Etudes des mécanismes cellulaires et moléculaires de Plasmodium falciparum impliqués dans les résistances aux combinaisons à bases de dérivés de l’artémisinine

Artemisinin-based combination therapies (ACTs) are one of the pillars of the current strategies implemented for fighting malaria. Over the last decade, ACTs have played a major role in decreasing malaria burden. However, this progress is being jeopardized by the emergence of artemisinin-resistant Plasmodium falciparum parasites. Artemisinin (ART) resistance was first detected in western Cambodia in 2008 and has since been observed in neighboring countries in Southeast Asia. The problem of antimalarial drug resistance has recently worsened in Cambodia, with reports of parasites resistant to piperaquine (PPQ), the latest generation of partner drug used in combination with dihydroartemisinin, leading to worrying rates of clinical treatment failure. The monitoring and the comprehension of both types of resistance are crucial to prevent the spread of multi-drug resistant parasites outside Southeast Asia, and particularly to Africa, where the public health consequences would be catastrophic. To this end, new tools are required for studies of the biological and molecular mechanisms underlying resistance to antimalarial drugs and for monitoring the geographic distribution of the resistant parasites.In the first section of this thesis, centered on artemisinin resistance, we first present the discovery of mutations within the K13 gene as a molecular marker for ART resistance. Then we confirm their role as a major determinant of such a resistance. Finally, we analyze the extent of ART resistance through a global mapping of K13 polymorphisms. In the second section, we present our work on the emergence of piperaquine resistance in Cambodia, by initially confirming that multiresistant parasites now circulate in the country. Then we detail the development of a new phenotypical test for the detection of PPQ-resistant parasites, the Piperaquine Survival Assay or PSA. Lastly, we report the discovery of the PfPM2 gene amplification as a candidate molecular marker for PPQ-resistance.Les combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine (ou CTAs) sont une des clés de voûte des stratégies actuelles de lutte contre le paludisme : ces thérapies ont en effet joué un rôle important dans la réduction de l’impact du paludisme au cours de la dernière décennie. Cependant, ces progrès sont aujourd’hui compromis par l’émergence de parasites Plasmodium falciparum résistants aux dérivés de l’artémisinine (ART). Les premiers parasites résistants ont été détectés pour la première fois en 2008 dans l’ouest du Cambodge, puis dans plusieurs pays avoisinants d’Asie du Sud-Est. Le problème de la multirésistance aux antipaludiques s’est récemment aggravé au Cambodge : plusieurs études ont rapporté l’émergence de parasites résistants à la pipéraquine (PPQ), la dernière génération de molécule partenaire utilisée en combinaison avec la dihydroartémisinine, entraînant des taux alarmants d’échecs cliniques. Pour préserver l’efficacité de ces combinaisons, la surveillance et la compréhension de ces deux types de résistance sont cruciales afin d’éviter la dissémination de parasites multirésistants en dehors d’Asie du Sud-Est, et particulièrement en Afrique où les conséquences sanitaires seraient désastreuses. À cette fin, le développement de nouveaux outils est nécessaire pour étudier les mécanismes biologiques et moléculaires impliqués dans la résistance aux CTAs et pour surveiller la distribution géographique des parasites multirésistants. Dans la première partie de cette thèse, axée sur la résistance à l’artémisinine, nous présentons tout d’abord la découverte de mutations au sein du gène K13, marqueur moléculaire pour la résistance à l'ART. Puis nous confirmons leur rôle comme déterminant majeur de cette résistance. Enfin, nous analysons l’étendue de cette résistance au travers d'une cartographie mondiale des polymorphismes de K13. Dans la seconde partie de cette thèse, nous présentons nos travaux portant sur l’émergence de la résistance à la pipéraquine au Cambodge, en confirmant dans un premier temps que des parasites multirésistants à l’ART et à la PPQ circulent désormais dans le pays. Puis en détaillant la mise en point d’un nouveau test phénotypique pour la détection des parasites PPQ-résistants, le Piperaquine Survival Assay ou PSA. Pour finir, nous exposons la découverte de l’amplification du gène PfPM2 comme marqueur moléculaire pour la résistance à la PPQ