Analyse métabolomique de la leishmaniose viscérale à partir de l'urine de hamsters dorés

Parasites & Vecteurs volume 16, Numéro d'article : 304 (2023) Citer cet article

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La leishmaniose est l’une des maladies tropicales les plus négligées et se propage principalement dans les régions pauvres du monde. Bien que de nombreuses études se soient concentrées sur la réponse de l'hôte à l'invasion de Leishmania, on en sait relativement moins sur les processus complexes au niveau métabolique, en particulier sur les altérations métaboliques chez les hôtes infectés.

Dans cette étude, nous avons effectué une analyse métabolomique de l’urine de hamsters dorés en présence ou en absence de leishmaniose viscérale (LV) à l’aide du spectromètre de masse à haute résolution (HRMS) en tandem du système de chromatographie liquide ultra-performante (UPLC). Les caractéristiques métaboliques des échantillons d'urine, ainsi que le changement histopathologique et la charge parasitaire des tissus du foie et de la rate, ont été détectés respectivement 4 et 12 semaines après l'infection (WPI).

Le métabolisme des acides aminés a été considérablement affecté aux deux stades de progression de la CV. Pendant ce temps, il y avait également des caractéristiques métaboliques distinctes à différents stades. À 4 WPI, les voies métaboliques significativement affectées impliquaient le métabolisme de l'alanine, de l'aspartate et du glutamate, la voie du pentose phosphate (PPP), le métabolisme de l'histidine, le métabolisme du tryptophane et le métabolisme de la tyrosine. À 12 WPI, les voies métaboliques nettement enrichies étaient presque concentrées sur le métabolisme des acides aminés, notamment le métabolisme de la tyrosine, le métabolisme de la taurine et de l'hypotaurine et le métabolisme du tryptophane. Les métabolites et les voies métaboliques dérégulés à 12 WPI étaient évidemment inférieurs à ceux à 4 WPI. En outre, sept métabolites qui ont été dérégulés aux deux stades grâce à une analyse discriminante partielle des moindres carrés (PLS-DA) et à des tests de caractéristiques de fonctionnement du récepteur (ROC) ont été examinés comme présentant un potentiel diagnostique. La combinaison de ces métabolites en tant que panel de biomarqueurs potentiels a montré des performances satisfaisantes pour distinguer les groupes infectés des groupes témoins ainsi qu'entre les différents stades de l'infection.

Nos résultats pourraient fournir des informations précieuses pour mieux comprendre la réponse de l’hôte à l’infection par Leishmania du point de vue du métabolome urinaire. Le panel de biomarqueurs urinaires proposé pourrait aider au développement d’une nouvelle approche pour le diagnostic et le pronostic de la LV.

Causée par plus de 20 espèces de parasites du genre Leishmania, la leishmaniose parasitaire transmise par les phlébotomes, l'une des maladies tropicales les plus négligées, se propage dans environ 97 pays à travers le monde [1]. On estime que 0,7 à 1 million de nouveaux cas de leishmaniose sont signalés chaque année [2]. Les manifestations de la leishmaniose comprennent principalement la LV, la leishmaniose cutanée (CL) et la leishmaniose cutanéo-muqueuse (MCL). La LV est la forme la plus grave et peut être mortelle si elle n'est pas traitée à temps. Ces dernières années, les cas de LV étaient concentrés en Afrique de l’Est, dans le sous-continent indien et au Brésil, et 83 % de ces cas ont été signalés au Brésil, en Éthiopie, en Inde, au Soudan du Sud et au Soudan [1, 3]. En Chine, il a été reconnu que la LV est la seule forme autochtone de leishmaniose, distribuée principalement de manière sporadique dans les zones locales des provinces du Xinjiang, du Gansu et du Sichuan, et que la zone endémique s'étend progressivement [4]. Grâce à la discrimination et à l'analyse phylogénétique précédentes, Leishmania donovani et L. infantum ont été confirmés comme les principaux agents responsables de la LV chinoise [5, 6].

Il ne fait aucun doute qu’un diagnostic précoce est crucial pour l’investigation épidémiologique et le contrôle de la leishmaniose, ainsi que pour son traitement. De plus, compte tenu de la diversité des hôtes réservoirs dans les foyers épidémiques naturels et de la mobilité complexe de la population, une méthode de détection/diagnostic idéale devrait être simple et rapide et adaptée au dépistage à haut débit. Les méthodes d'examen en laboratoire de la LV ont été étudiées, notamment les tests sérologiques, les tests immunologiques et les méthodes basées sur la PCR. Certains d'entre eux, comme la jauge rK39, ont été utilisés commercialement. En raison de la sensibilité et de la spécificité, il n’existe actuellement aucune autre méthode permettant de poser un diagnostic final de CV que les biopsies invasives de la rate, du foie, de la moelle osseuse et des ganglions lymphatiques. En particulier, l’aspiration splénique reste la référence actuelle [7]. Ces méthodes invasives potentiellement mortelles nécessitent des compétences opérationnelles relativement élevées et ne conviennent donc pas à une vulgarisation ou à une enquête sur le terrain à grande échelle [8]. Le développement d’une nouvelle méthode de diagnostic rapide et efficace reste donc nécessaire. Pour le traitement, l'antimoine pentavalent (SbV), l'amphotéricine B et la miltéfosine sont utilisés depuis longtemps pour le traitement de la LV. Les défis toujours croissants liés à la résistance aux médicaments, aux effets indésirables et à la toxicité ont compromis l'efficacité de la chimiothérapie pour la LV [9]. Il est urgent de développer de nouveaux médicaments spécifiques pour améliorer la situation actuelle. En résumé, les améliorations dans le diagnostic ou la pharmacothérapie de la LV reposent essentiellement sur une connaissance approfondie des mécanismes à l'origine de la leishmaniose.