Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule tueuse naturelle provenant d'un donneur humain.Crédit : NIAID
Deux études distinctes, menées au Kenya et en Ouganda, ont fourni des indices sur la manière dont l'immunité contre le paludisme est obtenue et sur sa durée. Ces travaux révèlent pour la première fois le rôle d'un sous-ensemble de cellules tueuses naturelles dans l'immunité naturellement acquise.
Des études antérieures ont montré que l'exposition continue à Plasmodium falciparum, le parasite responsable du paludisme, confère une immunité temporaire contre la maladie, mais le mécanisme précis à l'origine de cette immunité n'a pas été clairement compris.
Les immunologistes s'intéressent à cette question depuis les années 1960, lorsque des anticorps provenant de personnes immunisées contre le paludisme ont été utilisés avec succès pour traiter des patients atteints de cette maladie.
"Les scientifiques ont essayé de comprendre exactement comment cela s’était produit", explique Faith Osier, codirectrice de l'Institut des infections et titulaire de la chaire d'immunologie et de vaccinologie à l'Imperial College de Londres.
Selon elle, les scientifiques ont cherché à comprendre à quelles protéines du parasite se lient les anticorps, et, une fois que les anticorps sont liés à leurs cibles, comment l'infection parasitaire est éliminée ?
Les chercheurs se sont concentrés sur les anticorps neutralisants ou bloquants qui empêchent simplement les parasites de pénétrer dans les globules rouges, où ils se multiplient et provoquent la maladie. "Cette activité de blocage ne semble pas importante lorsque nous étudions des échantillons de sang de personnes immunisées contre le paludisme", explique M. Osier.
Cependant, deux nouvelles études menées au Kenya et en Ouganda donnent maintenant des indices sur la façon dont l'immunité est obtenue. Ces études, publiées dans Science Translational Medicine, donnent un aperçu du rôle d'un sous-ensemble de cellules connues sous le nom de cellules tueuses naturelles dans l'obtention de l'immunité.
"Nous révélons pour la première fois le rôle d'un sous-ensemble de cellules tueuses naturelles (cellules NK négatives CD56) dans l'immunité naturellement acquise contre le paludisme clinique", explique Isaac Ssewanyana, chercheur au Centre de collaboration pour la recherche sur les maladies infectieuses (CRDI). Il ajoute qu'ils ont pu donner un aperçu de l'un des mécanismes possibles par lesquels ces cellules assurent la médiation de l'immunité par les anticorps.
L'étude ougandaise a montré que le nombre de cellules tueuses naturelles diminuait fortement chez les enfants après une baisse de la transmission du paludisme. Selon les chercheurs, cela suggère que les cellules tueuses naturelles dépendent d'une exposition répétée au parasite du paludisme pour conserver leurs propriétés défensives.
"Ces sous-ensembles de cellules NK (Natural Killer) précédemment observés dans le cadre d'une infection chronique disparaissent rapidement en l'absence d'infection par le parasite du paludisme et peuvent donc expliquer en partie la perte d'immunité contre le paludisme en l'absence d'exposition continue à l'infection", observe Ssewanyana, qui est également directeur de laboratoire au Central Public Health Laboratories/ National Health Laboratory & Diagnostic Services (NHLDS).
Les populations de cellules tueuses naturelles ont été profilées chez 264 enfants dans deux districts ougandais. Un groupe distinct de cellules tueuses naturelles dépourvues du marqueur CD56 a été identifié après une exposition répétée au paludisme.
Il a été constaté que les enfants du district de Tororo, où la transmission est forte, possédaient davantage de ces cellules que les enfants du district de Jinja, une zone de faible transmission, et que le nombre plus élevé de cellules tueuses naturelles CD56 correspondait à une protection plus forte contre les symptômes du paludisme et à une charge parasitaire plus faible.
"Nous avons constaté que l'exposition répétée à P. falciparum était associée à l'expansion d'une population atypique de cellules NK qui n'expriment pas le marqueur cellulaire CD56", explique Prasanna Jagannathan, professeur adjoint à la Division des Maladies Infectieuses et de la Médecine Géographique de l'Université de Stanford.
Il ajoute : "En l'absence de transmission du paludisme, les cellules CD56 négatives diminuent rapidement, ce qui suggère qu'une exposition continue à P. falciparum est nécessaire pour maintenir ce sous-ensemble de cellules NK."
L'étude kenyane est parvenue à des conclusions similaires. Il a été démontré que les cellules tueuses naturelles libéraient des composés antimicrobiens par un processus connu sous le nom de dégranulation, ainsi que la molécule inflammatoire IFN-Y. Ces molécules ont contribué à empêcher les parasites d'envahir les globules rouges.
L'étude a porté sur des adultes et des enfants. Les 142 adultes volontaires ont été délibérément infectés par le paludisme et ont été suivis pour l'apparition de symptômes cliniques. Les enfants avaient été infectés dans des conditions naturelles sur leur lieu de résidence.
"En étudiant à la fois les adultes et les enfants, nous obtenons une meilleure image des protéines et des mécanismes du parasite qui sont importants", explique Osier.
Les 293 échantillons prélevés sur des enfants vivant à Junju - une région à forte transmission du paludisme sur la côte kenyane - ont montré que les cellules tueuses naturelles dépendantes des anticorps augmentaient avec l'âge et atteignaient un pic lors de l'infection par P. falciparum.
Les scientifiques espèrent que la compréhension des facteurs qui régissent la programmation des cellules tueuses naturelles permettra d'orienter la stratégie thérapeutique, y compris la protection induite par les vaccins.
Selon M. Osier, cette nouvelle étude montre que l'action des anticorps, de concert avec les cellules immunitaires - en particulier les cellules tueuses naturelles - conduit à la destruction des parasites. Mais surtout, elle permet d'identifier les personnes immunisées contre le paludisme.
"Nous continuerons à identifier les protéines du parasite qui conduisent à cette activité. Cela signifie que ce mécanisme peut être utilisé pour évaluer de nouveaux vaccins contre le paludisme", précise-t-elle.
