Médicaments antipaludiques quinoléiques et les marqueurs génétiques de résistance - Présentation de la 7e édition du Cours international « Atelier Paludisme » - Ravelojaona Alain Mamy - Madagascar - am.ravelojaona@yahoo.fr

1. MEDICAMENTS ANTIPALUDIQUES QUINOLEIQUES
ET LES MARQUEURS GENETIQUES DE RESISTANCE
par Ravelojaona Alain Mamy
mots clés: antipaludiques quinoléiques, marqueurs génétiques, résistance
EVALUATION
par les FACILITATEURS

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3. MEDICAMENTS ANTIPALUDIQUES QUINOLEIQUES
ET LES MARQUEURS GENETIQUES DE RESISTANCE
par Ravelojaona Alain Mamy
mots clés: antipaludiques quinoléiques, marqueurs génétiques, résistance
EVALUATION
par les FACILITATEURS

4. PLAN
I- Les principaux antipaludiques
II- Mécanisme d’action des antipaludiques quinoléiques et
résistance
III- PfCRT et les marqueurs génétiques impliqués dans la
résistance aux quinoléines
IV- Intérêt de l’étude des marqueurs génétiques impliqués dans
la résistance aux antipaludiques

5. I- Les principaux antipaludiques
1) Les antifoliques et antifoliniques
- Pyriméthamine
- Proguanil
2) Les dérivés de l’artémisinine
- artésunate
- artémether
3) Les antipaludiques quinoléiques
 en commun le noyau quinoléine
a- les amino-4 quinoléiques
- la chloroquine

6. a- les amino-4 quinoléiques (suite)
- l’amodiaquine
b- les amino-alcools
- la méfloquine

7. 3) Les antipaludiques quinoléiques (suite)
c- Les amino-8-quinoleines
- la primaquine
d- Autres dérivés quinoléiques
- la quinine

8. Distribution de la résistance à la chloroquine

9. Fréquence de la résistance aux antipaludiques
majeurs par région et par pays en 2005
(Le Bras et al., 2006)

10. II- Mécanisme d’action des antipaludiques
quinoléiques et résistance
La CQ et autres dérivés quinoléiques (quinine, méfloquine,…) vont agir au niveau de la vacuole
digestive (VD) du parasite au stade trophozoïte.
(Bray et al., 1998)
Cette vacuole sert normalement à digérer
l’hémoglobine en deux composants: des
peptides et l’hème.
L’hème est toxique pour le parasite et doit
être éliminé de la VD sous forme
d’hémozoïne.

11. (Warhurst, 2001)
Modèle de mécanisme d’action de la protéine transmembranaire PfCRT
sur l’expulsion de la CQ hors de la vacuole digestive:
La CQ est séquestrée dans la VD, elle inhibe
cette transformation de l’hème en hémozoïne.
Cette accumulation d’hème toxique est létal
pour le parasite.
(Fitch, 2004)
Les parasites résistants à la CQ présentent des
mutations de la protéine transmembranaire
PfCRT: la CQ n’est plus séquestrée dans la VD et
l’hémozoïne normalement polymérisée.
(Yayon et al., 1985)

12. III- PfCRT et les marqueurs génétiques impliqués dans
la résistance aux quinoléines
16 points de mutation ont pu être identifiés sur la séquence d’acides
aminés de PfCRT (pour Plasmodium falciparum Chloroquine
Resistance Transporter)et représentés par les points noirs sur le
schéma de la protéine ci-dessous:
(Fidock et al., 2000)

13. III- PfCRT et les marqueurs génétiques impliqués dans
la résistance aux quinoléines (suite)
Le POLYMORPHISME de pfcrt est caractérisé par une spécificité géographique et les fréquences de
distribution des différents allèles sont présentés dans le tableau qui suit:
La mutation K→T sur le codon 76 (i.e. la lysine est remplacée par une thréonine) est la seule
position retrouvée chez tous les mutants isolés, quelque soit leur localisation géographique.
(Pour revue: Bray et al., 2005)

14. III- PfCRT et les marqueurs génétiques impliqués dans
la résistance aux quinoléines (suite)
Même si les différentes mutations de PfCRT retrouvées à travers le globe confèrent différents
patrons de résistance à la CQ et aux autres dérivés quinoléiques, elles n’expliquent pas à elles
seules les résistances croisées (MDR pour « Multi Drug Resistance ») observées pour de
nombreuses souches.
Ainsi des mutations additionnelles portant sur d’autres transporteurs membranaires ont pu être
identifiées.
Notamment sur le gène pfmdr codant pour la protéine PfMDR lié aux résistances à la
CQ,méfloquine et halofantrine.
PfMDR est également un transporteur sur la membrane de la VD. Cette protéine jouerait aussi
un rôle dans le transport de protons entre la VD et le cytosol du parasite et serait important pour
réguler le pH intra-VD et donc pour l’activité de la CQ au sein de cette vacuole.
(Djimdé et al., 2001; pour revue: Le Bras et al., 2006)

15. III- PfCRT et les marqueurs génétiques impliqués dans
la résistance aux quinoléines (suite)
Des mutations sur le gène pfnhe codant pour la protéine PfNHE semblent aussi impliqués dans
les mécanismes de résistance à la quinine.
(Ferdig et al., 2004)
Une étude récente a mis en évidence le rôle couplé de PfMDR (jouant sur le pH de la VD) et de
PfNHE (jouant sur le pH du cytosol) dans les perturbations physiologiques associées à la CQ.
Les pH respectifs dans la VD et dans le cytosol seraient essentiels au transport et à la liaison de la
CQ à sa cible.
Ce travail a ainsi caractérisé que non seulement les mutations de PfMDR mais également celles
de PfNHE feraient partie des voies communes que prend la résistance aux dérivés quinoléiques.
(Bennett et al., 2007)

16. III- PfCRT et les marqueurs génétiques impliqués dans
la résistance aux quinoléines (suite)
Toutefois la mutation K76→T de PfCRT pourrait ne pas être la seule position primordiale pour
expliquer la résistance aux dérivés quinoléiques. Des souches de P. falciparum mutant pour
PfMDR, bien que non-mutant pour PfCRT, ont été identifiés spécifiquement dans différents sites
à Madagascar:
L’ensemble de ces documents mettent en relief la grande variabilité et complexité génétiques en
relation avec les mécanismes de résistance aux dérivés quinoléiques.

17. IV- Intérêt de l’étude des marqueurs génétiques
impliqués dans la résistance aux antipaludiques
- étudier la présence des différents mutants pour prédire la résistance ou la
sensibilité à un antipaludique:
Exemple de PCR de pfcrt à partir
d’échantillon de sang infecté pour
déterminer quel variant est porté
par le parasite:
Les marqueurs sont utilisés pour:
- apprécier la résistance des souches de Plasmodium aux médicaments
antipaludiques.

18. IV- Intérêt de l’étude des marqueurs génétiques
impliqués dans la résistance aux antipaludiques
ou efficacité
D’après P. Ringwald, Global Malaria Programme, WHO, 2007.

19. IV- Intérêt de l’étude des marqueurs génétiques
impliqués dans la résistance aux antipaludiques
Intérêt épidémiologique:
outil de surveillance et de suivi dans le développement et la propagation de la
résistance aux médicaments antipaludiques dans les zones endémiques
orientation des politiques nationales de lutte contre le paludisme (choix de la
combinaison thérapeutique la mieux adaptée compte-tenu des souches de
plasmodies identifiées)

20. Bibliographie
Bennett TN, Patel J, Ferdig MT, Roepe PD. Plasmodium falciparum Na+/H+ exchanger activity and quinine
resistance. Mol Biochem Parasitol. 2007 May;153(1):48-58. Epub 2007 Feb 8.
Bray PG, Mungthin M, Ridley RG, Ward SA. Access to hematin: the basis of chloroquine resistance. Mol
Pharmacol. 1998 Jul;54(1):170-9
Bray PG, Martin RE, Tilley L, Ward SA, Kirk K, Fidock DA. Defining the role of PfCRT in Plasmodium falciparum
chloroquine resistance.Mol Microbiol. 2005 Apr;56(2):323-33.
Djimdé A, Doumbo OK, Cortese JF, Kayentao K, Doumbo S, Diourté Y, Dicko A, Su XZ, Nomura T, Fidock DA,
Wellems TE, Plowe CV, Coulibaly D. A molecular marker for chloroquine-resistant falciparum malaria. N
Engl J Med. 2001 Jan 25;344(4):257-63
Ferdig MT, Cooper RA, Mu J, Deng B, Joy DA, Su XZ, Wellems TE. Dissecting the loci of low-level quinine
resistance in malaria parasites . Mol Microbiol. 2004 May;52(4):985-97
Fidock DA, Nomura T, Talley AK, Cooper RA, Dzekunov SM, Ferdig MT, Ursos LM, Sidhu AB, Naudé B, Deitsch
KW, Su XZ, Wootton JC, Roepe PD, Wellems TE. Mutations in the P. falciparum digestive vacuole
transmembrane protein PfCRT and evidence for their role in chloroquine resistance.Mol Cell. 2000
Oct;6(4):861-71.
Fitch CD. Ferriprotoporphyrin IX, phospholipids, and the antimalarial actions of quinoline drugs.Life Sci. 2004
Mar 5;74(16):1957-72.
Le Bras J, Musset L, Clain J. Les résistances aux médicaments antipaludiques. Med Mal Infect. 2006
Aug;36(8):401-5. Epub 2006 Jul 18.
Rason MA, Andrianantenaina HB, Ariey F, Raveloson A, Domarle O, Randrianarivelojosia M. Prevalent pfmdr1
n86y mutant Plasmodium falciparum in Madagascar despite absence of pfcrt mutant strains. Am J Trop
Med Hyg. 2007 Jun;76(6):1079-83
Warhurst D. New developments: chloroquine-resistance in Plasmodium falciparum. Drug Resist Updat. 2001
Jun;4(3):141-4.
Yayon A, Cabantchik ZI, Ginsburg H. Susceptibility of human malaria parasites to chloroquine is pH dependent.
Proc Natl Acad Sci U S A. 1985 May;82(9):2784-8