Mémoire

Un nouveau modèle d’étude de la physiopathologie filarienne : Molinema dessetae chez son hôte définitif naturel Proechimys oris

Première partie

A new model for studies on the filariasis pathological changes: Molinema dessetae in its natural rodent host Proechimys oris

¹ Laboratoire de Parasitologie, Faculté de Pharmacie, rue J.-B. Clément, F 92290 Châtenay-Malabry, France.
² Laboratoire de Mathématiques, Faculté de Pharmacie, rue J.-B. Clément, F 92290 Châtenay-Malabry, France.
³ Département d’Anatomie et de Cytologie Pathologiques, Hôpital Saint-Michel, 33, rue Olivier-de-Serre, F 75015 Paris, France.

Accepté : 17 Novembre 1986

Résumé

Le modèle Molinema dessetae/Proechimys oris récemment adapté en laboratoire devait permettre une étude sur les rapports entre la filaire (dont les phases de développement étaient préalablement élucidées), et son hôte naturel, dans des conditions d’expérimentations et d’observations favorables.

Peu de couples naturels filaires-hôtes sont adaptables et modélisables en laboratoire ; les couples purement expérimentaux perdent certainement de l’information sur les mécanismes adaptatifs et les études sur la pathologie sont souvent fragmentaires et ponctuelles.

Avec P. oris nous avons la possibilité d’observer et d’expérimenter sur les animaux sauvages filariens ; en faisant varier le protocole d’infestation nous avons tenté de recréer des pathologies filariennes semblables à celles observées avec les filaires humaines.

L’expression de la pathologie est classiquement révélée par les modifications de l’hémogramme et tout particulièrement par les polynucléaires éosinophiles, les perturbations protéiques et les lésions rénales.

Lors d’autopsie, l’étude histologique systématique de tous les organes et tissus n’est pratiquement jamais effectuée dans les filarioses expérimentales et humaines. Les Proechimys infectés, et autopsiés, permettent la recherche de lésions microscopiques pouvant être à distance des parasites.

Des analyses statistiques multifactorielles s’avèrent donc nécessaires pour exploiter l’ensemble des résultats, éviter la perte d’informations et confirmer l’incidence du parasite sur son hôte.

Les Proechimys infectés par M. dessetae ont permis de mettre en évidence toute une série de pathologies modérées ou graves avec peu ou pas de retentissement clinique. Par contre les lésions histologiques liées à la présence des granulomes sont considérables. Les lésions granulomateuses centrées sur les vers morts et quelquefois sur des adultes vivants sont responsables d’une série de troubles dont les conséquences majeures sont la lymphangiectasie péritonéale, les œdèmes et scléroses du tube digestif, les perturbations pulmonaires, hépatiques et spléniques. Les atteintes rénales restent discrètes.

Ce travail permet de proposer ce modèle parasitaire comme matériel biologique d’études de certaines pathologies de systèmes ou d’organes :

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  le granulome, identique dans sa structure à celui des filaires de l’homme pourrait être utilisé dans l’étude de l’influence des thérapeutiques antifllariennes, anti-inflammatoires ou autres, sur son développement ;

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  la lymphangiectasie proche de celle des filaires lymphatiques dans son étiologie, d’origine précoce, ne montre pas d’accidents aigus, mais semble jouer le même rôle dans la constitution des œdèmes ;

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  la pathologie digestive, originale, n’est pas citée chez l’homme. Il est possible que les filarioses humaines n’aient jamais été étudiées sous cet angle et la recherche systématique des lésions pourrait être entreprise lors de nécropsies. Le retentissement de cette pathologie sur le métabolisme est évident et l’étude de la pharmacocinétique des antifilariens en pathologie humaine peut conduire à expliquer ou à remettre en cause les protocoles thérapeutiques ;

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  les lésions pulmonaires sont elles aussi peu citées en pathologie filarienne expérimentale, mais importantes chez l’homme avec le poumon tropical éosinophile. Les investigations concernant l’appareil pulmonaire de P. oris doivent se poursuivre dans ce domaine.

  En fait, Proechimys oris/Molinema dessetae est un modèle de pathologie filarienne humaine au niveau élevé des relations hôte naturel-parasite et un modèle dans la constitution du granulome filarien.

Abstract

The filarial rodent model Molinema dessetae/Proechimys oris, recently adapted in the laboratory allows studies on the host/parasite relationships. Development of filarial worm was described elsewhere, and the model standardized. Biological, parasitological data and anti-filarial drug response were determined.

Natural models can seldom be used in laboratory ; in non natural models many informations on the host-parasite relationships are lost and pathological studies can only be fragmentary and punctual. With inbred Proechimys oris we have the possibility to investigate with a natural filarial model.

Three rodent groups have been studied for over a period of one year. The first group comprises eleven parasite free animals ; the second one, eight rodents infected once by L₃, and the last with eight rodents regularly re-infected during the period of experiment. Several biological parameters were considered : weight, total red and white blood cell counts, haemoglobinemia, mean cell volume, differential leucocyte count, blood urea nitrogen, total serum proteins and electrophoretic pattern, endogenous creatinine clearance, circulating immune complexes.

On the whole, more than 19,700 biological data were obtained and several multivariate statistical analysis were necessary for a valid interpretation. The Principal Component Analysis (ACP) shows in each infected rodent distinct trajectories related either with the age of the host or with the filarial infection itself. Three graphic methods were used : individual graphics of each rodent, graphics of each rodent group and, individual and group statistical center of gravity.

At the end of the experiments, the rodents were autopsied and a detailed histological study of the whole body was made. Different lesions and stages of inflammatory processes found were analysed and classified as follows :

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  granulomatous nodule with eosinophilic and neutrophilic polymorphs ;

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  foreign-body granulomatous nodule ;

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  sclerocicatricial nodule ;

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  mononucleate cell infiltrate.

Secondary pathological alterations, such as irritative lesions and blocage of lymph and blood vessels, were found.

A comprehensive study of all our qualitative histological results was performed by a second multivariate analysis : the Correspondance Analysis (AFC). This analysis confirmed the heterogeneity of each Proechimys infected and multi-infected groups.

The cross cheking between the ACP and AFC allows the separation of two physiopathological filarial groups ; the first group (A) is caracterised by moderate biological variations and the absence of hepatosplenic lesions. The second group (B) with more variable data, is caracterised by important biological modifications and hepatosplenic lesions.

In conclusion, we propose here a new filarial rodent model for different pathology purposes :

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  the granulomatous lesions have a similar structure to the ones found in human filariasis. Its evolution under treatment by antifilarial and anti-inflammatory drugs can be studied ;

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  the early lymphatic lesion’s ethiology is similar to the human one. They do not determine acute lymphangitis, but play an important part in the oedema constitution ;

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  the original digestive pathology of the model, has not been reported in human filariasis, perhaps because there is no human anatomopathological studies available. The incidence of gut lesions on metabolism and pharmacokinetics of drugs is obvious. This fact should be taken into account when antifilarial drug schedules are set up ;

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  the pulmonary lesions are rarely recorded with experimental models, but they are of great importance in the eosinophilic tropical pulmonary lesion syndrom. It is therefore important to continue research on this aspect with our model.

Finally, Molinema dessetae/Proechimys oris is a natural rodent model with pathological lesions closely related to those in human filariasis because it has retained in the laboratory a closeness to the natural host parasite type of relationship ; furthermore it is a good model for studying the constitution of the filarial granuloma.