis de mener à bien nos travaux : Le Pr Michel Rey (Faculté de médecine de Clermont-Ferrand), le Pr Roger Salamon (Université Victor Segalen Bordeaux 2), le Pr Marc Coosemans (Département de parasitologie de l’Institut de Médecine Tropicale d’Anvers), le Pr Mireille Prince-David (Institut Pasteur de Lomé), le Pr Mireille Dosso (Institut Pasteur d’Abidjan). De même que les responsables de l’Agence Nationale de Recherche contre le Sida (ANRS) en France qui, en plus de l’appui méthodologique et financier, nous ont toujours prodigué des conseils avisés : le Pr Michel Kazachkine, le Dr Brigitte Bazin, Mme Chantal Canon.
Par ailleurs, je tiens à remercier vivement mes amis de l’association « Sida Ka Taa », qui fut une expérience inoubliable dans laquelle nous nous sommes tous investis avec une conviction sans pareil : Alex Dayo, Thomas Vergès, Moktar Traore, Abdrahmane Berthe, Anselme Sanou, Lionel Romier, Peter Soldan, le Dr Robert Cazal, les membres du Centre Muraz et tous les autres bénévoles qui se sont investis dans cette formidable aventure.
Mon expérience africaine dans la lutte contre le sida aurait été incomplète sans un travail plus près des patients, et sans doute, plus pragmatique. C’est pourquoi, je tiens à remercier également mes collègues de Médecins Sans Frontières dont je salue le travail courageux et efficace : Pascale Chaillet, le Dr Peter Firmenich, le Dr Annick Faure, le Dr Gérald Viretto, le Dr Alain Hien, le Dr Bernard Sawadogo, le Dr Mireille Cissé, Yacouba Kabore, Raymond Ouedraogo, Aïssita Ouedraogo, Johanna, Mme Karambiri, Nabi, Nikiema et Cyrille du Centre Médical à Antenne chirurgicale de Pissy.
Ce travail n’aurait pu être réalisé sans l’accueil cordial que m’a fait l’équipe du Professeur Carine Van Lint. Grâce à ses nombreux et pertinents conseils, je pourrai soutenir ma thèse en temps et en heure. Merci d’avoir accepté d’être ma co-Directrice de thèse. Ainsi que grâce aux conseils du Dr Martine Thily et ceux du Dr Vincent Quivy. Merci mille fois à vous tous.
Je tiens à adresser un remerciement tout particulier au Pr Georges Huez, de la Faculté des Sciences de l’ULB, qui a accepté de présider ma soutenance, ainsi que au Dr Véronique Halloin et au Dr John Werenne de l’Ecole des Ingénieurs en agronomie en Biotechnologie de l’ULB pour avoir accepté de participer à mon jury de thèse : c’est pour moi un grand honneur de pouvoir présenter mon travail à des chercheurs de votre renommée.
J’ai un souvenir nostalgique de mes premiers pas en laboratoire de biologie moléculaire, à la
Faculté des Sciences Agronomiques de Gembloux (et de toutes les merveilleuses années que
j’y ai passé d’ailleurs), où j’ai appris les techniques et la rigueur qui me servent encore
aujourd’hui. Je remercie toute l’équipe qui m’a appris à manier pipettes et éprouvettes,
principalement, le Pr Richard Kettmann, le Dr Luc Willems, le Dr Franck, Renée, et tous les
autres.
Je remercie également mes amis : Laurent Biernaux & Louise, Riton Galet & Marie-Hélène Masuka, Eric & Fabi & Roméo Van de Casteele, Laurent & Hannan, Sammy et Lina Lois, Pascal Joukowky et sa famille, Serge Rydlewski, Peter Soldan & Patsy & Colas, Philippe Malempré, Serge et Sylvie, Pauline et Maude Ivanoff, Eric et Eliane Abachin et famille, Florimond & Nadia et les enfants Dufoor, Fred & Marianne & Zoé Dufoor, Nathalie Boutonnet & Laurent Van de Casteele, Sophie Nollevaux, Séverine, Billitis, Inès, Alexandra Dufay et Lou Manigart.
La bande : Vanessa Geuens, Daisy, Dim et Natacha Winners, Jo Giammorcaro, Pascal Collard, Patrick & Sihem, Leila & Salma Tielemans, Xav Deblier, Chris Meester & Nana Kouyoumdjisky & Milena, Nordinne Daouiat, Thierry Muller, Greg Kauffman, Stephane Kurgan, Dominique Sick, Philippe Speltincks, Valérie Cops & Olivier Hasquin.
Les Gembloutoix : Vincent Leclerc et Sigrid Demeester et la famille, Pierre-Yves Dubois, Cédric Vermeulen, Bruno Portier, Alain Houyoux et Francine, Khalifa Traore, Michel Custers.
Les amis du Burkina Faso : Thierry Baldet, Vinze Michel, Guylain Prêteseille, Lionel Ronnier
& Soph, Abdulaye Kindo, Alex Dayo, Benoît Varenne et Alexandra, Clément Palé, Bernard
& Mariam Gasca, les Saint-Michel, Marion, Pierre et Saskya, Gilberte Nombré, Etienne Bambara dit le Cee, Abdelkader Mercheri, Dominique & Catherine et les enfants Roberfroid, Sammy Lebel & Claudine et les enfants, Colas Hou & Sanata Nikiema, Pierre & Appauline Crozier et les enfants, Fulgence Coulibaly, Thomas Verges & Monique Sanou, les sœurs Hema et toute la famille, et surtout, la famille Ouattara, Mamadou, Delphine, Bouba et Assane.
Et Christelle…
Résumé :
De 1994 à 1998, s’est déroulé l’essai clinique DITRAME ANRS 049a qui a démontré, pour la première fois, l’acceptabilité, la tolérance et l’efficacité d’un traitement court de zidovudine (ZDV) sur la diminution de la TME. Notre travail s’est inscrit dans le cadre de cet essai et a eu pour but d’en analyser certains des aspects virologiques et leur rapport avec la transmission de la mère à l’enfant du VIH (TME). D’une part, nous avons analysé les niveaux de réplication virale dans différents compartiments physiologiques : le sang, les sécrétions cervico-vaginales (SCV) et le lait maternel (LM) et leur rapport avec la transmission, par des études cas-témoins nichées dans la cohorte DITRAME. Nous avons démontré le rapport entre la charge virale libre (CV) dans le plasma à 34 semaines d’aménorrhée et à J8 postpartum et la TME dans le contexte africain où la probabilité d’avoir un allaitement exclusif à un an est de 46,6%, et analysé leur rapport avec le traitement ZDV. Nous avons également démontré que la TME est essentiellement due à une charge provirale plus élevée dans les SCV dans notre contexte. De plus, grâce à la mise au point d’une technique, nous avons démontré que la ZDV avait un effet global marqué sur la diminution de la CV libre dans le LM. Il s’agit de la première étude mettant en relation la CV dans le lait avec la transmission postnatale. De même, nous avons observé une différence très hautement significative entre les charges virales libres des femmes ayant transmis le VIH et les non transmettrices. De plus, nos analyses univariée et multivariée démontrent que la CVlm mesurée en log10 de la lactation précoce (J8) est un facteur indépendant très significativement associé à la TME. Chez les femmes ayant transmis le virus durant le post-partum et non traitées à la ZDV, la CVlm médiane a décru de 1608 copies/mL (c/ml) à J8 à 346 c/ml à J45. Par contre, chez les femmes ayant transmis le virus mais ayant reçu un traitement ZDV, la CVlm médiane évolue de 56 c/ml à J8 à 470,5 c/ml à J45. Cette tendance marquée à un effet rebond de la CVlm à J45 laisse penser que la TME qui a lieu chez les femmes traitées à la ZDV pourrait être une conséquence de l’arrêt de ce traitement, comme observé chez les adultes après arrêt du traitement HAART.
D’autre part, nous avons étudié la variabilité du VIH en fonction de la TME. Dans un premier temps, nous avons analysé la diversité du VIH-1 chez des mères africaines vivant en France, et par après au Burkina Faso. Ensuite, grâce à l’élaboration d’une nouvelle technique, nous avons démontré que le HMA pouvait être un outil adapté à l’étude des co- et sur-infection chez l’adulte. Nous avons identifié de cette manière deux surinfections parmi 147 femmes analysées au sein d’une cohorte de femmes à haut risque de surinfection. Nous avons ensuite utilisé ce moyen pour étudier des enfants de la cohorte DITRAME infectés in utero qui auraient pu se surinfecter durant le peripartum ou ensuite par l’allaitement. Sept enfants parmi 18 analysés, présentant des profils HMA à suspicion de coinfection et qui présentaient un taux de mortalité plus élevé que la normale, ont été identifiés. Leurs séquences provirales env sont en cours d’analyse actuellement.
Par ailleurs, nous avons confirmé le fait que le taux de vitamine A n’a pas d’influence sur la TME.
Abstract :
Between 1994 to 1998 the ANRS 049a DITRAME trial was conducted during which a short regimen of ZDV demonstrated for the first time acceptability, tolerance and efficacy on reduction of mother-to-child transmission (MTCT). Our major aim was to analyze certain virological characteristics of infected women in this cohort and their association to HIV-1 transmission. On the one hand, we analyzed the HIV-1 replication capacity in different physiological compartments : blood, vaginal fluids (VF) and breast milk (BM) related to MTCT were investigated by nested case control studies in the DITRAME cohort. We demonstrated the relationship between plasma viral load (VL), at 34 weeks of amenorrheae and at Day 8 post partum, and MTCT in Africa where the probability to be exclusively breastfed for an one year infant is 46.6%. We also analyzed relationship between plasma VL and ZDV treatment. Additionally, we demonstrated that MTCT is essentially the consequence of a high proviral load in VF in our context. Moreover, reduced levels of HIV-1 RNA in milk at Day 8 were observed in mothers receiving ZDV therapy rather than in mothers under placebo. For the first time, the association between BMVL and postnatal transmission has been studied. We observed a highly significative difference between BMVL of women who transmitted the virus and those who did not. Moreover, univariate and multivariate analyzes clearly indicated that early breastfeeding log10
HIV-RNA at Day8 is an independent factor significatively associated to MTCT. Decreased median BMVL from 1608 copies/mL (c/ml) at Day8 to 346 c/ml at Day45 were found for mothers who transmitted the virus during the postpartum and who received placebo. Nevertheless, for those who received ZDV, median BMVL increased from 56 c/ml at Day8 to 470.5 c/ml at Day45. This marked trend to a rebound effect of BMVL could be the consequence of the treatment withdrawal as observed for adults at HAART withdrawal.
On the other hand, we studied the variability of HIV and its association with MTCT. First, we analyzed HIV-1 diversity in African women in France and Burkina Faso. In a second step, we demonstrated that HMA was an adapted tool for co and super-infections studies for adults. By this way, we identified two superinfections among 147 women within our commercial sex workers cohort.
Additionally, we used this tool to analyze children of the DITRAME cohort who were infected in utero and who could be superinfected during the delivery or later by breastfeeding. We identified seven children, among 18 who were infected in utero, displaying HMA profiles suspicions for co- infections, and who had a more important mortality rate than normally. Their proviral env sequences are currently analyzed.
Moreover, we confirmed the fact that the rate of vitamin A has no influence on MTCT.
Liste des tableaux :
Tableau 1 : Facteurs avérés et supposés de la transmission de la mère à l’enfant du VIH dans un contexte d’allaitement
Tableau 2 : Interprétation du « timing » de la TME en fonction des résultats de PCR Tableau 3 : Modalités de la TME à différents temps
Tableau 4 : Facteurs microbiologiques et immunologiques significativement corrélés (p<0,05) avec la présence VIH dans le tractus génital féminin
Tableau 5 : Vitamine A et immunité contre les maladies infectieuses Résultats :
Tableau 6 : CVpl maternelle, groupe de prophylaxie, et autres déterminants de la TME du VIH-1. Analyse univariée
Tableau 7 : Nombre de cellules CD4+, CVpl maternelle à l’inclusion, à J8 postpartum, et entre ces deux dates et risque de TME du VIH-1
Tableau 8 : Nombre de cellules CD4+, CVpl log
10, log HIV RNA et HIV DNA cellulaire dans les SCV en fonction du risque de TME
Tableau 9 : Log HIV RNA et HIV DNA cellulaire dans les SCV, CVpl, groupe de
prophylaxie, et autres déterminants de la TME peripartum du VIH-1. Analyse univariée
Tableau 10 : Analyse descriptive des CV lait en fonction de la transmission dans les échantillons disponibles
Tableau 11 : Analyse univariée des déterminants de la TME
Tableau 12 : Analyse multivariée des déterminants de la transmission postnatale du VIH Tableau 13 : Comparaisons entre transmissions postnatales (test négatif à J8 (ou après) puis
positif ensuite) et non transmissions en fonction du traitement
Tableau 14 : Evolution des CVlm des mères ayant transmis durant le postpartum à Bobo- Dioulasso
Tableau 15 : CV pour les mères ayant reçu une prophylaxie ZDV Tableau 16 : CV pour les mères ayant reçu un placebo
Tableau 17 : Résultats des sous-typage HMA Tableau 18 : Résultats des séquençages
Tableau 19 : Comparaison séquençages et HMA
Tableau 20 : Répartition des femmes de la cohorte en six catégories
Tableau 21 : Résultats préliminaires des surinfections chez les enfants de la cohorte DITRAME infectés in utero
Tableau 22 : Timing de l’infection, charge virale après la naissance chez des enfants de la cohorte DITRAME infectés in utero à suspicion de surinfection par
l’allaitement
Tableau 23 : Caractéristiques des mères des enfants de la cohorte DITRAME infectés in utero à suspicion de surinfection par l’allaitement
Discussion :
Tableau 24 : Variation et sélection chez les rétrovirus Matériel & méthodes :
Tableau 25 : Avantages et limites des techniques de prélèvements SCV
Liste des figures :
Figure 1 : Projection phylogénétique de l’évolution calculée du VIH Figure 2 : Cycle de réplication du VIH + transcription inverse
Figure 3 : Observation de séquences provirales VIH dans des splénocytes de patients infectés lors de différentes phases cellulaires
Figure 4 : Arbre phylogénétique des groupes VIH et liens avec le SIV / Formes recombinantes les plus courantes en Afrique
Figure 5 : Evaluation des différences de résistance aux ARVs entre sous-types B et non B dans les gènes de la protéase et de la transcriptase inverse
Figure 6 : Muqueuse placentaire
Figure 7 : Présentation des variations histologiques du cervix, potentiellement impliquées dans une différentiation de l’infectiosité du VIH
Figure 8 : Coupes histologiques des tissus mammaires Figure 9 : Muqueuse digestive et rôle des cellules M
Figure 10 : Représentation de l’adhésion du VIH à DC-SIGN
Résultats :
Figure 11 : Plan des résultats présentés dans notre travail Figure 12 : Effectifs testés pour l’étude DITRAME Figure 13 : Effectifs testés pour l’étude DITRAME-VIRO
Figure 14 : Répartition des effectifs testés pour l’étude des charges virales libres dans le lait maternel
Figure 15 : CV pour les mères ayant reçu un placebo (changement d’échelle sur la figure) Figure 16 : Répartition des sous-types circulants en France à partir des mères d’origine
africaine (« French National Cohort Study »)
Figure 17 : Répartition des effectifs testés pour l’évaluation des sous-types circulant au Burkina Faso
Figure 18 : HMA autologues d’ADN de femmes de la cohorte mélangés 2 à 2, choisies de manière aléatoire, comparés à des souches de références mélangées 2 à 2 Figure 19 : Arbre phylogénétique de différents VIH-1 qui ont été caractérisés au sein de la
cohorte et sujets coinfectés
Figure 20 : HMA autologues séquentiels, et CVpl aux mêmes temps, des sujets surinfectés
Figure 21 : Migrations HMA des clones de la D049 mélangés 2 à 2 et des souches A, B et C mélangées 2 à 2 en guise de témoins
Figure 22 : Migrations HMA des clones des enfants SE-B-14-1 et SE-B-52-1 Matériel & méthodes :
Figure 23 : Représentation schématique de la technique bDNA
Figure 24 : Représentation schématique de la dénaturation-renaturation aléatoire des brins
d’ADN et de la migration sur gel d’acrylamide (principe du HMA)
Abréviations :
Ac : Anticorps
ADN : Acide Désoxyribonucléique
ALRI : Acute Lower Respiratory Tract Infection ANRS : Agence Nationale de Recherche contre le Sida ARN : Acide Ribonucléique
ARV : Antirétroviraux
bDNA : Branched DesoxyriboNucleic Acid C/ml : Copies par millilitre
CCKR : Chemokine Receptor (Récepteur de chimiokine) ou CCR CD : Cluster of Differentiation (Marqueur de la différenciation)
CD4/µl : (ou CD4/mm3) nombre de lymphocytes T-CD4+ par volume de 1 microlitre ou millimètre cube de sang périphérique prélevé au patient
CI : Confidence Interval (intervalle de confiance – IC) CMH : Complexe Majeur d'Histocompatibilité
CRF : Circulating Recombinant Form (forme recombinante circulante) CTL : CytotoxicT Lymphocytes (lymphocytes T cytotoxiques)
CVlm : Charge Virale dans le lait maternel CVpl : Charge Virale plasmatique
CVscv : Charge Virale dans les sécrétions cervico-vaginales DC-SIGN : Dendritic Cells- Specific ICAM3 Grabbing Nonintegrin env : Enveloppe
FDC : Follicular Dendritic Cell
DITRAME : DIminution de la TRansmission de la Mère à l’Enfant dNTPs : didésoxyNucléotides TriPhosphates
DO : Densité Optique
DSMB : Data Safe Monitoring Board
ELISA : Enzyme Linked Immunosorbent Assay ET: Ecart-Type
Fc : Fragment constant d’immunoglobuline gag : Group antigen gene
GALT : Guts Associated Lymphoid Tissue gp : Glycoprotéine
HAART: Highly Active Anti-retroviral Therapy GuSCN : Thiocyanate de Guanidium
HCV : Hepatite C Virus
HLA-DQ : Human Leucocyte Antigen – DQ
HMA : Heteroduplex Mobility Assay (Evaluation de la mobilité des hétéroduplexes) IFN : Interféron
Ig : Immunoglobuline IL : Interleukine
IST : Infection Sexuellement Transmise
J : Jour
LM : Lait Maternel
LTR : Long Terminal Repeat
MALT : Mucous Associated Lymphoid Tissue
MNT : Mère N’ayant pas Transmis le virus à son enfant
MT : Mère ayant Transmis le virus à son enfant
NDV : Newcastel Disease Virus
Nef : negative factor
NF-κB : Facteur Nucléaire kappa B NK : Natural Killer
PAGE : PolyAcrylamide Gel Electrophorese
PBMC : Peripheral Blood Mononuclear Cells (cellules mononucléaires du sang périphérique)
PBS : Phosphat Buffer Solution PLA : femmes ayant reçu un placebo PVD : Pays en Voie de Développement
RANTES : Regulated on Activation, Normal T cell Expressed and Secreted RBP : Retinol Binding Protein
Rev : regulation of virion protein RH: Relative Hazard
RIP : Recombinations Identification Program RLU : Relative Luminiscence Unit
RSV : Virus Respiratoire Syncitial RT : RetroTranscriptase
(RT-) PCR : (RetroTranscription-) Polymerase Chain Reaction SCV : Sécrétions Cervico-Vaginales
SI : Syncitium Inducing (Qui induit des syncitia) NSI : Non syncitium inducing SIDA : Syndrome d’Immunodéficience Acquise
SIgA : Secretory Immunoglobulin A
SIV : Simian Immunodeficiency Virus (Virus de l’immunodéficience simienne) SLPI : Secretory leukocytes protease inhibitor (Inhibiteur sécrétoire de la protéase
leucocytaire)
SSEIA : Subtype Specific Enzyme Immunosorbent Assay SU : Sub Unit
Tat : trans-activator of transcription Th1 : T-helper type 1
TME : Transmission de la Mère à l’Enfant (PTME : prévention de la transmission de la mère à l’enfant)
TNF : Tumor Necrosis Factor
TP : mère ayant Transmis le virus à son enfant durant le Post-partum UV : Ultra-Violet
V3-V5 : Variable region 3 – Variable region 5 Vif : virion infectivity factor
VIH : Virus de l’Immunodéficience Humaine Vit A : Vitamine A
Vpr : virion protein R
Vpu : virion protein unknown
ZDV : Zidovudine (ZDV = AZT : 3’azido-2’3’-didésoxythymidine)
Définitions :
Allaitement exclusif : Seul le lait maternel est donné à l’enfant, à l’exclusion de tout autre aliment, liquide ou solide (sauf médicaments), et même de l’eau.
Allaitement mixte : Le lait maternel est consommé par le bébé, de même qu’un autre aliment (eau, bouillie…etc.). Ce type d’allaitement est celui qui est le plus pratiqué au Burkina Faso. En effet, traditionnellement, l’on donne de l’eau à boire au bébé dès sa naissance.
Allaitement artificiel : l’allaitement artificiel signifie que le bébé n’est pas du tout nourri au sein, mais uniquement avec un aliment de substitution.
Sevrage : correspond à la période à laquelle l’enfant est confronté à un aliment autre que le lait maternel.
Sevrage total : correspond à la période à laquelle l’enfant ne consomme plus du tout de lait maternel.
Transmission in utero : signifie que la transmission de l’agent pathogène s’est déroulée durant la grossesse, avant l’accouchement.
Transmission peri-partum : signifie que la transmission s’est déroulée autour de la période de l’accouchement, que ce soit en fin de grossesse, durant l’accouchement, ou tôt après l’accouchement.
Ce terme est utilisé parce que, pratiquement, il est difficile de distinguer les trois types de transmission, in utero, intra-partum et post-partum autour de la période de l’accouchement.
Pratiquement, l’on définit la période peri-partum comme la période entre le dernier trimestre de la grossesse et le 7ème jour post partum.
Transmission intra-partum : signifie que la transmission s’est faite pendant le travail et/ou l’accouchement.
Transmission post-partum précoce : signifie que la transmission s’est faite après l’accouchement, par l’allaitement pour la majorité des transmissions du VIH durant cette période et que l’enfant a été détecté positif par PCR entre 1 semaine et 1 à 3 mois selon les études.
Transmission post-partum tardive : signifie que la transmission s’est faite après l’accouchement, par l’allaitement pour la majorité des transmissions du VIH durant cette période et que l’enfant a été détecté positif entre 1 à 3 mois et la fin de l’allaitement.
Données démographiques et sanitaires du Burkina Faso :
Données géographiques et démographiques :
- Superficie : 274.000 km2 (environ les trois quarts de la France) - Population : 11.856.000 d’habitants - Population urbaine : environ 1.800.000 habitants - Population de Bobo-Dioulasso : environ 500.000 habitants
- Taux de mortalité infantile : 16,3% ; taux de mortalité juvénile : 16,5%
- Indice de fécondité : 6,6%
- Espérance de vie : 44,7 ans
Données socio-économiques :
- Produit National Brut par habitant : 240 $
-
Répartition par secteur des activités : % agriculture / Produit Intérieur Brut (PIB) : 33,3 % ;% industrie/PIB : 27,2% ; % services/PIB : 39,5%
Données de santé publique :
- Population pour un médecin : environ 20.000 personnes - Dépenses publiques de santé / PIB : 1,2%
Données concernant le Sida :
- Prévalence moyenne pondérée VIH (1997 à 2001) : de 6% (Côte d’Ivoire : prévalence de 9,7 % en 2001) - 10 cas de SIDA notifiés en 1986
- 19540 cas de SIDA cumulés au 30 juin 2002, 400.000 personnes infectées en 2004, 1.500 patients sous ARVs et 60.000 personnes en demande d’ARVs
- Tranche d’âge de 25 à 49 ans la plus touchée surtout parmi les hommes
- Evolution de la séroprévalence de 7,09% en 1998 (n=2226) à 5,5% en 2000 (n=2099) à 4,8% en 2001 pour l’ensemble du pays
- Bobo-Dioulasso : prévalence stabilisée à 7,3%
- La plupart des femmes allaite leur enfant pendant 2 ans au Burkina Faso (pour l’espacement des naissances notamment)
I. INTRODUCTION :
Tableau 1 : Facteurs avérés et supposés de la transmission de la mère à l’enfant du VIH dans un contexte d’allaitement :
Classes - Types Références
Viraux - Charge virale dans le plasma (non démontré dans le contexte africain + ZDV)
- Charge virale dans les SCV (idem)
- Charge virale dans le lait maternel (idem)
- Génotype viral : des variants mineurs ou majeurs de la population virale maternelle sont retrouvés chez l’enfant
- Phénotype viral : des variants NSI sont transmis à l’enfant ; des variants SI sont trouvés chez la mère - Résistance virale
(1, 2, 3) (4) (5) (6)
(7, 8) (9) Maternels - Nombre de CD4/mm
3de sang
- Anticorps neutralisants et autres facteurs immuns (spécifiques et non spécifiques)
- Statut nutritionnel (Vitamine A) - Statut clinique
- Dont santé du sein (mastites clinique ou subclinique, abcès, blessures au mamelon)
- Facteurs comportementaux - Traitement ARV(s)
(10) (11, 12) (13) (14) (15) (16, 17) (18, 19) Obstétricaux - Rupture de membrane prolongée (>4 heures)
- Mode d’accouchement
- Hémorragies lors de l’accouchement
- Traitement invasif du fœtus (20-23)
Fœtaux - Enfant prématuré
- Facteurs génétiques foetaux (24-27)
Du
nouveau-né - Type et durée d’allaitement
- Immaturité du système immunitaire
- Statut clinique (morbidité – moins de capacités pour la succion)
(28)
(d’après Casper C. HIV-1 infection during pregnancy and in children : significance of HIV-1 variability and the placental barrier. ISBN91-628-4621-3. Et John-Steward G, Mbori-Ngacha D, Ekpini R et al. Breastfeeding and transmission of HIV-1. J Acquir Immune Defic Syndr 2004;35:196-202)
I. INTRODUCTION : 1. Présentation du sujet :
Le VIH se transmet entre individus selon trois principes : la transmission sexuelle, la transfusion sanguine et la transmission de la mère à l’enfant. Celle-ci peut se réaliser in utero, intra-partum et après l’accouchement par l’allaitement. Notre travail s’est déroulé au Burkina Faso entre les années 1997 et 2003 et a eu pour objet d’étudier certains des déterminants de la TME. Le tableau 1 reprend les facteurs avérés et supposés d’une transmission de la mère à l’enfant du VIH (1-28). Notre travail a été réalisé essentiellement dans le contexte d’un essai clinique de PTME, l’essai DITRAME qui a évalué l’efficacité d’un traitement court de ZDV sur la PTME.
Il s’est focalisé plus particulièrement sur les facteurs indiqués en caractères gras dans le tableau 1, à savoir, l’influence de la variabilité du VIH sur la TME, dont un résumé des connaissances actuelles moléculaires et physiologiques, en fonction du moment de la transmission, sera présenté dans la première partie de notre introduction. Un des objectifs de notre travail a été de mettre au point un outil permettant de détecter les co et surinfections et d’évaluer leur fréquence. Un autre de nos objectifs a été de déterminer l’impact que pourrait avoir la transmission de plusieurs variants phylogénétiquement divergents de la mère à l’enfant.
La deuxième partie évaluera les connaissances actuelles au sujet de l’influence des charges virales dans différents compartiments physiologiques (le sang, les SCV et le lait maternel) sur la TME, ce qui était l’objet de la deuxième partie de notre travail.
De manière plus concise, une troisième partie sera plus particulièrement consacrée à l’influence de la vitamine A sur la TME.
2. Origine et évolution génétique du virus : 2.1. Origines des virus VIH-1 et VIH-2 :
Les virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1 et VIH-2) ainsi que ceux de
l’immunodéficience simienne (SIV) appartiennent à la sous-famille des Lentiviridae, de la
famille des Retroviridae. On dénombre à ce jour une trentaine d’espèce de primates africains
naturellement infectés par le SIV (29, 30). Comme, dans la nature, les singes infectés ne
Figure 1 : projection phylogénétique datée de l’évolution du VIH :
Korber & al. Human Retroviruses and AIDS. Los Alamos. New Mexico, Los Alamos National Laboratory.
Salemi M et al. Dating the radiation of HIV-1 group M in 1930s using a new method to uncover clock-like molecular evolution . FASEB J. 2001 Feb;15(2):276-8.
souffrent le plus souvent d’aucune pathologie, il est vraisemblable que l’infection est d’origine ancienne et que le virus s’est adapté progressivement à son hôte.
Lors d’un passage d’une espèce à une autre, le virus peut voir se développer son pouvoir pathogène vis-à-vis de son nouvel hôte, comme ce fût le cas pour les virus VIH-1 et VIH-2. Il est aujourd’hui clairement acquis que ces virus proviennent de transmissions zoonotiques provenant de deux réservoirs différents : le VIH-2 correspondant à plusieurs transmissions du SIVsm de mangabeys enfumés (Sooty mangabey, Cercocebus atys) à l’homme en Afrique de l’Ouest, et le VIH-1 de transmissions répétées SIVcpz de chimpanzés (Pan troglodytes) d’Afrique Centrale (31-33).
Le SIVcpz provient, lui, d'une recombinaison entre deux virus de l'immunodéficience simienne (SIV), dont sont porteurs le singe hocheur et le cercocèbe à collier blanc (34).
Certaines populations en Afrique sont en contact régulier avec une diversité considérable de SIV, par la chasse et la consommation de viande de brousse (30).
Le premier passage à l’espèce humaine aurait eu lieu autour des années 1930 (figure 1) vraisemblablement en République Démocratique du Congo où la prévalence est relativement faible – pour l’Afrique centrale – et stable depuis le début des années 1980. Le premier échantillon confirmé positif pour le VIH a été trouvé à Kinshasa et son origine daterait de 1959 (35-38).
Il n'existe aucune preuve de transmission à l'homme des souches virales SIV provenant des singe hocheur et cercocèbe à collier blanc. Des études ont cependant montré que plusieurs types de SIV peuvent se répliquer dans des lymphocytes humains et qu'une contamination de l'homme, voire l'apparition d'un VIH-3, peut être envisageable. Une telle transmission pourrait aussi être à l'origine de nouvelles souches virales, notamment par recombinaison avec des VIH existants, et contribuerait à élargir l'éventail, déjà très étendu, des virus du sida qui circulent actuellement et accroître son adaptation à l’homme (39).
2.2. Causes et conséquences de la variabilité
Le taux d'évolution du génome rétroviral dépend de quatre facteurs :
- le taux de mutations spontanées dues aux erreurs de la transcriptase inverse - le nombre de générations par unité de temps
- les recombinaisons de deux ou plusieurs variants au sein d’une même cellule
- les pressions de sélection positive et négative
Figure 2 : cycle de réplication du VIH :
Turner BG & Summers MF. Structural Biology of HIV. J Mol Biol 1999;285 :1-32.
Reconnais- sance et
liaison
Fusion et pénétration
Récepteur de chimiokine Récepteur CD4+
Phase précoce Phase tardive
Transcription sur ribosome
Reconnaissance du génome
Assemblage Transcription
sur ribosome
Dégradation du CD4
Bourgeon- nement Reticulum endoplasmique
Maturation
2.2.1. Faible fidélité de la transcriptase inverse :
La transcriptase inverse a un taux d’erreur estimé à environ 10
-4mutations par site et par cycle, soit une erreur par cycle réplicatif en moyenne dans les études qui furent réalisées in vitro (40, 41). Cette ADN polymérase ne possède pas d’activité exonucléase 3’-5', et ne peut corriger les mauvaises incorporations de nucléotides essentiellement lors de la transcription de l'ARN en ADN (42). Des études in vivo donnent un taux de mutation plus faible [3x10
-5mutations par site et par cycle selon Mansky (43)].
2.2.2. Fort taux de réplication
Le taux de réplication du VIH estimé in vivo est de l'ordre de 10
9à 10
10par jour (44), ce qui génère une grande quantité de variants (figure 2) (45).
2.2.3. Recombinaisons
La transcriptase inverse "switch" d’un brin d’ARN à l’autre durant la transcription (46, 47), pendant la synthèse du brin négatif (premier synthétisé) (48, 49). Les recombinaisons intramoléculaires (à l'intérieur d'une même molécule d'ARN) génèrent ainsi des délétions ou des insertions (50). Les co-infections sont à la base des phénomènes de recombinaison inter sous-types lorsque deux ARN de souches différentes sont ensemble dans le même virion (cfr infra).
Une première forme de recombinaison est le transfert d'amorce durant la synthèse du provirus. Le LTR 5' synthétisé à partir de l'amorce ARNt Lys peut se fixer sur la deuxième molécule d'ARN lors de ce transfert.
D'autres recombinaisons ont lieu pendant la transcription inverse, elles se produiraient pendant les pauses de l'enzyme (49) qui change de brin d'ARN, sur des régions de forte homologie (50). Cependant, une petite zone d’homologie semble suffisante pour l’échange de matériel génétique ce qui justifie l’existence de recombinants inter sous-types et inter- groupes.
Récemment, Meyerhans et son équipe ont démontré que le taux de recombinaisons
entre virus au sein d’une même cellule pourrait être beaucoup plus important qu’imaginé
initialement. En effet, par des hybridations in situ dans des splénocytes après micro-
dissection, ils ont identifié une moyenne de 3 à 4 séquences provirales dans l’ADN cellulaire
et jusqu’à 8 séquences dans certaines cellules (figure 3). Ces découvertes démontrent que les
phénomènes de recombinaisons modifient profondément la dynamique virale in vivo (51).
Figure 3 : Observation de séquences provirales VIH dans des splénocytes de patients infectés lors de différentes phases cellulaires (51):
Splénocytes de deux patients séropositifs pour le VIH : les points verts correspondent aux provirus VIH détectés par une sonde spécifique de l’enveloppe virale (sonde ∆env). Les points rouges indiquent les centromères du chromosome 12 (sonde D12Z1).
A : ce patient a un nombre de cellules T CD4+ évalué à 583/µl et une CVpl de 5900 c/ml
B : ce patient a un nombre de cellules T CD4+ évalué à 317/µl et une CVpl de 126900 c/ml
(51).
2.2.4. Pressions de sélection du système immunitaire :
Mutations synonymes :
Les pressions dites négatives génèrent les mutations synonymes n'entraînant pas de changement d'acide aminé. Les régions indispensables aux activités enzymatiques, de même qu’aux fonctions d’une protéine particulière sont conservées. Par exemple, pour les protéines du gène gag, les zones d'interaction entre protéines sont conservées, pour pouvoir former la matrice et la capside de la particule virale. En revanche, les protéines de l'enveloppe comprennent des régions variables (V1- V5) qui subissent plus facilement des changements d'acides aminés : ce sont des mutations non synonymes (52).
Mutations non synonymes :
Les pressions positives génèrent des mutations non synonymes qui favorisent les changements d'acides aminés. Les mutations des protéines de l'enveloppe peuvent induire des changements des épitopes conformationnels et structurels du virus, et donc l’échappement à la réponse des anticorps et des cellules immunitaires. De même, des mutations qui induisent une résistance aux ARVs peuvent être sélectionnées lors de traitements. De plus, il existe des souches naturellement résistantes à certains ARVs (53) (cfr infra).
2.2.5. Conséquences :
La formation de quasi-espèce est une des conséquences de la variabilité du VIH (54,
55) : plusieurs variants viraux co-circulent chez un même patient ; ils dérivent du variant
initialement transmis par mutations, insertions et/ou délétions (56, 57). La diversité génétique
des quasi-espèces est de l’ordre de 5% ; 17% sur le gène de l'enveloppe chez les patients en
progression lente (58, 59) : elle augmente au fur et à mesure de l’évolution vers la maladie
alors qu’elle est faible en primo-infection (60). La pression de sélection du système
immunitaire des différents groupes d’individus infectés a généré de grands taxons viraux. Ils
ont été classés en fonction de la divergence observée dans l’enveloppe virale dans un premier
temps. Ensuite, lors de la découverte de virus chimères, cette classification s’est étendue en
fonction d’analyses de séquences du génome tout entier, et un classement taxonomique en
sous-types, sous sous-types et CRFs a été établi.
Figure 4 : Arbre phylogénétique des groupes VIH et liens avec le SIV / Formes recombinantes les plus courantes en Afrique :
a) Arbre phylogénétique de séquences complètes de génomes (la barre indique 10% de divergence) (le nombre indiqué aux branchements indique les valeurs de bootstrap).
b) Structure mosaïque des CRF en Afrique
c) Recombinant complexe de VIH-1 à partir de deux CRF et structure mosaïque de deux groupes différents (M/O)
Martine Peeters, Coumba Toure-Kane and John Nkengasong. Genetic diversity of HIV in Africa : impact on diagnosis, treatment, vaccine development and trials. AIDS 2003; 17(18):2547-2560
