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La drépanocytose Evaluation de l’activité antidrépanocytaire et antipaludique de quelques taxons végétaux de la République Démocratique du Congo et de Madagascar La présente étude a été réalisée dans le but d’identifier et de valider scientifiquement les taxons végétaux à propriétés antidrépanocytaires et antipaludiques. A cet effet, des enquêtes ethnobotaniques ont été réalisées en République Démocratique du Congo et les plantes les plus citées ont été sélectionnées et soumises à un criblage pharmacologique (tests antidrépanocytaires, test antiplasmodial in vitro et in vivo, test de toxicité in vitro et in vivo). Dans un deuxième temps, en se basant sur le principe de la chimio-taxonomie, les équivalences taxonomiques des plantes antipaludiques sélectionnées en RDC ont été récoltées à Madagascar puis soumises aux différents tests biologiques. Il ressort de cette étude que l’activité antidrépanocytaire des plantes testées est due aux anthocyanes et aux acides organiques (acide lunularique). Les plantes récoltées en RDC sont plus actives in vitro alors que celles récoltées à Madagascar sont au contraire plus actives in vivo. Ces résultats indiquent que la grande activité antidrépanocytaire des anthocyanes serait due d’une part à leur acylation aux acides organiques, et d’autre part, l’activité antiplasmodiale peut être utilisée comme marqueur phénotypique pour comprendre l’évolution biologique et la relation phylogénétique entre les plantes médicinales de l’Afrique et de Madagascar. En outre, le développement d’un phytomédicament à base des plantes bioactives sélectionnées par bio-guidage peut constituer une meilleure alternative dans la prise en charge de la drépanocytose et du paludisme. Mots clés : Drépanocytose, paludisme, plantes afro-malgaches, marqueur phénotypique, phytomédicament. Résumé Ngbolua K.N.1,2,3, Mudogo V.2*, Mpiana P.T.2, Malekani M.J.1, Rafatro H.3, Urverg Ratsimamanga S.3, Takoy L.1, Rakotoarimana H.3, Tshibangu D.S.T.2 Plantes antidrépanocytaires et antipaludiques INTRODUCTION Le paludisme constitue un grave problème de santé publique en régions tropicales et en particulier en République Démocratique du Congo. Son aire de distribution coïncide avec celle de la drépanocytose (Mpiana et al., 2007a ; b). L’histoire naturelle du paludisme révèle que l’homme, vivant dans un même biotope que le vecteur du Plasmodium falciparum, aurait co-évolué aussi bien avec le vecteur que le parasite en développant une mutation ponctuelle faux sens au niveau du gène de la famille β globine situé sur le bras court du chromosome 11. Le gène βS responsable de cette mutation lui aurait permis d’acquérir une immunité naturelle antipaludique à l’état hétérozygote AS. Cependant, à l’état homozygote SS, ce gène est à la base de la drépanocytose. C’est ainsi que les fréquences élevées du gène βs qui gouverne le caractère drépanocytaire surviennent dans les régions du monde où le paludisme est (ou fut dans le passé) à l’état endémique justifiant son rôle protecteur (Ngbolua et al., 2010 ; 2011). A l’heure actuelle, ces deux maladies sont devenues un problème international à cause du flux migratoire et du brassage des gènes au sein des populations. plantes, les connaissances traditionnelles et la technologie moderne de pharmacologie et de chimie seront intégrées en vue de développer des phytomédicaments efficaces et non toxiques pour lutter contre la drépanocytose et le paludisme, deux maladies qui aggravent la pauvreté en Afrique. Ensuite, l’étude permettrait d’apporter un éclairage nouveau dans la compréhension de l’évolution biologique et la relation phylogénétique entre les plantes médicinales de l’Afrique et de Madagascar. Ceci, en utilisant l’activité antipaludique comme marqueur phénotypique pour la traçabilité de la filiation génétique. MATERIEL ET METHODES L’extractothèque des plantes antipaludiques a été évaluée in vitro par le micro test isotopique sur les souches de Plasmodium falciparum FcM29 en culture continue sur globule rouge en suspension dans le RPMI 1640 contenant du sérum humain. Le test antiplasmodial in vivo a été réalisé sur un modèle de paludisme de rongeur décrit par Peters en utilisant le Plasmodium yoelii N67 var nigeriensis. La cytotoxicité a été évaluée sur les lignées cellulaires P388. Les tests de toxicité in vivo et antibactérien ont été réalisés respectivement sur les souris albinos suisses et sur des souches de la collection ATCC (American type culture collection) (Ngbolua et al., 2011a ; b). Par contre, l’extractothèque des plantes antidrépanocytaires a été évaluée en recourant aux tests de falciformation, de polymérisation de l’hémoglobine S, de fragilité osmotique, d’hémolyse, anti radicalaire en utilisant le radical 1,1-diphényl-2-picrylhydrazyl (DPPH°) et le rapport Fe++/Fe+++ (Mpiana et al., 2007a, c, d ; 2008-2010). La structure moléculaire de l’acide lunularique a été déterminée en combinant les méthodes chromatographiques, spectroscopiques et physicochimiques (point de fusion) (Rakotoarimanana et al., 2008). RESULTATS 1. La drépanocytose 1.1. Développement et validation d’un nouveau test de criblage de sang drépanocytaire La technique de dénaturation thermique (Figure 1) mise au point dans cette étude contrairement à l’électrophorèse permet de mieux dépister la drépanocytose. En effet, le paramètre recherché (température de transition) est calculé de façon objective par un logiciel informatique (Ngbolua et al., 2010 ; 2011). 1.2. Activités antidrépanocytaires in vitro La figure 2 montre qu’il s’agit effectivement du sang SS. En effet, on peut y observer des nombreux érythrocytes falciformes. En considérant les cellules falciformes comme un ellipsoïde de • 20 • Ethnopharmacologia, n°50, juillet 2013 traitements lourds avec leurs risques propres (toxicité, incompatibilité érythrocytaire, réaction greffon contre hôte (Mpiana et al., 2007 a ; c). D’où la nécessité d’une thérapeutique alternative. La meilleure solution consiste aujourd’hui à intégrer des médications à base des plantes dans les systèmes de santé d’Afrique comme alternative thérapeutique. En Afrique, tout comme dans d’autres régions d’endémie drépanocytaire et palustre, la difficulté d’accéder aux soins de santé primaire, l’insuffisance et la mauvaise répartition du personnel médical de même que les comportements socioculturels font que plus de 80% de la population recourent à la médecine traditionnelle pour se prendre en charge (Ngbolua et al., 2011 a ; b). C’est dans ce cadre que l’approche ethnopharmacologique est une voie très prometteuse en ce sens que la quinine et l’artémisinine (deux molécules têtes de série) ont été extraites de plantes utilisées en médecine traditionnelle contre le paludisme. Ainsi, il est intéressant d’orienter la recherche vers les ressources phytogénétiques car elles garantissent en outre le libre accès au traitement. Madagascar et la République Démocratique du Congo (dont 62% du territoire sont couverts par la forêt, représentant 57,5% de superficie totale du bassin du Congo) constituent des zones de choix pour la recherche de nouvelles molécules. En effet, les forêts tropicales de ces deux pays sont de vastes réservoirs d’espèces végétales susceptibles de fournir des molécules bioactives têtes de série ou des molécules qui serviraient de matrice pour la synthèse des dérivés plus actifs «hits». Ou encore des plantes pouvant servir à la formulation de phytomédicaments. L’étude des plantes de ces deux pays est d’autant plus avantageuse qu’elle pourrait, par la localisation géographique, la composition des sols et les conditions climatiques, présenter une originalité pharmacognosique (Ngbolua et al., 2011 a ; b). L’objectif de ce travail est de recenser les savoirs thérapeutiques traditionnels et promouvoir le développement des médicaments traditionnels améliorés contre la drépanocytose et le paludisme. Nous comptons pour cela : n valider scientifiquement le bien-fondé de l’usage traditionnel de Plantes antidrépanocytaires et antipaludiques quelques plantes congolaises (efficacité clinique) dans le traitement de la drépanocytose et du paludisme (approche ethnopharmacologique) n identifier le(s) principe(s) actifs antidrépanocytaires et en proposer le(s) mécanisme(s) d’action n rechercher systématiquement l’activité antiplasmodiale dans les écotypes malgaches des plantes utilisées en République Démocratique du Congo contre le paludisme (approche chimio- taxonomique) n évaluer la toxicité de ces plantes en vue de garantir leur sécurité d’utilisation (innocuité) n tester l’efficacité des extraits de plantes sur quelques souches bactériennes en vue de vérifier la spécificité des taxons végétaux bioactifs vis-à-vis du Plasmodium falciparum. L’intérêt de notre étude est évident, d’abord en cas de validation des propriétés antidrépanocytaires et/ou antipaludiques des plantes, les connaissances traditionnelles et la technologie moderne de pharmacologie et de chimie seront intégrées en vue de développer des phytomédicaments efficaces et non toxiques pour lutter contre la drépanocytose et le paludisme, deux maladies qui aggravent la pauvreté en Afrique. Ensuite, l’étude permettrait d’apporter un éclairage nouveau dans la compréhension de l’évolution biologique et la relation phylogénétique entre les plantes médicinales de l’Afrique et de Madagascar. Ceci, en utilisant l’activité antipaludique comme marqueur phénotypique pour la traçabilité de la filiation génétique. MATERIEL ET METHODES L’extractothèque des plantes antipaludiques a été évaluée in vitro par le micro test isotopique sur les souches de Plasmodium falciparum FcM29 en culture continue sur globule rouge en suspension dans le RPMI 1640 contenant du sérum humain. Le test antiplasmodial in vivo a été réalisé sur un modèle de paludisme de rongeur décrit par Peters en utilisant le Plasmodium yoelii N67 var nigeriensis. La cytotoxicité a été évaluée sur les lignées cellulaires P388. Les tests de toxicité in vivo et antibactérien ont été réalisés respectivement sur les souris albinos suisses et sur des souches de la collection ATCC (American type culture collection) (Ngbolua et al., 2011a ; b). Par contre, l’extractothèque des plantes antidrépanocytaires a été évaluée en recourant aux tests de falciformation, de polymérisation de l’hémoglobine S, de fragilité osmotique, d’hémolyse, anti radicalaire en utilisant le radical 1,1-diphényl-2-picrylhydrazyl (DPPH°) et le rapport Fe++/Fe+++ (Mpiana et al., 2007a, c, d ; 2008-2010). La structure moléculaire de l’acide lunularique a été déterminée en combinant les méthodes chromatographiques, spectroscopiques et physicochimiques (point de fusion) RESULTATS 1. La drépanocytose 1.1. Développement et validation d’un nouveau test de criblage de sang drépanocytaire La technique de dénaturation thermique (Figure 1) mise au point dans cette étude contrairement à l’électrophorèse permet de mieux dépister la drépanocytose. En effet, le paramètre recherché (température de transition) est calculé de façon objective par un logiciel informatique (Ngbolua et al., 2010 ; 2011). 1.2. Activités antidrépanocytaires in vitro La figure 2 montre qu’il s’agit effectivement du sang SS. En effet, on peut y observer des nombreux érythrocytes falciformes. En considérant les cellules falciformes comme un ellipsoïde de RESULTATS 1. La drépanocytose 1.1. Développement et validation d’un nouveau test de criblage de sang drépanocytaire La technique de dénaturation thermique (Figure 1) mise au point dans cette étude contrairement à l’électrophorèse permet de mieux dépister la drépanocytose. En effet, le paramètre recherché (température de transition) est calculé de façon objective par un logiciel informatique (Ngbolua et al., 2010 ; 2011). 1.2. Activités antidrépanocytaires in vitro La figure 2 montre qu’il s’agit effectivement du sang SS. En effet, on peut y observer des nombreux érythrocytes falciformes. En considérant les cellules falciformes comme un ellipsoïde de Plantes antidrépanocytaires et antipaludiques • 21 • Ethnopharmacologia, n°50, juillet 2013 révolution, on peut chiffrer le caractère plus ou moins allongé des drépanocytes grâce au paramètre que l’on appelle « ellipsoïdité ». Chez les sujets drépanocytaires où l’ellipsoïdité est fortement augmentée à cause de la falciformation des érythrocytes en conditions d’hypoxie, la viscosité sanguine peut devenir très élevée. Ceci aurait comme conséquence une augmentation parallèle de la résistance mécanique, un ralentissement de la vitesse circulatoire sanguine et une sous-alimentation des organes vitaux en oxygène. La polymérisation de la désoxy Hb S en tactoïde, est le processus responsable de la falciformation dont la conséquence est la réduction des flux glycolytique et ionique et la déshydratation cellulaire (Mpiana et al., 2007). Les figures 3 à 8 indiquent qu’en présence d’extraits des plantes (Hypoxis angustifolia Lam., Annona reticulata L., Trema orientalis (L.) Blume et Noronhia divaricata Scott-Elliot), les drépanocytes sont normalisés en conditions d’hypoxie (métabisulfite de sodium à 2%). Les extraits aqueux et hydro-alcooliques de plantes (Figures 3 - 8) ont montré une capacité à modifier la forme des globules rouges du sang SS in vitro en les transformant de la forme falciforme (anormale) à la forme biconcave (normale). Cette activité antidrépanocytaire serait due aux anthocyanes (Figures 4, 5, 6) et à l’acide lunularique (Figure 8). Ce qui justifie l’utilisation de ces plantes dans le traitement de la drépanocytose en médecine traditionnelle. Ces résultats indiquent que nos principes actifs réduisent l’ellipsoïdité des drépanocytes en conditions hypoxiques. Ainsi nos drogues préviendraient toutes les complications liées à la falciformation. L’analyse des résultats de différents tests indique que les anthocyanes (AC) pourraient agir tant sur la polymérisation de l’hémoglobine S en condition d’hypoxie (Figures 9, 10) que sur la membrane érythrocytaire (Figures 11, 12). Les anthocyanes inhiberaient la polymérisation de l’hémoglobine S en s’engageant dans une réaction avec cette protéine qui serait compétitive avec la polymérisation. En outre, les propriétés anti-oxydantes de ces pigments et de l’acide lunularique (Figures 13, 14) leur permettraient d’empêcher la péroxydation des lipides membranaires et prévenir ainsi la lyse des érythrocytes. Les résultats obtenus dans cette étude montrent que les anthocyanes et l’acide lunularique sont des piégeurs efficaces des radicaux libres et par conséquent de puissants inhibiteurs de la péroxydation lipidique. Un phytomédicament à base de ces composés pourrait assurer chez le drépanocytaire la protection de la membrane en complétant les systèmes enzymatiques de défense de l’érythrocyte qui est défaillant. Ils pourraient aussi stabiliser l’hémoglobine S en augmentant son affinité pour l’oxygène et favoriser un meilleur apport d’eau au niveau érythrocytaire (Mpiana et al., 2007c ; d ; 2008-2010 ; 2012 ; 2013). 2. Le paludisme Le tableau 1 donne les résultats de l’activité antiplasmodiale des plantes récoltées en République Démocratique du Congo comparée à celle des plantes récoltées à Madagascar.

Histoire

Drépanocytose si

 

 



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Victorien , un beau bébé né le 18/03/1997 à Corbeil-Essonnes,  en 38,1/2 semaine de grossesse avec 3590 kg et 51 cm de taille.  Quatrième enfant dans une famille de six enfants d’origine Congolaise. 



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