Institut Pasteur Rapport d'activité de l'unité Ecologie des systèmes vectoriels


Responsable : RODHAIN François (e-mail : frodhain@pasteur.fr ou aroux@pasteur.fr)

Résumé du rapport

L'activité de l'Unité a trait aux divers aspects des relations existant entre agents infectieux et arthropodes. Les recherches qui y sont menées portent à la fois sur le fonctionnement des systèmes parasites-vecteurs et sur le développement d'agents entomopathogènes. Le développement de nos recherches actuelles répond à plusieurs objectifs: - une meilleure approche des modalités épidémiologiques de la transmission par vecteur, - une connaissance approfondie des relations parasites-vecteurs permettant d'envisager des modes d'action sur la capacité vectorielle, - une compréhension des processus pathologiques mis en jeu au cours de l'infection par des agents entomopathogènes. Pour la réalisation de ces objectifs, certains programmes de recherche permettent de développer une approche à l'échelle moléculaire ou cellulaire, d'autres s'intéressant de préférence aux relations inter-organismes considérées dans leur globalité au niveau des écosystèmes naturels.

Mots-clés : épidémiologie, moustiques, tiques, dengue, paludisme, borréliose de Lyme, entomologie.

Abstract

The research work deals with various aspects of the relationships between infectious microorganisms and their arthropod vectors, and, development of entomopathogenic agents. The objectives are : - a better view of epidemiology of vector-borne diseases, - a deeper knowledge of parasite-vector relationships with reference to an action on vectorial competence, - a good understanding of pathologic processes of entomopathogenicity. Some of our programmes allow us to develop studies at molecular or cellular levels, while others are dealing with inter-organisms relationships within natural ecosystems.

Key-words : epidemiology, mosquitoes, ticks, dengue, malaria, Lyme borreliosis, entomology.

Texte du rapport

Eco-Épidémiologie de la borréliose de Lyme en Ile de France

(C. Perez-Eid)

La borréliose de Lyme est une zooanthroponose à foyers naturels, transmise par les tiques et due à des bactéries du groupe Borrelia burgdorferi. Nos recherches nous ont précédemment conduits à démontrer que ces germes circulaient assez intensément dans les forêts d'Ile de France, tant parmi la population humaine à risque (personnes travaillant en forêt), que parmi les populations animales sauvages. Par la caractérisation des espèces de bactéries rencontrées chez les tiques , nous avons établi , d'une part qu'en Ile de France les trois espèces actuellement connues pour être pathogènes pour l'homme : B. burgdorferi s.s., B.garinii et B. afzelii sont présentes, d'autre part que les tiques peuvent être porteuses de plus d'une espèce de bactérie, amenant par là un éclairage sur les pluri-infections humaines. Parallèlement à l'étude des tiques, est menée celle des animaux sauvages potentiellement réservoirs de ces bactéries. Au cours de l'année 1998, l'effort a surtout porté sur la mise au point d'une méthodologie d'évaluation de la densité des tiques vectrices. D'autre part, à titre comparatif, il a été procédé à une étude préliminaire du risque épidémiologique en milieu non forestier (prairies normandes), où les borrélies (B. garinii ) paraissent aussi répandues chez les tiques qu'en forêt.

Variabilité génétique des populations d'Aedes vecteurs de filariose et de dengue.

(A.B. Failloux-Manuellan)

L'étude de la transmission vectorielle et, plus particulièrement, de la compétence vectorielle fait aisément le pont entre l'environnement (présence de réservoir du pathogène), le génotype du vecteur (gènes de permissivité à l'infection par le pathogène) et son phénotype (caractère de résistance ou de permissivité). Notre programme d'étude se compose de deux grandes parties: la première s'intéresse à la relation génotype-phénotype, et la seconde partie cherche à décrire la variabilité génétique des populations naturelles du vecteur. Nos études antérieures nous avaient indiqué qu'une importante variabilité de la compétence vectorielle existe au sein de l'espèce du moustique Aedes polynesiensis vis-à-vis des filaires. La génétique des populations consiste à utiliser la répartition actuelle de marqueurs génétiques pour détecter les flux de gènes passés et actuels. Deux niveaux de structure génétique sont traditionnellement décrits: le niveau intra-population (la panmixie) et le niveau inter-population (les flux géniques). La caractérisation des différenciations intra-population et inter-population au sein de l'espèce Ae. polynesiensis a mis en évidence l'importance de l'intensification des déplacements humains dans la structuration génétique du vecteur dont le profil originel de différenciation s'en est trouvé perturbé. Un second modèle est en cours d'évaluation : il s'agit du système formé par Aedes aegypti et les virus de la dengue. Dans ce but, l'estimation des taux d'infection de populations du vecteur vis-a-vis du virus de la dengue 2 (cf paragraphe suivant) été réalisée. A l'évaluation de ce descripteur phénotypique, est associée une évaluation du niveau de variabilité génétique établie par l'intermédiaire de marqueurs moléculaires à évolution rapide, les microsatellites, qui sont des séquences nucléotidiques hautement polymorphes correspondant à des loci à allèles codominants sélectivement neutres. Très utilisés pour l'analyse de la structure génétique des populations à faible polymorphisme, ces marqueurs sont maintenant appliqués à des populations d'Ae. aegypti provenant de Tahiti (Polynésie française), de Guyane française, du Vietnam et bientôt de Madagascar.

Étude de la réceptivité orale du moustique Aedes aegypti pour les arbovirus.

(M. Vazeille)

Parmi toutes les études réalisées jusqu'à ce jour sur la réceptivité orale du moustique Aedes aegypti pour les virus de la dengue, aucune n'a été réalisée sur la première génération issue d'individus prélevés sur le terrain. Dans cette optique, nous avions réalisé une étude sur des échantillons prélevés sur les îles de Tahiti et Moorea (Polynésie Française) où la dengue sévit en épidémies successives depuis le début des années 60. Cette étude nous avait permis de constater que toutes les populations récoltées présentaient une forte réceptivité orale pour le virus de la dengue 2. De plus, nous avons pu constater une différence entre les échantillons de la côte est et ceux de la côte ouest de Tahiti. Les échantillons de la côte est présentaient des taux d'infection homogènes alors que ceux de la côte ouest étaient hétérogènes. Notre étude de la variabilité de la réceptivité orale s'est poursuivie cette année sur des populations originaires de Guyane française et du Vietnam. Au cours de l'année 1999, des échantillons de Madagascar doivent se trouver inclus dans cette étude. Nous avons également procédé à l'évaluation de la compétence vectorielle, vis-à-vis des virus de la dengue, de populations d'Aedes albopictus d'Albanie et d'Ae. aegypti du Gabon. Par ailleurs, afin de préciser définitivement une question encore controversée, nous avons pu entreprendre des essais d'infection orale de Culex quinquefasciatus par un virus de la dengue et démontrer que ce moustique ne saurait constituer un vecteur naturel pour cette maladie.

Analyse de la compétence vectorielle des Anophèles vis à vis de Plasmodium falciparum.

(C. Bourgouin)

Seuls les moustiques du genre Anopheles permettent le développement de Plasmodium falciparum. Anopheles gambiae en est le vecteur majeur en Afrique. Notre analyse de la compétence vectorielle consiste à caractériser les facteurs propres au moustique intervenant dans la réalisation de la phase précoce du cycle sporogonique du parasite et tout particulièrement au cours de la formation des ookinètes et de leur migration (récepteur?) à travers la paroi intestinale du moustique, paroi qui constitue une barrière que le parasite doit franchir afin de poursuivre son développement. A cette fin, nous analysons les gènes exprimés dans le tube digestif d'Anopheles gambiae, en réponse à la prise d'un repas sanguin contenant ou non les formes infectantes de P. falciparum. Du fait de la petitesse du matériel utilisé (tube digestif de moustique), la méthodologie retenue est l'analyse des ARNs exprimés dans les cellules du tube digestif par "differential display". Une vingtaine de fragments c-ADN correspondant à des ARNm exprimés entre 14h et 22h après la prise d'un repas de sang ne contenant pas de parasite a été isolée et analysée. Dix d'entre eux correspondent à des gènes non décrits dans les banques de données. Un seul fragment présente un profil net d'induction après la prise d'un repas sanguin. Deux autres fragments présentent des caractéristiques intéressantes : l'un est exprimé spécifiquement dans le tube digestif des femelles par opposition au tube digestif des mâles, l'autre est spécifiquement exprimé dans les tubes digestifs des males et des femelles, non exprimé dans les carcasses (moustique moins tube digestif). Le profil d'expression de l'ensemble de ces gènes en réponse à la présence de P. falciparum dans le repas sanguin est en cours d'analyse.

Interactions arthropodes-champignons entomopathogènes.

(B. Papierok)

Les champignons sont, avec les virus, les microorganismes intervenant le plus significativement dans la régulation naturelle des populations d'insectes et d'arachnides. Les recherches dans ce domaine associent investigations sur le terrain et travaux au laboratoire. Leur but est d'approfondir nos connaissances sur la systématique, sur la spécificité parasitaire et sur l'écologie de ces microorganismes ainsi que sur leur mode d'action, cela dans la perspective d'une utilisation en lutte biologique. Comme en 1997, des prospections ont été effectuées dans le sud de la Grèce, en collaboration avec l'Institut Phytopathologique Benaki. L'ensemble des résultats obtenus sur les deux années montre notamment que, dans des régions considérées comme à priori peu favorables aux champignons entomopathogènes, des Entomophthorales sont actives à l'égard des peuplements de pucerons infestant diverses cultures (blé, pomme de terre, carotte, poivron, luzerne, Citrus). Au laboratoire, les recherches sur les protéines toxiques produites par Conidiobolus coronatus ont surtout concerné leur action sur cellules de Lépidoptères ou de Diptères en culture. Le fait d'étudier cette Entomophthorale a permis par ailleurs de mieux cerner les facteurs écophysiologiques qui conditionnent la différenciation, chez cette seule espèce, des conidies en spores villeuses. Enfin, a été reprise, en collaboration avec le Laboratoire des Identifications bactériennes, l'analyse de la flore bactérienne présente à la surface du puceron du pois et dont on pense qu'elle est susceptible d'intervenir sur le phénomène original de résistance/sensibilité à l'infection par Entomophthorale observé chez cet aphide. Il a été confirmé que la flore bactérienne de surface est plus variée chez les individus sensibles que chez les résistants.

Activités de service et d'enseignement

D'autres programmes sont développés dans l'Unité. Nous ne ferons que mentionner ici la poursuite de l'informatisation de la banque de données constituée par la Collection de Référence d'Arthropodes d'intérêt médico-vétérinaire de l'Institut Pasteur. L'inventaire complet des moustiques de cette collection est maintenant achevé. Cette année, s'est déroulée dans l'Unité la 6e session du Cours d'Entomologie médicale de l'Institut Pasteur.

Personnel de l'unité

Secrétariat de l'unité

DELABARRE Jacqueline
ROUX Annie

Chercheurs de l'unité

BOURGOUIN Catherine, IP
FAILLOUX MANUELLAN Anna Bella, IP
PAPIEROK Bernard, IP
PEREZ-EID Claudine, IP
RODHAIN François, IP

Stagiaires de l'unité

BONNET Sarah, Thèse
HUBER Karine, Thèse
JOSNIN-GARIN Sabrine, Thèse
PICHON Bruno, Thèse
PREVOT Ghislaine, Thèse
ROSEN Léon, Professeur associé
VASSALLO Marie, Thèse

Autre personnel de l'unité

CORRE-CATELIN Nicole
DELATRE Nelly
FERQUEL Élisabeth
JACQUES Jean-Claude
MONNIER Nadia
MOUSSON Laurence
VAZEILLE Marie-Christine
VILLERET Régine

Publications de l'unité

PICHON, B. ; MOUSSON, L. ; FIGUREAU, C. ; RODHAIN, F. et PEREZ-EID, C. (1999). Density of deer in relation to the prevalence of Borrelia burgdorferi s.l. in Ixodes ricinus nymphs in Rambouillet forest, France. Exper. Appl. Acarol., 23, (3), 267-275.

PREVOT G., LAURENT-WINTER, C., FELDMANN, A.F., RODHAIN F., and BOURGOUIN , C. (1998). Two dimensional gel analysis of midgut proteins of Anopheles stephensi lines with different susceptibility of Plasmodium falciparum infection. Insect Molecular Biology, 7, 375-383.

BONNET S., PREVOT G. and BOURGOUIN , C. (1998). Efficient reamplification of mRNA differential display products by transient ligation and thermal asymmetric PCR. Nucleic Acids Research, 26, 1130-1131.

HELIAS C., VAZEILLE-FALCOZ M., LE GOFF F., ABALAIN-COLLOC M,-L., RODHAIN F., CARLE P., WHITCOMB R.F., WILLIAMSON D.L., TULLY J.G., BOVE J.M. and CHASTEL C. (1998). Spiroplasma turonicum sp. nov. from Haematopota horse flies (Diptera : Tabanidae) in France. Int. J. Syst. Bacteriol., 48, 457-461.

KRIDA G.,A. BOUATTOUR, F. RODHAIN and A.-B.FAILLOUX (1998). Variability among Tunisian populations of Culex pipiens : genetic structure and susceptibility to a filarial parasite, Brugia pahangi. Parasitol. Res., 84, 139-142.

PEREZ-EID C., PICHON B., ZHIOUA E., TREMEL E., VILLERET R., DERUAZ D., MOUSSON L., VASSALLO M., FERQUEL E. (1998) - La borréliose de Lyme, maladie émergente liée à l'environnement. Bull. Acad. Nat. Méd., 182, 267-283.

GILOT B. et PEREZ-EID C. (1998) Bio-écologie des tiques induisant les pathologies les plus importantes en France. Méd. Mal. Infect., 28, (n° spéc.), 325-334.

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