Les leishmanioses font partie des maladies infectieuses négligées qui affectent les populations les plus pauvres de la planète. Elles sont causées par un parasite protozoaire du genre Leishmania, transmis par la piqûre d’un insecte vecteur, le phlébotome [ 1]. L’infection est responsable d’un large spectre de manifestations cliniques, allant de la simple forme cutanée localisée aux formes cutanée diffuse, cutanéo-muqueuse et viscérale, de pronostic plus grave [ 2]. Quelle que soit la forme clinique, la prise en charge des malades reste compliquée. En effet, les outils de diagnostic demeurent inadaptés au contexte socio-économique de nombreuses zones d’endémies, et le peu de médicaments existants sont en général moyennement efficaces, assez toxiques et coûteux [1].

Il est urgent de concevoir de nouveaux concepts pour la décentralisation de la prise en charge diagnostique, et d’identifier de nouvelles drogues. Par ailleurs, la maladie est immunisante, ce qui indique que la vaccination est possible. De par la localisation géographique de certains Instituts Pasteur dans des zones d’endémie, l’étude des leishmanioses a toujours constitué une thématique de recherche et d’actions de santé publique développée par les équipes pasteuriennes (Figure 1).

Figure 1. Le réseau international des Instituts Pasteur, avec, indiqués par un cercle jaune, les Instituts ayant des équipes partenaires du réseau d’étude des leishmanioses (LeishRIIp).

Figure 1. Le réseau international des Instituts Pasteur, avec, indiqués par un cercle jaune, les Instituts ayant des équipes partenaires du réseau d’étude des leishmanioses (LeishRIIp).

Dans cette contribution, nous analyserons les grands défis posés par les leishmanioses et développerons plus particulièrement les aspects relatifs au diagnostic, au traitement et à la vaccination, notamment ceux menés au sein du réseau international des Instituts Pasteur (RIIP).

Près de 20 espèces du genre Leishmania (L.) évoluant dans des systèmes hôte-parasite spécifiques sont pathogènes pour l’homme [1]. Elles provoquent chez l’individu infecté des expressions cliniques diverses groupées en trois formes principales : la leishmaniose viscérale (LV), la leishmaniose cutanée (LC) et la leishmaniose cutanéo-muqueuse (LCM). Il est cependant à noter que la grande majorité des infections resteront asymptomatiques tout en induisant une réponse immune, probablement protectrice, comme en témoigne l’hypersensibilité acquise aux antigènes leishmaniens [ 3].

Les manifestations cliniques induites dépendent des espèces impliquées et sont modulées par des facteurs tels que la virulence de la souche parasitaire, l’espèce phlébotomienne vectrice ou encore le profil immunitaire de l’individu infecté [1, 2].

Les leishmanioses font partie des maladies tropicales dites « négligées », même si elles comptent parmi les infections les plus fréquentes chez les 2,7 milliards d’individus vivant en dessous du seuil de pauvreté [ 13]. La LV compte parmi les maladies tropicales négligées à plus fort taux de mortalité [13]. Elle est également de celles qui provoquent le plus grand nombre d’années perdues par incapacité et décès prématurés, entraînant des milliards de dollars en salaires perdus et gardant les populations à risque d’infection piégées dans un cycle de pauvreté [13]. En 2007, l’adoption par l’assemblée de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) d’une résolution pour le contrôle des maladies tropicales négligées marqua un tournant dans la lutte contre ces maladies [13]. La principale stratégie mise alors en œuvre grâce à une forte mobilisation internationale concerna la chimiothérapie préventive, qui permet d’envisager la possibilité de contrôler, voire d’éliminer, la plupart des maladies tropicales négligées. Cette stratégie n’a cependant pas été retenue pour les leishmanioses car non appropriée [13]. Un traitement de masse ne peut, en effet, être envisagé sans preuve diagnostique préalable et sans contrôle médical, en raison de la toxicité de la majorité des molécules médicamenteuses disponibles et de la gravité de certaines formes cliniques. La maîtrise des leishmanioses se fonde toujours sur la combinaison de plusieurs actions adaptées aux différents contextes éco-épidémiologiques et ciblant les différents maillons de la chaîne de transmission. Parmi les mesures de contrôle qui concernent l’homme, la prise en charge diagnostique décentralisée, l’identification de nouvelles molécules médicamenteuses efficaces, plus accessibles et moins toxiques, et la mise au point de vaccins sont au centre des recherches entreprises par les instituts du RIIP.

La vaccination est-elle faisable ? Quels sont les pré-requis pour le développement de vaccins ?

Le fait que la majorité des individus ayant développé la maladie, ou parfois une simple infection asymptomatique, résistent secondairement à la réinfection est un argument en faveur de la faisabilité d’un vaccin. Cependant, malgré les grandes avancées dans la compréhension de la biologie du parasite et de la réponse de l’hôte, il existe encore un « gap » dans les connaissances. Contrairement à la situation de la quasi-totalité des vaccins humains utilisés actuellement, où le mécanisme effecteur nécessite une réponse anticorps, la définition des corrélats de protection est plus difficile quand une réponse cellulaire est souhaitée, comme cela est le cas au cours des leishmanioses. De plus, dans cette situation, la valeur prédictive des modèles expérimentaux quant à la situation humaine est faible. Une autre difficulté réside dans le choix des antigènes cibles. Sur quelle base va-t-on sélectionner les candidats vaccins parmi plus de 8 000 séquences codantes de Leishmania ?

Réponse immune à une infection par Leishmania En termes d’immunité et de protection, une littérature abondante, à laquelle ont contribué plusieurs instituts du RIIP, notamment l’IP Téhéran, l’IP Guyane, l’Institut Armand-Frappier et l’IP Tunis, a concerné l’étude de la leishmaniose expérimentale de la souris. Ce modèle est à la base de la démonstration de la dichotomie des sous-populations cellulaires T CD4⁺ fonctionnellement distinctes (Th1 et Th2) et des cytokines qu’elles produisent [ 45, 46]. En réponse à l’inoculation expérimentale de L. major, les souris C57BL/6 développent une réponse de type Th1 qui permet le contrôle de la croissance parasitaire, et résistent à l’infection, notamment grâce à la production de facteurs d’activation des macrophages tels que l’interféron (IFN)-γ et le facteur de nécrose des tumeurs (TNF). Au contraire, les souris BALB/c développent une réponse de type Th2, avec la production des IL-4, IL-5, IL-6, et IL-10, qui corrèle avec le développement d’une maladie progressive [ 47]. Les évènements décisifs d’orientation de cette réponse ont lieu dans les sites d’inoculation parasitaire et dans les organes lymphoïdes, et ce dans les 1^res heures de l’infection. Le rôle du microenvironnement cytokinique et des cellules dendritiques y est fondamental. Les cellules cytotoxiques T CD8⁺ contribuent également à la protection et la résistance contre Leishmania [ 48].

Chez l’homme, la définition des mécanismes immunopathologiques et immunoprotecteurs intervenant au cours des leishmanioses est rendue difficile par la nécessité de faire des études longitudinales et par l’hétérogénéité génétique des populations humaines et parasitaires. Cependant, les données obtenues chez l’homme semblent confirmer la dichotomie de la réponse cellulaire T CD4⁺ (Th1/Th2) observée chez la souris. En effet, chez les patients ayant développé une forme cutanée localisée, la réponse immune cellulaire est caractérisée par la prolifération des lymphocytes sanguins et la production d’IFN-γ et d’IL-2 en réponse aux antigènes parasitaires. C’est aussi le cas des individus vivant dans les foyers de LC ayant été en contact avec le parasite. L’intensité de cette réponse cellulaire corrèle avec l’intensité de leur réaction d’hypersensibilité retardée (HSR) à la leishmanine [ 49]. À l’inverse, chez les patients atteints de LV existent une anergie cellulaire vis-à-vis des antigènes du parasite ainsi qu’une négativité des tests d’HSR à la leishmanine. Cependant, l’analyse de l’expression de certains gènes codant pour des cytokines au niveau des sites de multiplication parasitaire (moelle osseuse, rate) montre un niveau élevé d’ARN messagers codant pour l’INF-γ mais aussi l’IL-10. L’expression de l’IL-10 régresse après un traitement efficace, ce qui suggère un conflit entre une réponse cellulaire de type Th1 et une accumulation de cytokines suppressives dont l’origine cellulaire peut être multiple (Th2, macrophage, autres). Il semble qu’au cours de la LV, il y ait une séquestration lymphocytaire tissulaire (sites de multiplication parasitaire) contrastant avec une anergie périphérique. La LV est aussi caractérisée par une hypergamma globulinémie comprenant notamment des anticorps anti-leishmania inefficaces pour neutraliser le parasite, mais utiles pour le diagnostic. La leishmaniose cutanéo-muqueuse est aussi caractérisée par une anergie cellulaire et une négativité des tests cutanés à la leishmanine. Durant la forme muqueuse, une réponse mixte des lymphocytes circulants de type Th1 et Th2 est souvent détectée ainsi que dans les sites cutanés [ 50]. La réponse cellulaire cytotoxique (cellules T CD8⁺) a été peu étudiée [48](Figure 2).

Figure 2. Fillette de 5 ans atteinte de leishmaniose viscérale infantile; nourrisson présentant des lésions de leishmaniose cutanée zoonotique.

Figure 2. Fillette de 5 ans atteinte de leishmaniose viscérale infantile; nourrisson présentant des lésions de leishmaniose cutanée zoonotique.

Perspectives de vaccination En termes de vaccination, grâce aux contributions des IP d’Iran, de Tunis, de Grèce, mais aussi et surtout de la FIOCRUZ⁴, plusieurs dizaines de candidats vaccins (antigènes élués de la surface des macrophages infectés, protéines impliquées dans la virulence du parasite, antigènes potentiellement sécrétés/excrétés, etc.) et de stratégies vaccinales (protéines parasitaires, parasites vivants atténués, vaccins ADN avec ou sans adjuvants) qui protègent efficacement la souris, sont maintenant disponibles [ 51– 53

Chez l’homme, les essais de parasites tués n’ont pas abouti, alors que ceux utilisant les nouvelles générations de vaccins sont encore très limités, à l’exception de celui dénommé L111f ou LEISH-F1 qui combine trois antigènes différents – la TSA (thiol-spécifique antioxydant), la LmSTI1 (stress-inducible protein-1) et le LeIF (elongation and initiation factor) – et un adjuvant, le lipide monophosphoryle A désacylé (MPL) en émulsion (MPL-SE). Ce vaccin a été testé dans des essais cliniques dans différentes régions endémiques dont le Brésil et l’Inde [ 54].

Cependant, les parasites tués, tout comme les vaccins sous-unitaires, sont capables d’induire une réponse T CD4⁺ et des anticorps, mais pas de réponse T CD8⁺ restreinte par les molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe I, alors que des données récentes suggèrent un rôle important de la réponse cytotoxique anti-leishmanienne dans l’immunité et la protection [48]. Pour concevoir de tels vaccins, il faut que l’antigène s’exprime dans les cellules de la personne vaccinée. Deux modèles récents de vaccins peuvent répondre à cette exigence : les virus recombinants et les vaccins ADN. Un vaccin à base d’adénovirus recombinant codant pour deux antigènes de leishmanies, KMP-11 et HASPB, est en cours de développement par une équipe anglaise [ 55]. Un autre projet, mis en place dans le 7^e programme cadre européen, auquel contribue l’équipe de l’IP Tunis, consiste à développer un vaccin à base d’ADN codant pour cinq antigènes de Leishmania ⁵. Cette formulation vaccinale vient de passer les phases précliniques et est actuellement à l’étude pour un développement clinique.

Par ailleurs, lors des piqûres infectantes, la salive du vecteur contribue à l’établissement de l’infection et à la pathogénie de la leishmaniose [ 56]. L’effet aggravant de la salive du phlébotome sur le développement de la maladie est confirmé par l’effet immunosuppresseur de certains composants sur les fonctions des macrophages tissulaires et des lymphocytes Th1, notamment en inhibant la production d’IFN-γ [ 57]. Il est intéressant de signaler que la salive du vecteur, composée d’une trentaine de protéines, est aussi immunogène et confère aux souris pré-exposées aux piqûres de phlébotomes non infectés une protection immunologique vis-à-vis d’expositions secondaires au parasite en présence de salive. Cette protection est attribuée au développement d’une réponse cellulaire de type Th1, qui crée un microenvironnement cellulaire et cytokinique hostile à l’installation et au développement du parasite. Utilisant une approche transcriptomique, l’équipe de l’IP Tunis s’intéresse à la composition de la salive du vecteur (Phlebotomus papatasi) en vue de l’identification de biomarqueurs d’exposition (par la détection d’anticorps dirigés contre la protéine SP32) ou d’autres protéines cibles de réponses cellulaires pouvant constituer de bons candidats vaccins 58– 60.

En conclusion, nous pensons qu’un vaccin contre les leishmanioses pourrait être composé de plusieurs protéines parasitaires qui généreraient différents peptides pouvant s’associer aux molécules du CMH de classe II et I. Cela permettrait non seulement d’induire une réponse cellulaire (T CD4 et T CD8), mais surtout d’être la cible de cette dernière par leur expression à la surface des macrophages infectés. L’association d’au moins une protéine de la salive du vecteur capable d’induire une réponse T avec production d’IFN-γ permettrait, lors de la transmission naturelle du parasite, de créer rapidement un environnement cellulaire (Th1) et cytokinique (IFN-γ) favorable au contrôle de la multiplication parasitaire. La nature de l’adjuvant est fondamentale afin d’orienter la réponse vaccinale vers le développement des effecteurs souhaités.

Historiquement, les IP ont été les lieux privilégiés de plusieurs découvertes sur les leishmanioses. La description de la LV infantile a été bien documentée dans les archives de l’Institut Pasteur de Tunis dès 1908 (voir Encadré 2 ). Les travaux de Charles Nicolle permirent dès cette date de rattacher l’étiologie leishmanienne aux cas d’« anémie splénique infantile », entité clinique décrite sur les rives sud et nord du bassin méditerranéen et dont l’étiologie était inconnue, de distinguer cette nouvelle forme de LV du kala-azar indien décrit principalement chez l’adulte, et de nommer L. infantum l’espèce parasitaire causale [ 61]. Toujours en 1908, à l’IP de Tunis, Nicolle optimisa l’utilisation du milieu de culture de Novy et Neal (actuel milieu NNN) et identifia le chien comme réservoir de L. infantum [ 62]. Quelques années plus tard, à l’IP voisin d’Alger, les frères Edmond et Etienne Sergent et leurs collaborateurs ont été les premiers, dès 1921, à apporter les preuves du rôle vecteur des phlébotomes en incriminant Phlebotomus papatasi dans la transmission de l’agent du « Clou de Biskra ». Les contributions brésiliennes sont aussi nombreuses. Ainsi, la 1^re atteinte muqueuse a été rapportée par Carini en 1912 alors que Viannia a été l’instigateur de l’utilisation des dérivés de l’antimoine, encore largement utilisés de nos jours, pour le traitement de la LC et la LCM (1912).

À partir des années 1970, le regroupement des IP en réseau formel et fonctionnel, le réseau international des Instituts Pasteur et Instituts associés a largement favorisé le développement de nombreuses collaborations entre les différents Instituts Pasteur et leurs partenaires dans les différents domaines des leishmanioses. Cette dynamique de recherche collaborative s’est depuis renforcée avec la mise en place des appels à projets dans le cadre des actions concertées inter-pasteuriennes (ACIP) durant les années 1990 et, plus récemment, les programmes transversaux de recherche (PTR). D’autres opportunités de financements (Commission Européenne, OMS, autres) ont donné des possibilités supplémentaires aux équipes du RIIP de monter des projets de R&D autour des leishmanioses, notamment des essais thérapeutiques.

La création récente du réseau LeishRIIP⁶ a pour objectif de coordonner les efforts de recherche des IP du réseau dans le domaine spécifique des leishmanioses par l’échange des informations et des expertises, l’identification des synergies et des complémentarités et le montage de projets spécifiques fédérateurs et structurants. Elle permettra sans nul doute de dynamiser encore plus la recherche à travers le RIIP par la promotion de grands programmes transversaux tout en préservant l’excellence scientifique, l’esprit et les valeurs pasteuriens. Actuellement, le LeishRIIP comprend 11 instituts et 18 laboratoires. Il est aussi ouvert à de nombreux partenaires scientifiques et institutionnels. Les actions du réseau couvrent essentiellement trois domaines jugés stratégiques : (1) le développement de nouveaux médicaments en utilisant des approches novatrices ciblant des molécules importantes de la biologie du parasite ; (2) la compréhension des mécanismes de résistance de l’hôte et l’identification des effecteurs immunologiques impliqués, ceci dans l’optique de développer des vaccins plus efficaces ; et (3) le développement d’outils innovants pour le diagnostic précoce et le suivi des cas de LV sous traitement, en favorisant particulièrement les outils non invasifs utilisant notamment l’urine et/ou la salive (Figure 3).

Figure 3. Description, par Charles Nicolle, des « corps de Leishman » et les formes de culture en milieu Novy-Neal. D’après les archives de l’Institut Pasteur de Tunis, février 1908.

Figure 3. Description, par Charles Nicolle, des « corps de Leishman » et les formes de culture en milieu Novy-Neal. D’après les archives de l’Institut Pasteur de Tunis, février 1908.

En conclusion, implanté dans tous les continents et intégré aux structures de santé et de recherche locales, le réseau des Instituts Pasteur constitue une opportunité unique pour une approche multidisciplinaire des grands enjeux de santé à travers le monde. La plateforme LeishRIIP, dédiée aux leishmanioses, constitue au sein de ce réseau un atout de taille pour promouvoir les recherches fondamentales et leurs applications en réponse aux besoins identifiés sur le terrain (diagnostiques, nouvelles drogues, vaccins). Une telle mobilisation se justifie pour lutter contre les leishmanioses qui menacent la santé humaine, notamment par leur fréquence, par la gravité de certaines formes cliniques et parce qu’elles touchent des populations particulièrement vulnérables. Ce réseau sera soutenu par des plates-formes fonctionnelles et des partenaires externes pour compléter son panel d’expertises et ainsi avoir un impact plus important pour comprendre et mieux lutter contre ce fléau que constituent les leishmanioses.

Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt concernant les données publiées dans cet article.