Hétérogeneite intra et inter-facies épidemiologique de la transmission de la Plasmodium sp à Madagascar - Conférence de la 7e édition du Cours international « Atelier Paludisme » - RAZAKANDRAINIBE Romy - Madagascar - htromy@gmail.com

1. HETEROGENEITE INTRA ET INTER-FACIES
EPIDEMIOLOGIQUE DE LA TRANSMISSION
DE Plasmodium sp A MADAGASCAR
Romy RAZAKANDRAINIBE, Msc, PhD student
7ème édition du cours international “Atelier Paludisme”
16 Mars 2009 – Institut Pasteur de Madagascar

2. GENERALITES
• Paludisme: fléau de santé publique qui ait traversé les siècles
• Trois acteurs:
– Homme
– Protozoaire (genre Plasmodium)
– Anophèle

3. CYCLE DE DÉVELOPPEMENT DE P. Falciparum

4. LE PALUDISME ET LE SYSTÈME
IMMUNITAIRE HUMAIN
• Infection par Plasmodium, engendre des réponses
immunitaires de l’hôte
• Deux types de réponse immunitaire
– Immunité innée
– Immunité acquise

5. IMMUNITE INNEE
• Première ligne de défense de l’organisme
• Défense innée chez les mammifères:
Toll Like Receptors (TLRs)
• Association TLR-Plasmodium PAMPS (Parasite associated
molecular pattern)
activation du gène MAL/TIRAP (Gwoda C. 2007)
• Aide à la mise en place de l’immunité acquise qui est plus
ciblée et spécifique du pathogène

7. IMMUNITE ACQUISE
• Zone endémique: L’infection palustre induit une forte
production d’immunoglobulines
• Les anticorps réduisent la parasitémie et les manifestations
cliniques de la maladie
• Les anticorps peuvent protéger du paludisme par une variété
de mécanismes
Ex: neutralisation des sporozoïtes
inhibition de l’invasion des érythrocytes par les merozoïtes

9. REPARTITION DU PALUDISME A
MADAGASCAR
– Facies : fonction de la durée et de l’intensité de la
transmission, Immunité des populations, morbidité
– Une répartition hétérogène : Variations régionales en terme
de pluviométrie, températures et altitudes
– Globalement 4 facies épidémiologiques distincts sont définis
(Mouchet J et Blanchy S, 1995)

10. Faciès Équatorial
Faciès Tropical
Faciès Sub-désertique
Faciès Austral
Source: Institut Pasteur de Madagascar
Adapté à partir de la stratification élaborée
par Mouchet et Blanchy en 1993

11. CARACTERISTIQUES DES FACIES
EPIDEMIOLOGIQUES A MADAGASCAR (1)
• Facies équatorial: côte Est,
transmission forte et pérenne
• Facies tropical: Cote Ouest,
transmission saisonnière
longue de plus de 6 mois

12. CARACTERISTIQUES DES FACIES
EPIDEMIOLOGIQUES A MADAGASCAR (2)
• Faciès subdésertique: Sud,
transmission épisodique,
courte, très liée à la
pluviométrie, prenant des
allures épidémiques
• Facies des Hauts Plateaux:
paludisme épidémique

13. PROBLEMATIQUE
• Explosion épidémique 1985-1988
• Elaboration de la stratification : à partir des données
disponibles au début des années 1990
• Données post-épidémiques
• Ces données traduisent-elles la réalité?
• Situation actuelle ?

14. PALUDISME A MADAGASCAR
– Paludisme: problème de santé publique
– Problème au niveau des formations sanitaires
Fièvres = paludisme présumé
On ne peut pas évaluer précisément le poids de la maladie

15. •OBJECTIFS :interrompre la transmission du paludisme,
éliminer la maladie et ses conséquences sur la santé de la population
et le développement à Madagascar

16. PLAN STRATEGIQUE
 Amélioration de la qualité de la prise en charge du
paludisme
 Renforcement des mesures de prévention individuelle
et collective
 Renforcement de la lutte contre les épidémies
 Monitoring-évaluation
 Mobilisation sociale et communautaire

17. ETUDE
Utilisation des marqueurs sérologiques dans l’évaluation
des interventions et stratégies de lutte contre le
paludisme à Madagascar

18. POURQUOI ?
• Des actions de lutte ont été entreprises mais leurs
impacts ne sont pas évalués
• Evaluation des stratégies: continuer et optimiser les
efforts entrepris
• Evaluation nécessite l’estimation de l’intensité de
transmission et le poids du paludisme

19. POURQUOI ?
• Evaluation de l’intensité de la transmission, estimation du
poids du paludisme?
mise à jour des données qui ont permis d’élaborer la
stratification
Données sur l’état actuelle du paludisme

20. SITES D’ETUDE

21. DESCRIPTION DE L’ETUDE
• Population cible: enfants scolarisés âgés entre 3 et 13 ans.
• Les statistiques scolaires renseignant sur le nombre
d’établissements avec leurs effectifs ont été obtenues auprès
du Ministère de l’Education Fondamentale
Un pré-ciblage des établissements a ainsi été réalisé en
fonction des effectifs de l’école et de sa diversité ethnique
• Actualisation des données des CisCO (Administration scolaire
délocalisée)

22. ETHIQUE
• Etude menée suite à
l’autorisation du ministère de la
Santé et de son comité
national d’éthique pour les
recherches biomédicales.
lettre numéro:
156/SANPFPS/2007.
• Parallèlement pour avoir
l’autorisation de se rendre dans
les établissements scolaires,
une autorisation spécifique
auprès du Ministère de
l’Education Fondamentale

23. ETUDE SUR LE TERRAIN
• Organisation d’une réunion d’information dans chaque site
:explication des objectifs de l’étude aux parents ou aux
représentants légaux des enfants participants
• Signature d’un consentement éclairé traduit en malgache pour
les parents/tuteurs
• Rapide examen clinique
• Prélèvement des enfants au niveau du pli du coude sur tube
EDTA

24. EJE IHO MIA MAE FAR AND MOR TDD
2112 146 291 293 291 271 267 256 297 -
Mean (± SD) 7.9 (±1.7) 7.5 (±1.5) 7.7 (±1.6) 8.0 (±1.4) 7.4 (±1.7) 6.9 (±1.5) 7.5 (±1.1) 8.6 (±1.4) 9.2 (±1.9) < 10-6
*
Range 3 - 13 4 - 10 5 - 11 4 - 11 3 - 11 3 - 13 5 - 10 5 - 12 6 - 13
1055/1057 65/81 152/139 142/151 155/136 144/127 119/148 119/137 159/138 NS ¥
8.0 3.4 2.7 10.2 3.4 9.2 3.0 18.0 12.1 < 10-6 ¥
6.2 0 0 13.8 16.6 0 12.5 2.3 8.3 NS ¥
A+/A- 21.9/0.3 15.1/1.4 19.9/0.3 25.3/0.3 22.7/0.3 21.8/0 22.8/0.7 22.7/0 21.5/0
B+/B- 26.5/0.4 28.8/0 24.4/0.3 31.4/1.0 23.0/0.3 26.2/0.7 26.3/0.4 22.3/0.4 30.3/0
O+/O- 44.3/0.4 49.3/0 47.8/1.7 34.5/0 46.4/0.3 46.5/0.4 42.3/1.5 48.4/0.8 42.1/0
AB+/AB- 5.8/0.1 5.5/0 5.5/0 7.5/0 6.8/0 32.7/0.7 5.6/0.4 5.5/0 6.1/0
HbAA
91.4
(90.0-92.5)
94.5
(89.5-97.6)
89.3
(85.2-92.6)
92.8
(89.3-95.5)
90
(86.0-93.2)
82.7
(77.6-87.0)
91.4
(87.4-94.5)
95.3
(92.0-97.6)
96.0
(93.0-97.9)
HbAS
6.7
(5.7 -7.9)
5.5
(2.4-10.5)
7.6 (4.8-
11.2)
5.8
(3.4-9.1)
7.2
(4.5-10.8)
12.2
(8.5-16.7)
7.5
(4.6-11.3)
4.7
(2.4-8.0)
3.0
(1.4-5.7)
HbSS
1.9
(1.4-2.6)
0
(0-2.5)
3.1
(1.4-5.8)
1.4
(0.4-3.5)
2.7
(1.2-5.3)
5.2
(2.9-8.5)
1.1
(0.2-3.2)
0
(0-1.4)
1.0
(0.2-2.9)
52.0/48.0 23.2/76.8 65.6/34.4 62.1/37.9 69.1/30.9 14.8/85.2 22.5/77.5 55.9/44.1 83.2/16.8 < 10-6 ¥
Mean+SD 7.8 (±2.5) 7.4 (±1.7) 7.3 (±2.3) 7.9 (±2.3) 7.7 (±3.3) 8.7 (±2.6) 8.8 (±2.7) 7.3 (±2.0) 7.6 (±2.4) < 10-6
*
Range 2.5-41.2 4.1-13.1 3.2-16.8 3.2-17.9 3.8-41.2 3.6-23.2 4.6-29.1 2.9-17.5 3.4-17.2
Mean (± SD) 12.7 (±1.2) 12.6 (±0.9) 13.0 (±1.0) 12.6 (±1.0) 12.5 (±1.0) 12.0 (±1.4) 12.1 (±1.3) 13.1 (±1.0) 13.6 (±1.2) < 10-6
*
Range 4.9-18.1 10.1-15.0 9.9-16.8 9.5-16.0 8.0-15.3 5.4-14.4 4.9-15.3 10-17.3 7.9-18.1
South
Haemoglobin level, g/dl
Total
White Blood Cell count , 103/
µl
Sickle-cell trait, % (CI95%)
Blood Group (%)
P-value
NS ¥
< 10-6 ¥
Origin of the ethnic group, % (Asian/African)
Age, year
Tropical Equatorial HighlandsCharacteristics
% of RDT + among febrile children tested
% of febrile children (T° ≥ 37.5°C)
Sampling sites by epidemiological strata
Sex ratio (M/F)
No. of samples
FAR: Farafangana, AND: Andapa, MIA: Miandrivazo, MAE: Maevatanana, TDD: Tsiroanomandidy, MOR: Moramanga, EJE: Ejeda, IHO: Ihosy.
*P-value from Mann-Whitney Test: ¥ P-value from Chi-squared test; NS: Non significant

25. ETUDE AU NIVEAU DU LABORATOIRE
• Mesure de la séroprévalence (anticorps dirigé contre des
antigènes cibles de Plasmodium)
• Utilisation de la technique ELISA indirecte pour évaluer
l’intensité de la transmission et estimer le poids du paludisme
chez les enfants Malagasy

26. RAPPEL DE L’OBJECTIF DE L’ETUDE
• Fournir des données à jour, plus fiables, et reflétant la réalité
sur le terrain, en ce qui concerne l’intensité de transmission et
le poids du paludisme chez les enfants Malagasy par
l’utilisation de marqueurs sérologiques
• Etude est dépendante de l’utilisation de marqueurs
sérologiques appropriés

27. LES MARQUEURS SEROLOGIQUES
• Utilisation des peptides constitués des séquences répétitives
de la protéine circumsporozoïtaire (CSP) pour la mesure de
l’intensité de la transmission
• Protéine exprimés à la surface des merozoïtes (MSP1-19)

28. POURQUOI LES SEQUENCES REPETITIVES
DU CSP ?
• Reflète l’exposition au parasite
(Zavala 1986)
• La persistance du stade
sporozoïte dans la circulation
sanguine très courte
Plus de contact avec cette
forme (piqure infectante), plus
de chance de détecter les
anticorps
• Donc, anticorps associés avec
intensité de transmission
(Kaneko et al., 2000)
Image: Pr Photini Sinnis
NYU Medical center

29. PRÉVALENCE DES ANTICORPS ANTI-CSP
24.7
8.2
11.3
16.8
25.3
7.0
10.3
12.4
10.3
1.9 1.4
7.6 7.4
4.3
1.4
3.1
4.1
0.7
1.7
2.7
6.1
1.2 0.7 0.7
0
5
10
15
20
25
30
FAR AND MIA MAE TDD MOR EJE IHO
Prevalenceofanti-CSP(%)
P.falciparum
P.vivax
P.malariae
Equatorial Tropical Haut plateaux Sud

30. PRÉVALENCE DES ANTICORPS ANTI-CSP
24.7
8.2
11.3
16.8
25.3
7.0
10.3
12.4
10.3
1.9 1.4
7.6 7.4
4.3
1.4
3.1
4.1
0.7
1.7
2.7
6.1
1.2 0.7 0.7
0
5
10
15
20
25
30
FAR AND MIA MAE TDD MOR EJE IHO
Prevalenceofanti-CSP(%)
P.falciparum
P.vivax
P.malariae
Equatorial Tropical Haut plateaux Sud

31. Variables d’exposition n
Prévalence des anticorps
Anti-PfCSP Anti-PvCSP Anti-PmCSP
% p* % p* % p*
Groupe âge
(ans)
≤ 5 92 18,5
0,5
6,5
0,72
1,1
0,74
[6 - 7[ 271 15,5 5,9 2,6
[7 - 8[ 573 14,0 5,2 1,7
[8 - 9[ 583 15,1 3,9 2,4
[9 – 10[ 284 17,6 4,2 2,8
≥ 10 309 12,6 5,2 3,2
Sexe
Homme 1055 15,8
0,26
4,6
0,69
2,4
0,88
Femme 1057 14 5,1 2,3
Drépanocytose
Hb A/A 1929 14,9
0,96
4,7
0,35
2,3
0,55
Hb A/S ou Hb S/S 183 15,3 6,6 3,3
Origine Ethnique
Asiatique 1098 14,9
0,97
4,7
0,83
2,6
0,66
Africaine 1014 14,9 5,0 2,2
Sites d’étude
Ejeda 146 10,3
<10-6
1,4
<10-6
0,7
<10-6
Ihosy 291 12,4 3,1 0,7
Miandrivazo 293 11,3 1,4 1,7
Maevatanana 291 16,8 7,6 2,8
Farafangana 271 24,7 10,3 4,1
Andapa 267 8,2 1,9 0,8
Moramanga 256 7 4,3 1,2
Tsiroanomandidy 297 25,3 7,4 6,1
ANALYSE DES VARIABLES D’EXPOSITION

32. CAS FARAFANGANA ( facies équatorial)
Diminution contact homme-parasite
Diminution de l’intensité de la
transmission
Cible lutte contre le paludisme à
Madagascar : cote Est
Large distribution des moustiquaires
imprégnée d’insecticide (MII)
• Kariuki et al. 2003: utilisation des MII
entraine diminution de la prévalence
des anticorps anti-PfCSP
Farafangana
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
1989-1991 2007
75%
24,7%
Etude Romi R. et al 1994
Etude Romy R. et al.

33. • Axe Ouest (MIA,TDD,MAE):
Forte prévalence des 3 espèces
Suggestion: Application des
mesures de contrôle efficaces
aussitôt que possible dans
cette axe (pulvérisation
d’insecticide à l’intérieur des
maisons, MII….) IHO
Pf:12,4
Pv: 3,1
Pm: 0,7
MAE
Pf: 16,3
Pv: 7,6
Pm: 2,7
TDD
Pf: 25,3
Pv: 7,4
Pm: 6,1
MIA
Pf: 11,3
Pv: 1,4
Pm: 1,7
EJE
Pf:10,3
Pv: 1,4
Pm: 0,7
FAR
Pf: 24,7
Pv: 10,3
Pm: 4,1
MOR
Pf:7
Pv: 4,3
Pm: 1,2
AND
Pf: 8,2
Pv: 1,2
Pm: 0,7

34. Institut Pasteur de Madagascar
(C. Barnadas et al. 2008)
MAE
Pf: 16,3
Pv: 7,6
Pm: 2,7
TDD
Pf: 25,3
Pv: 7,4
Pm: 6,1
MIA
Pf: 11,3
Pv: 1,4
Pm: 1,7
EJE
Pf:10,3
Pv: 1,4
Pm: 0,7
FAR
Pf: 24,7
Pv: 10,3
Pm: 4,1
AND
Pf:8,2
Pv: 1,9
Pm: 0,7
MOR
Pf:7,0
Pv: 4,3
Pm: 1,2
IHO
Pf: 12,4
Pv: 3,1
Pm: 0,7
Recherche des anticorps anti-CSPRecherche Parasite par Biologie moléculaire

35. • Diagnostic de P. malariae dans les centres de santé de base :
très rare, il y a des zones où l’espèce est absente (Barnadas et al.
2007)
Prévalence anticorps anti-PmCSP suggère la présence de
l’espèce sur toute l’ile
Développement et/ou l’utilisation d’une méthode de diagnostic
précis pour la détection des espèces autre que P.falciparum.
Microscopie avec un bon technicien

36. • La mesure de la prévalence des anticorps anti-CSP = Données
récentes sur l’intensité du contact homme-parasite ainsi donc la
transmission du paludisme à Madagascar
• Données utiles dans le contrôle des stratégies de lutte
• Suivi de la tendance à court terme des changements de
situation

37. POURQUOI MSP1-19?
• Rupture des schizontes:
libération des merozoïtes et
des toxines
Provoque les manifestations
cliniques de la maladie
• Reflète l’exposition cumulative
à l’infection et ceci au cours
des années ce qui peut se
traduire par le poids de la
maladie Epitope de MSP1-19 de P.falciparum
reconnu par un anticorps monoclonal
Image: Unité Immunologie Structurale
Institut Pasteur de Paris

38. PRÉVALENCE DES ANTICORPS ANTI- MSP1-19
80.1
46.8
60.4
25.4
51.9
30.1
43.2
29.6
11.8
9.0
27.3
18.2
20.2
8.6 9.6
12.7
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
FAR AND MIA MAE TDD MOR EJE IHO
Prevalenceofanti-MSP1(%)
P. falciparum
P. vivax
Equatorial Tropical Haut plateaux Sud

39. Variables d’exposition n
Anti-PfMSP1 Anti-PvMSP1
% p* % p*
Sexe
Homme 1055 44,5
0,15
14,7
0,57
Femme 1057 47,7 15,7
Drépanocytose
Hb A/A 1929 45,9
0,62
15,2
0,93
Hb A/S ou Hb S/S 183 48,1 15,3
Origine
Ethnique
Asiatique 1098 41,9
<10-4
16,4
0,14
Africaine 1014 50,6 14
Hémoglobine
(g/dL)
< 10 63 55,6
0,01
15,9
0,64
[10 – 12[ 435 51,5 15,2
[12 – 14[ 1362 44,9 15
[14 – 16[ 243 41,1 14,3
≥ 16 9 22,2 0
Sites d’étude
Ejeda 146 43,2
<10-6
9,6
<10-6
Ihosy 291 29,6 12,7
Miandrivazo 293 60,4 27,3
Maevatanana 291 25,4 18,2
Farafangana 271 80,1 11,8
Andapa 267 46,8 9
Moramanga 256 30,1 8,6
Tsiroanomandidy 297 51,9 20,2
ANALYSE DES VARIABLES D’EXPOSITION

40. • Limite Facies: notion figée dans le temps et dans l’espace
• Nécessité de réévaluer régulièrement les modalités de
transmission
• Utilisation marqueurs sérologiques: actualisation de nos
connaissances sur l’intensité de la transmission de Plasmodium
à Madagascar
• Identification des régions à risque
• Mettre en place une stratégie de lutte reposant sur des moyens
adaptés

41. • Étude de la séroprévalence: outil précieux pour le monitoring
évaluation des stratégies de lutte
• Méthode simple, peu coûteuse, adaptable
• Complete et étaye les données obtenues avec la microscopie
• Extension des sites d’études

42. REMERCIEMENTS
• Unité Immunologie
Dr Olivier Domarle
• Unité de Recherche sur le Paludisme
• Unité Epidémiologie
• Centre de biologie Clinique
• Autres unités de recherche
• Ecoliers, parents, tuteurs ayant
participé à l’étude
• Ministère de la Santé, du planning
familial et de la protection sociale
• Ministère de l’éducation fondamentale
et des Cisco
• MR4 Manassas Virginia USA (Dr
David C. Kaslow)

43. • Corran P, Coleman P, Riley E, Drakeley C. Serology: a robust indicator of malaria transmission
intensity? Trends Parasitol. 2007 Dec;23(12):575-82. Epub 2007 Nov 7.
• Drakeley CJ, Corran PH, Coleman PG, Tongren JE, McDonald SL, Carneiro I, Malima R,
Lusingu J, Manjurano A, Nkya WM, Lemnge MM, Cox J, Reyburn H, Riley EM.
Estimating medium- and long-term trends in malaria transmission by using serological markers
of malaria exposure. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Apr 5;102(14):5108-13. Epub 2005 Mar
25.
• Kariuki, S.K., Lal, A.A., Terlouw, D.J., ter Kuile, F.O., Ong'echa, J.M., Phillips-Howard, P.A.,
Orago, A.S., Kolczak, M.S., Hawley, W.A., Nahlen, B.L., Shi, Y.P., 2003. Effects of permethrin-
treated bed nets on immunity to malaria in western Kenya II. Antibody responses in young
children in an area of intense malaria transmission. Am. J. Trop. Med. Hyg.. 68, 108-114.
• Romi, R., Sabatinelli, G., Majori, G., Ralamboranto, L., Raveloarifera, F., Ranaivoharimina, H.,
1994. Plasmodium falciparum circumsporozoite antibody prevalence in Madagascar: a
longitudinal study in three different epidemiologic areas. Am. J. Trop. Med. Hyg. 51, 856-863
• Mouchet, J., Blanchy, S., 1995. Particularities and stratification of malaria in Madagascar.
Sante. 5, 386-368
• Barnadas, C., Tichit, M., Bouchier, C., Ratsimbasoa, A., Randrianasolo, L., Raherinjafy, R.,
Jahevitra, M., Picot, S., Menard, D., 2008. Plasmodium vivax dhfr and dhps mutations in
isolates from Madagascar and therapeutic response to sulphadoxine-pyrimethamine. Malar. J.
7, 35.
• Zavala, F., Tam, J.P., Masuda, A., 1986. Synthetic peptides as antigens for the detection of
humoral immunity to Plasmodium falciparum sporozoites. J. Immunol. Methods 93, 55-61.