Les méthodes actuelles surestiment considérablement les taux de multiplication des parasites du paludisme dans le sang d’une personne infectée en raison de biais d’échantillonnage et de fausses déductions dans les modèles informatiques précédents, révèle un nouveau rapport. Cette surestimation a des implications cruciales pour évaluer les dommages causés par les parasites aux hôtes, comprendre l’évolution des traits de résistance aux médicaments, prédire la propagation des parasites et évaluer l’efficacité d’un nouveau vaccin contre le paludisme.
Un nouveau rapport suggère que les méthodes actuelles pourraient surestimer considérablement les taux de multiplication des parasites du paludisme dans le sang d’une personne. Cette surestimation a des implications cruciales pour évaluer les dommages potentiels que ces parasites peuvent infliger à leur hôte.
De plus, les résultats de l’étude ont des conséquences sur la compréhension de l’évolution des traits qui entraînent une résistance aux médicaments, la vitesse à laquelle un parasite peut se propager à travers une communauté et l’évaluation de l’efficacité d’un nouveau vaccin.
L’étude a été récemment publiée dans la revue Tendances en parasitologie.
Les chercheurs ont créé un modèle mathématique de la dynamique des infections pour identifier que les biais d’échantillonnage sanguin et les fausses inférences dans les modèles informatiques précédents conduisaient à d’importantes surestimations.
« L’incapacité de mesurer avec précision ces taux est préoccupante », a déclaré Megan Greischar, professeur adjoint d’écologie et de biologie évolutive au Collège d’agriculture et des sciences de la vie et auteur correspondant de l’article. Lauren Childs, professeur agrégé de mathématiques à Virginia Tech, est co-auteur.
« Nous avions un modèle très simple pour déduire les taux de multiplication qui ne fonctionnait pas, nous savons donc maintenant que nous avons besoin de quelque chose de plus robuste », a déclaré Greischar. Cette étude explique comment surviennent les problèmes liés à la mesure précise des taux de multiplication, a-t-elle déclaré.
Certains vaccins candidats contre le paludisme agissent au cours d’une étape du cycle de vie du parasite au cours de laquelle il se réplique dans le sang. Il est donc essentiel de connaître ses taux de multiplication pour évaluer l’efficacité d’un vaccin.
Les moustiques infectés transmettent le parasite du paludisme à un hôte humain lors d’un repas de sang. Les parasites se multiplient ensuite d’abord dans les cellules hépatiques avant de se déplacer dans les globules rouges. Là, en synchronisation les uns avec les autres, les parasites se répliquent à l’intérieur des globules rouges et éclatent dans le sang, tuant les cellules. Les parasites filles poursuivent ensuite le cycle suivant et envahissent de nouveaux globules rouges. Ce cycle se répète environ toutes les 48 heures.
Lorsqu’il s’agit de mesurer les taux de multiplication, les cliniciens prélèvent des échantillons de sang sur les patients infectés et comptent le nombre de parasites observés. Le timing est important, car les jeunes parasites qui sont au début de leur cycle de vie après avoir éclaté des globules rouges sont faciles à voir. Mais à mesure qu’ils vieillissent, plus tard dans le cycle, ils deviennent collants, s’attachent aux parois des vaisseaux sanguins et ne circulent plus. Puisque le cycle se répète encore et encore, le timing des échantillons détermine si des nombres élevés ou faibles sont observables dans le sang.
Le biais d’échantillonnage augmente lorsque les échantillons sont prélevés plus tard dans le cycle, lorsque les parasites observables sont faibles, plutôt qu’au début du cycle, lorsque le nombre de jeunes parasites est élevé.
Les modèles précédents utilisés pour estimer les taux de multiplication des parasites tentaient de corriger ce biais d’échantillonnage en déduisant combien de parasites pourraient exister plus tard dans le cycle de vie d’une couvée de parasites lorsqu’ils ne peuvent pas être observés directement. Cette étude suggère que ces méthodes étaient insuffisantes pour déterminer la vitesse à laquelle les parasites se multiplient réellement.
Des études publiées précédemment ont mesuré le nombre maximum de descendants produits par un parasite du paludisme humain (Plasmodium falciparum) au cours d’un seul cycle de réplication de 48 heures en culture artificielle.
« Ils ne devraient pouvoir se multiplier que par 32 au maximum, ce qui est déjà assez important », ce qui signifie qu’un seul parasite pourrait créer 32 parasites filles au maximum, avec une médiane d’environ 15 à 18, a déclaré Greischar.
En utilisant un modèle mathématique, combiné à des données modernes et historiques provenant de personnes infectées par le paludisme, les chercheurs ont pu identifier que les inférences faites dans les modèles précédents de dénombrement des parasites conduisaient à des taux de multiplication des parasites qui étaient d’un ordre de grandeur supérieur à ce qui était possible.
« Nous assistions à une croissance multipliée par mille », a déclaré Greischar. « Cela signifierait que les parasites produisaient plus de 1 000 parasites à partir d’un seul globule rouge, à plusieurs reprises, ce qui ne correspond pas à notre compréhension de la biologie de ces parasites. »
Maintenant que Greischar et Childs ont identifié le problème, les prochaines étapes pourraient inclure le développement de techniques permettant de déduire la fraction cachée de la population parasitaire afin de calculer avec précision leurs taux de multiplication.
L’étude a été financée par le Collège d’agriculture et des sciences de la vie et la National Science Foundation.
