Lutter contre la malaria en Afrique et ailleurs : l’Artemisia annua

Le paludisme est une maladie parasitaire potentiellement mortelle transmise par des moustiques. On pensait à l’origine que cette maladie provenait des zones marécageuses, d’où le nom de paludisme dérivé du mot ancien ‘palud’, marais. En 1880, les scientifiques ont découvert la véritable cause du paludisme, un parasite unicellulaire appelé plasmodium. Ils ont ensuite découvert que le parasite était transmis d’une personne à une autre par les piqûres d’un moustique Anophèle femelle, qui a besoin de sang pour nourrir ses oeufs.

Actuellement, environ 40% de la population mondiale qui vit dans les pays les plus pauvres du monde sont exposés au paludisme. La maladie était jadis plus étendue mais elle a été éliminée dans de nombreux pays tempérés au milieu du XXe siècle. Le paludisme touche aujourd’hui les régions tropicales et subtropicales et il est responsable chaque année de plus de 300 millions de cas de maladie aiguë et d’au moins un million de décès par an.

Quatre-vingt-dix pour cent des décès dus au paludisme surviennent en Afrique, au sud du Sahara, principalement chez les jeunes enfants. Le paludisme tue un enfant africain toutes les 30 secondes. De nombreux enfants qui survivent à un accès de paludisme grave peuvent présenter des troubles de l’apprentissage ou une atteinte cérébrale. La femme enceinte et l’enfant à naître sont aussi particulièrement vulnérables face au paludisme, cause majeure de mortalité périnatale, de faible poids de naissance et d’anémie maternelle.

Il existe quatre types de paludisme humain dus à Plasmodium vivax, P. malariae, P. ovale et P. falciparum.

P. vivax et P. falciparum sont les plus courants. L’infection à falciparum est la plus sévère et peut entraîner la mort du patient. Le paludisme à Plasmodium falciparum est très répandu en Afrique subsaharienne où le taux de mortalité extrêmement élevé lui est en grande partie imputable. Des signes inquiétants témoignent de l’extension du paludisme à P. falciparum à de nouvelles régions et de sa résurgence dans des zones où il avait été éliminé.

Le parasite du paludisme pénètre dans l’organisme de l’hôte humain lorsqu’un moustique anophèle contaminé fait un repas de sang. Le parasite subit alors une série de transformations au cours de son cycle de vie complexe. Grâce à ces changements, les Plasmodies échappent au système immunitaire, contaminent le foie et les globules rouges, et prennent finalement une forme capable d’infecter à nouveau un moustique lorsqu’il pique une personne contaminée.

Dans le corps du moustique, le parasite subit de nouvelles transformations jusqu’à ce qu’il soit capable de contaminer à nouveau un hôte humain lorsque le moustique femelle prend son repas de sang suivant, 10 ou 14 jours plus tard. Les symptômes du paludisme apparaissent de 9 à 14 jours environ après la piqûre du moustique infecté, laps de temps variable selon l’espèce de plasmodium. En règle générale, le paludisme s’accompagne de fièvre, céphalées, vomissements et autres symptômes de type grippal. En l’absence de médicaments ou en cas de résistance des parasites aux médicaments disponibles, l’infection peut évoluer rapidement et devenir potentiellement mortelle. Le paludisme peut tuer en contaminant et détruisant les globules rouges (anémie) et en obstruant les capillaires qui véhiculent le sang jusqu’au cerveau (paludisme cérébral) et d’autres organes vitaux.

Outre les actions préventives, l’OMS recommande la prise de médicaments pour soigner les personnes infectées. Les options thérapeutiques actuellement recommandées par l’OMS sont les suivantes: Artemether-Lumefantrine ; Artesunate plus Amodiaquine ; Artesunate plus Sulfadoxine-Pyrimethamine (SP) ; Artesunate plus Mefloquine. Notons que tous ces médicaments sont produits avec la molécule artemisinine, celle-ci étant extraite des feuilles de la plante Artemisia annua.

Cependant, une chose nous interpelle: si nous avons de bons médicaments, pourquoi recense-t-on encore beaucoup de cas de malaria? En effet, le rapport 2008 de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a annoncé qu’en 2006 on a recensé 880.000 décès dus à la malaria, dont 85% d’enfants de l’Afrique sub-Saharienne. Le problème demeure complexe, car il ne suffit pas d’avoir de bons médicaments, encore doivent-ils pouvoir parvenir dans les lieux les plus éloignés et difficiles d’accès. En fait, même avec ces produits le problème demeure toujours lorsqu’on veut faire la distribution régulière dans des régions éloignées comment c’est le cas de la figure 2. Il existe des communautés tellement isolées dans la région Amazonienne et en Afrique qu’une tisane à la disposition des populations, du moment qu’elle prouve son efficacité et sa sécurité, peut être très utile dans l’arsenal thérapeutique contre le paludisme.

Quelles sont les conditions pour obtenir une tisane avec des qualités thérapeutiques ?

Voici un peu de l’histoire de notre recherche. L’Artemisia bio existe à l’état sauvage et nous nous sommes basé sur la grande variabilité génétique des plantes sauvages pour sélectionner la meilleure d’entre elles, celle qui permet d’améliorer la teneur en principe actif artemisinine bio. C’est justement ce que nous faisons dans le programme visant à améliorer l’espèce qui dispose aujourd’hui d’une population uniforme, y compris pour la région de l’ Équateur où se trouve le plus grand nombre des cas de paludisme. Entre ces deux images (fig.3 et 4), presque 20 ans se sont écoulés et la teneur et les rendements en principe actif sont passés de 0,01 à 1%. De nos jours, on peut obtenir environ 25 kg d’artemisinine bio par hectare cultivé d’Artemisia bio.

Nous allons exposer rapidement les principaux moments de ce processus. Un grand pas dans l’amélioration de l’espèce a été la connaissance de la longueur du jour où l’Artemisia bio entre en floraison. Les tentatives pour démarrer l’amélioration dans des lieux de latitude basse, entre 0o et 20o, où les journées sont trop courtes, c’est-à-dire moins de 12 heures, ont été désastreuses, car la plupart des plantes fleurissaient précocement et étaient de petite taille pour la sélection. On ne pouvait donc pas choisir les meilleures donc on pouvait se tromper en sélectionnant des plantes de faible biomasse ou de faible teneur en artemisinine bio.

Ce n’est qu’en 1995, lorsque j’ai reçu une bourse pour faire mon doctorat à Mediplant en Suisse avec M. Nicolas Delabays, que nous avons fait de vraies avancées au niveau de la sélection. À la latitude de la Suisse, les plantes d’Artemisia bio ne fleurissaient pas précocement et on a pu les choisir en fonction de la biomasse et de la teneur d’artemisinine bio à partir des génotypes venus de Chine et du Vietnam. Nous avons aussi trouvé le meilleur moment pour l’ensemencement dans les deux hémisphères pour que le développement se produise dans des jours de longueur appropriée. De nombreuses évaluations de la biomasse et de la teneur d’artemisinine ont été faites dans ces populations. C’est pourquoi il est avantageux de savoir quelle est la molécule active, quelles sont ses caractéristiques, où elle est située.

L’artemisinine bio est une lactone sesquiterpénique, non volatile, de voie biosynthétique similaire à celle des terpènes, produite et stockée dans les trichomes sur les feuilles. Aujourd’hui, l’analyse chimique est encore plus précise. La molécule qui a d’abord été considérée comme artemisinine bio était en fait un mélange de d-oxy artemisinine et d-hydro artemisinine bio. Dans une population, on trouve des plantes qui présentent une teneur de principe actif proche de la moyenne, mais aussi quelques-unes en dehors de la moyenne qui sont, par contre, très intéressantes pour la sélection.

Avec ces plantes, nous avons fait des clones, des boutures, et puis des croisements dialléliques, en analysant les descendances. Encore en Suisse, nous avons soumis les meilleurs progénies aux conditions climatiques brésiliennes, c’est-à-dire que nous les avons mises dans une chambre où la longueur du jour était similaire à celle du Brésil. Ainsi, seuls les génotypes de floraison tardive ont été sélectionnés. Ensuite, de retour au Brésil, nous avons continué le processus mais cette fois, dans une latitude encore plus basse, dans la région amazonienne, près de l’Équateur. Les semences issues de ces populations approvisionnent les plantations dans plusieurs pays. Elles sont très petites, 1g = 10 mille graines.

Un autre point important est de reconnaître le meilleur moment pour la récolte, lorsque les feuilles ont le niveau le plus élevé d’artemisinine bio. Ce stade est très proche de la floraison. En pratique, on reconnaît ce stade lorsque les feuilles sont espacées sur les tiges et la plante ne possède pas habituellement les feuilles à la base.

Nous avons trouvé particulièrement intéressante notre dernière plantation d’Artémisia bio (2007-2008) parce qu’elle a été conduite à grande échelle et on a pu calculer le coût de la production agricole. Nous avons préparé quarante mille plantes pour les cultiver sur une surface de trois hectares.

Nous avons utilisé une machine italienne, Sathya, (Fig.5) pour faire le transfert. C’est une machine à très haut rendement qui peut mettre au champ environ onze mille plantes par heure. On peut régler l’espacement entre les plantes et entre les lignes, et les plantes sont bien placées debout.

Arrivant à proximité du point de récolte, les plantes sont assez uniformes et très hautes (près de 3 mètres) chez nous. Comment fait-on pour couper et sécher 3 hectares ou plus? Si nous travaillons sur une petite échelle, il n’y a pas de problème. Il suffit de découper la tige principale et de mettre en place les feuilles à sécher au soleil. Ce processus, nommé le fanage, favorise l’augmentation du niveau d’artemisinine bio par une réaction de photo-oxydation, dans ce cas, réalisée par le soleil.

Mais à grande échelle, la récolte doit être rapide pour empêcher les changements de stade dans la population et surtout pour éviter la floraison.

En effet, le fanage commence lorsqu’on met les plantes coupées allongées sur leurs propres pieds.

C’est une façon intéressante d’optimiser l’opération de coupage et aussi un moyen d’arrêter le développement de la plante tout en évitant la perte de son principe actif.

Ensuite, on passe à la distribution sur une bâche en plastique pour terminer le séchage (Fig.7).

À la fin de chaque jour on fait un gros rouleau afin d’éviter le gain d’humidité. Le lendemain matin, on le reouvre afin de poursuivre le séchage au soleil.

Une autre opération consiste à séparer les feuilles et les tiges. On bat les plantes et… vous savez ce qui se passe? L’équipe devient très calme après ça !!!

Le produit est déjà très propre, mais il y a encore de nombreuses petites tiges qui peuvent être enlevées à l’aide d’un tamis à mailles de 5 mm.

Le rapport de poids qui est séparé donne un chiffre de près de 50%. La biomasse s’est donc fortement réduite. On doit faire attention de ne pas réduire les revenus agricoles, ou, au contraire, il faut payer davantage, car le produit va augmenter la performance industrielle, s’il doit être vendu à ce propos. Il est raisonnable que l’acheteur paie le produit conformément à sa qualité, parce qu’il doit alors utiliser moins de solvant dans le processus de fabrication et son rendement sera plus élevé.

De tout ce qui a été récolté, seule une tonne de feuilles séchées est obtenue par hectare.

Avec toutes ces opérations, effectuées pratiquement de manière manuelle, nous avons obtenu chez nous un coût de production d’environ US$4,00 par kg de feuilles séchées. Dans le coût, les principaux items sont la main d’oeuvre et la location de la terre.

Donc, si chaque traitement avec la tisane en utilise 35g, un kilo de feuilles peut nous donner 28 traitements, à 0,15 centième de dollar le traitement.

Il est vrai que ce processus de production sert aux industries d’ingrédients actifs ou bien à l’industrie pharmaceutique pour obtenir ses dérivés, mais pas seulement dans ce but. Nous avons pu obtenir une plante améliorée, avec plus de 1% d’artemisinine bio, qui sert également à obtenir une forme thérapeutique simple et possiblement de meilleure qualité que la tisane traditionnelle. Il s’agit vraiment d’une nouvelle génération de thés, comme on peut le schématiser dans la figure 9.

En fait, lorsque nous avons trouvé, en 1995, à Mediplant, les génotypes les plus riches, nous avons fait un test simple. L’idée était de savoir combien d’artemisinine bio pourrait être extraite par infusion. D’abord, nous avons fait bouillir l’eau et nous l’avons versée sur les feuilles. Puis, nous avons fait bouillir l’eau et les feuilles simultanément. Et nous avons obtenu environ 55% d’artemisinine bio récupérée dans la tisane dans le premier cas, ce qui présentait sûrement un potentiel d’amélioration de l’usage traditionnel. À la suite, d’autres expériences nous ont montré que l’extraction avec du lait était encore plus efficace. On a pu extraire entre 80-90% d’artemisinine bio présente dans les feuilles. Plus le lait est gras, meilleure sera l’extraction.

Récemment une idée géniale est venue de Nambie, par M. Patrick Hilger (information personnelle): on peut utiliser le fond de la tisane pour préparer une soupe pour le repas suivant et, dans ce cas, le patient aura ingérée davantage de composants anti-malaria en compensant une éventuelle extraction faible.

Dans les années suivantes, le groupe allemand ANAMED a diffusé avec succès cette tisane dans différents pays en l’Afrique. Une chose qui nous a surpris et qui est en faveur de la tisane est que celle-ci contrôle la parasitaemia du P. falciparum à une dose de 1/3 par rapport à la posologie recommandée quand on utilise l’artemisinine bio pure intégrée dans les médicaments contre la malaria.

Plus récemment, des études scientifiques de pharmacologie et clinique, menées en Afrique suggèrent le potentiel de la tisane avec la plante améliorée.

Au Brésil, nous avons le programme national de lutte contre le paludisme disposant de médicaments antipaludiques enregistrés tels que le Coarten ou l’artesunate+mefloquine en dose fixe, lancé récemment, qui sont des produits sans doute modernes et efficaces. Mais le problème demeure toujours lorsqu’on veut faire la distribution régulière dans des régions éloignées. En fait, le déplacement dans ces régions est toujours difficile.

En 2006, soutenus par l’ ONG italienne ICEI, nous avons pu conduire l’essai agronomique sur le terrain dans la région amazonienne pour faire la sélection de génotypes adaptés à la région. À cette époque, certains natifs ont voulu utiliser la plante pour traiter le paludisme, et le résultat a été excellent. Les jours suivants, nous avons pu constater le grand intérêt pour la vulgarisation du thé d’Artemisia bio dans les communautés locales. Il est intéressant d’observer cet aspect d’adhésion facile à un traitement à base de plantes. On ne peut pas dire la même chose pour les drogues synthétiques, à cause de l’historique de leurs effets secondaires.

L’enthousiasme était tel que nous avons dû intervenir pour éviter de perdre le contrôle et essayer de bien organiser cette utilisation. On l’a fait par des représentations théâtrales, et des bandes dessinées pour les communautés qui n’ont pas de langue écrite.

Ces dessins, malgré leur simplicité, apportent beaucoup d’informations techniques. Il y a d’abord la question sociale de la maladie : outre le patient, sa femme et ses enfants qui ne peuvent pas aller travailler pour prendre soin du patient, et puis, la manière correcte de faire le thé (faire bouillir l’eau et la verser sur les feuilles, la quantité de feuilles – la dose),

Le régime du traitement: tous les jours, en prendre au petit matin, à midi et le soir, pendant 5-7 jours, et enfin, le résultat: la famille heureuse.

Résistance du Plasmodium aux différentes thérapies

Beaucoup de personnes nous ont interrogé sur le problème de la résistance et à ce propos, nous pouvons illustrer notre hypothèse par la représentation de la figure 14.

D’abord, la lutte contre le Plasmodium est dangereuse lorsque, le Plasmodium est confronté à un ennemi unique, comme une drogue, par exemple, l’artemisinine pure bio. C’est cette même hypothèse qui a recommandé de mélanger des drogues de différentes activités antipaludiques, car il serait plus difficile pour le Plasmodium d’être résistant à plus d’un ennemi. C’est la base des drogues qui s’appellent ACT (Artesunate Combined Treatment).

De la même manière, la tisane est un complexe de molécules, lesquelles, même en petites concentrations, peuvent tromper la résistance. Et quelles sont ces molécules? Ce fut le but du projet de mon post doctorat, chez le docteur Y-Jacques Schneider et ses collaborateurs de l’UCL à Louvain-la-Neuve.

Nous savons bien que la question du traitement du paludisme est très complexe, car il y a la recrudescence, les asymptomatiques, la résistance. C’est pourquoi il est très important de conduire une bonne étude clinique où l’efficacité du thé puisse être bien caractérisée. Alors, en ce moment, au Brésil, nous avons décidé d’arrêter la distribution ou l’encouragement à prendre de ce thé, et nous concentrons nos efforts sur l’élaboration d’un protocole de recherche clinique sur le guide officiel de l’OMS.

Alors, on a défini un essai clinique avec 100 patients pour chaque bras, c’est-à-dire 100 personnes qui prendront de la tisane et 100 personnes qui prendront du Coarten. La recherche clinique sera randomisée et conduite dans un hôpital. Les patients seront donc acceptés selon des critères d’inclusion et d’exclusion. Il y a aussi des traitements de sauvetage et la déclaration de consentement volontaire.

Nous avons préparé un lot exclusif pour cette recherche, obtenu des plantes riches en artemisinine bio et nous n’avons pris que le sommet où le principe actif est le plus concentré.

Une bonne séparation des tiges et l’analyse du lot ont permis d’arriver aux sachets à dose précise pour être utilisés exclusivement pour les essais cliniques selon le même protocole. Pour la tisane, la couleur verte est importante, pas seulement pour l’apparence, mais surtout car la feuille verte contient de l´huile camphrée qui protège le matériel de la contamination microbiologique.

Je crois qu’un thé comme celui-ci, loin d’être un produit inférieur est, au contraire, une nouvelle génération de tisanes. En particulier, je suis très intéressé de rejoindre le groupe du Prof. Schneider à l’Université Catholique de Louvain et ses collaborateurs comme le Professeur Pierre Lutgen pour apprendre les techniques chimiques et pharmacologiques qui peuvent élucider quelles sont les molécules traversant la barrière intestinale et atteignant le plasma avec leurs propriétés thérapeutiques lorsqu’ on prend du thé d´Artemisia bio.

Les essais conduits à Université Catholique de Louvain (2008-2009)

Au-delà de la recherche elle-même sur la tisane d’Artemisia annua bio, je voudrais vous préciser que cette période en Belgique est aussi très importante pour apprendre les méthodes de la pharmacologie in vitro et l’analyse chimique, matières qui ne sont pas habituelles pour un chercheur de formation agricole. On a commencé par la vérification de la toxicité de la tisane sur les cellules Caco-2, (cellules cancéreuses du côlon), lesquelles sont utilisées comment modèle pour les tests suivants. Nous présentons quelques-uns de ces résultats.

Afin d’évaluer le pouvoir anti-inflammatoire de l’infusion d’Artemisia bio, l’inflammation étant un mécanisme lié à diverses maladies, notamment à la malaria, nous avons testé quelques tisanes obtenues à partir de différents génotypes cultivés dans différentes régions. Les tisanes ont aussi été comparées avec la même quantité d’artemisinine bio pure et les flavonoïdes qu’on trouve dans le thé.

Nous avons observé que les anti-inflammatoires peuvent être mesurés par l’inhibition d’une substance qui est sécrétée lorsque les cellules sont enflammées, l’interleukine (IL-8). Nous pouvons voir dans le tableau (Fig.15) que toutes les tisanes ont eu un pouvoir anti-inflammatoire, mais pas les substances pures. Ces résultats nous donnent une indication de l’existence d’autres composés dans le thé qui améliorent l’effet thérapeutique par rapport à celui obtenu avec les substances pures, considérées toujours comme principe actif unique.

Il est également intéressant de constater qu’il existe des différences dans le pouvoir anti-inflammatoire de chaque tisane et même sur les composants principaux.

Dans une tentative pour mettre en corrélation les principaux composés et les effets obtenus, nous avons constaté que le flavonoïde Eupatin est le seul qui est en rapport avec le pouvoir anti-inflammatoire, c’est-à-dire que c’est la tisane qui présente le plus d’Eupatin qui présente aussi la plus forte action anti-inflammatoire.

A partir de cette recherche, nous nous sommes avancés pour étudier le transport des substances de l’intestin vers le plasma. Dans cette méthode, on a simulé la paroi intestinale et en mettant la tisane d’un côté, on a pris des échantillons de l’autre côté afin de vérifier ce qui arrive au plasma.

Cette recherche n’a pas pu être évaluée par des analyses chimiques, car les valeurs étaient très faibles, mais on a pu la suivre dans le modèle des essais in vitro sur les Plasmodium à l’Université de Liège et à l’Université d’Anvers. En fait dans ce modèle on a obtenu une meilleure efficacité de la tisane pour contrôler le Plasmodium qu’avec l´artemisinine bio pure.

Ces études, et d’autres à la suite, avec la tisane d’Artemisia bio ont créé une ligne de recherche en Belgique, et un fort partenariat pour l’UNICAMP (Brésil). De ces études, qui ont pour objectif de clarifier les effets de cette formule thérapeutique potentiellement avantageuse pour le traitement du paludisme, nous pouvons déjà dire que le thé d’Artemisia bio, par sa richesse en composés actifs, est une thérapeutique basée sur un complexe d’actifs et non pas sur une seule substance. Elle est également prometteuse pour le traitement d’autres maladies (la toxoplasmose, le cancer et les maladies inflammatoires comme l´arthrite).