Systematic review of current and emerging strategies for reducing morbidity from malaria in sickle cell disease

Authors

  • Ehimen C. Aneni,

    Corresponding author
    1. Department of Medicine, University College Hospital, Ibadan, Nigeria
    • Department of International Health, Boston University School of Public Health, Boston, MA, USA
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  • Davidson H. Hamer,

    1. Department of International Health, Boston University School of Public Health, Boston, MA, USA
    2. Center for Global Health and Development, Boston University, Boston, MA, USA
    3. Section of Infectious Diseases, Department of Medicine, Boston University School of Medicine, Boston, MA, USA
    4. Zambia Centre for Applied Health Research and Development, Lusaka, Zambia
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  • Christopher J. Gill

    1. Department of International Health, Boston University School of Public Health, Boston, MA, USA
    2. Center for Global Health and Development, Boston University, Boston, MA, USA
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Corresponding Author Ehimen Aneni, Department of International Health, Boston University School of Public Health, 801 Massachusetts Avenue, Crosstown Building, 3rd floor, Boston, MA 02118, USA. E-mail: ehimen@bu.edu

Abstract

Sickle cell disease (SCD) is a chronic debilitating disorder affecting erythrocytes, which is especially prevalent throughout Sub-Saharan Africa and among individuals of African descent. Because malaria is thought to be a significant cause of morbidity and mortality in patients with SCD, malaria chemoprophylaxis is often recommended for these patients. In SCD, malaria chemoprophylaxis reduces malaria parasite count, anaemia and the need for blood transfusion, and improves clinical outcomes. However, the effectiveness of malaria chemoprophylaxis in the setting of SCD is based on a few studies conducted prior to the emergence of widespread antimalarial drug resistance. Consequently, it is uncertain what the optimal strategy for managing patients with SCD in malarious areas should be. Despite the widespread use of hydroxyurea in non-malarious regions, little is known about its effect in malaria-endemic areas or on malaria-related outcomes. On the one hand, hydroxyurea upregulates intercellular cell adhesion molecule 1 (ICAM-1), the cell surface receptor for adhesion of Plasmodium falciparum-infected erythrocytes, and theoretically, it could enhance parasite replication. On the other hand, hydroxyurea increases levels of foetal haemoglobin, which is protective against malaria. We explore what is currently known about the interactions between SCD and malaria and review the published literature on the efficacy of malaria chemoprophylaxis in SCD. We also consider alternative strategies, including hydroxyurea, in the reduction of malaria-associated morbidity and mortality in patients with SCD.

Abstract

L'anémie falciforme (drépanocytose) est une maladie chronique débilitante qui affecte les érythrocytes et qui est particulièrement répandue en Afrique subsaharienne et chez les personnes d'ascendance africaine. Comme le paludisme est considéré comme une cause importante de morbidité et de mortalité chez les patients atteints de l'anémie falciforme, la chimioprophylaxie du paludisme est souvent recommandée chez ces patients. Dans l'anémie falciforme, la chimioprophylaxie du paludisme réduit l'intensité du parasite, l'anémie et la nécessité d'une transfusion sanguine et améliore les résultats cliniques. Cependant, l'efficacité de la chimioprophylaxie du paludisme dans le cadre de la l'anémie falciforme est basée sur quelques études menées avant l’émergence de la résistance maintenant répandue aux médicaments antipaludiques. Par conséquent, la stratégie optimale pour la prise en charge des drépanocytaires dans les zones paludéennes est incertaine. Malgré l'utilisation répandue de l'hydroxyurée dans les régions non paludéennes, on en sait peu sur ses effets dans les zones d'endémie du paludisme ou sur les résultats connexes du paludisme. D'une part, l'hydroxyurée régule la Molécule 1 d'Adhésion Intercellulaire (ICAM-1), récepteur de surface cellulaire pour l'adhérence des érythrocytes infectés par P. falciparum et, théoriquement, elle pourrait favoriser la réplication du parasite. D'autre part, l'hydroxyurée augmente les taux d'hémoglobine fœtale, ce qui est protecteur contre le paludisme. Nous explorons ce que l'on sait actuellement sur les interactions entre l'anémie falciforme et le paludisme, et passons en revue la littérature publiée sur l'efficacité de la chimioprophylaxie du paludisme dans l'anémie falciforme. Nous considérons également d'autres stratégies, y compris l'hydroxyurée, dans la réduction de la morbidité et de la mortalité associées au paludisme chez les patients atteints de l'anémie falciforme.

Abstract

La Anemia de Células Falciformes (ACF) es un desorden crónico que afecta a los eritrocitos y que es especialmente prevalente en África subsahariana y entre individuos de descendencia Africana. Puesto que se cree que la malaria es una causa importante de morbilidad y mortalidad en pacientes con ACF, a menudo se recomienda quimioprofilaxis para la malaria a estos pacientes. En ACF, la quimioprofilaxis para malaria reduce el conteo de parásitos, la anemia y la necesidad de transfusiones de sangre y mejora los resultados clínicos. Sin embargo, la efectividad de la quimioprofilaxis de malaria en lugares con ACF se basa en pocos estudios realizados antes del surgimiento y diseminación de la resistencia a antimaláricos. En consecuencia, no está claro cual sería la estrategia óptima para manejar a los pacientes con ACF en áreas con malaria. A pesar del amplio uso de la hidroxiurea en regiones sin malaria, se conoce poco acerca de su efecto en áreas endémicas para malaria o sobre los resultados sobre la malaria. Por otro lado, la hidroxiurea regula la Molécula de Adhesión Intercelular 1 (ICAM-1), el receptor celular de superficie para la adhesión de eritrocitos infectados con P. falciparum y en teoría podría aumentar la replicación del parásito. Por otro lado, los niveles de hidroxiurea aumentan la hemoglobina fetal, que protege frente a la malaria. Hemos explorado lo que se conoce actualmente sobre las interacciones entre ACF y malaria, y revisado la literatura publicada sobre la eficacia de la quimioprofilaxis de malaria en ACF. También consideramos estrategias alternativas, incluyendo la hidroxiurea, para la reducción de la morbilidad y mortalidad asociadas con la malaria en pacientes con ACF.

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