FA 2.5 - Diversité et modalités de transmission des Plasmodiums de Singes en Afrique centrale et risques d’émergence

Justification / enjeux et état de l’art

L’apparition de nouvelles maladies infectieuses  a quadruplé dans les 50 dernières années. Près de 60% de ces émergences ont pour origine la faune sauvage (e.g. grippe aviaire, VIH, Ebola). Ceci est en grande partie lié à l’anthropisation et la conquête de nouveaux espaces, notamment forestiers, par l’homme (Jones et al, 2008). 

Du fait de leur parenté, les primates constituent des sources majeures de nouvelles maladies infectieuses pour l’homme (Wolfe et al, 1998). Par exemple, plus de 26 espèces de Plasmodium (les agents de la malaria) circulent chez des primates non-humains. Parmi elles, certaines sont régulièrement transmises à l’homme avec des conséquences parfois graves. Ainsi, P. knowlesi qui infecte naturellement les macaques en Asie du sud-est est maintenant considéré comme un nouvel agent à part entière de la malaria humaine dans  cette région du monde, tant les transferts sont réguliers et fréquents (Cox-Singh et al, 2008). Dans ce cas particulier, il semble maintenant évident que la déforestation et les contacts de plus en plus fréquents de l’homme avec les populations de primates ont contribué à ce transfert (Cox-Singh et al, 2008).

Afin de mieux comprendre l’émergence de nouvelles maladies infectieuses et d’évaluer les risques de transferts, il devient crucial de caractériser la diversité des pathogènes circulant dans les populations de singes et leurs modalités de transmission (caractérisation des moustiques vecteurs). Dans le cas du genre Plasmodium, cette diversité reste très mal connue et peu explorée. Des études récentes ont ainsi permis de découvrir que ceux-ci hébergeaient des espèces encore inconnues et très proches de P. falciparum (l’agent le plus virulent de la malaria humaine) (voir par exemple Ollomo  et al. 2009, Prugnolle  et al. 2010, Prugnolle  et al. 2011). Ces espèces représentent donc potentiellement un risque pour la santé publique humaine.

Objectifs:

Dans ce projet nous proposons d’explorer et de caractériser de manière systématique la diversité des espèces du genre  Plasmodium  circulant chez les singes (grands singes inclus) en Afrique Centrale, ainsi que les modalités de la transmission vectorielle.

Démarches/méthodes:

La réalisation de ce projet, tirera profit des banques d’échantillons sanguins et de fecès de singes collectés depuis plusieurs années par les équipes IRD et leurs partenaires en Afrique Centrale (Gabon). Notre UMR, à travers ses collaborations avec le CIRMF dispose d’ores et déjà d’environ 1000 échantillons provenant de 10 espèces différentes incluant des cercopithèques, des angabeys, des mandrills, des chimpanzés et des gorilles.

Des échantillons supplémentaires seront par ailleurs collectés via des programmes engagés au Gabon par notre UMR et  ses partenaires à partir de carcasses de viande de brousse dans les marchés ruraux (sang) ou à partir de fèces de grands singes collectés in natura et conservés dans du RNALater.

Pour chacun de ces échantillons, nous rechercherons la présence de pathogènes du genre Plasmodium par diagnostic moléculaire (séquençage  d’une portion spécifique de Plasmodium du gène du Cytochrome b). Une étude préliminaire réalisée sur une centaine d’échantillons provenant de différentes espèces de singes  a montré qu’environ 10% des individus étaient infectés par un pathogène du genre Plasmodium. 

Pour les échantillons positifs  et d’intérêt (c'est-à-dire ne correspondant pas ou peu à une espèce déjà connue), nous séquencerons alors le génome mitochondrial complet des plasmodiums isolés afin d’en déterminer  la position phylogénétique exacte et de définir ainsi les risques potentiels d’émergence.

Des collectes de moustiques dans des sites naturels abritant des populations de grands singes seront entreprises. Les moustiques seront soumis à un criblage de pathogènes du genre plasmodium par diagnostic moléculaire (séquençage d’une portion spécifique de  Plasmodium du gène du Cytochrome b), et à des analyses moléculaires pour 1)  déterminer l’origine des repas de sang et donc la source d’infection (Cytb et COI) et 2) définir le positionnement taxonomique précis du vecteur. Une étude préliminaire réalisée sur trois sites forestiers au Gabon a permis la collecte de plusieurs centaines de spécimens appartenant à plus d’une dizaine d’espèces d’Anophèles.

Résultats attendus:

Les résultats obtenus permettront d’initier des recherches en génomique comparative sur l’ensemble des communautés plasmodiales parasites de singes et de déterminer alors : (i) les gènes jouant un rôle dans l’adaptation des parasites à leurs hôtes et (ii) leurs capacités de transfert d’un hôte à l’autre. Ce travail qui se focalise sur le genre Plasmodium s’inscrit plus généralement dans le cadre de la compréhension des transferts de maladies infectieuses entre singes et homme, un domaine de recherche prioritaire au sein des UMR 224 (équipe GAP et BEES en collaboration étroite avec le Centre International de Recherches Médicales de Franceville).

Originalité des approches et prise de risque

Ce projet est par essence un projet exploratoire puisqu’il propose d’étudier, à partir d’outils moléculaires et de manière systématique, la diversité et la transmission encore trop largement méconnues des Plasmodiums circulant chez différentes espèces de singes en Afrique Centrale, afin de caractériser les risques potentiels d’émergence.

L’originalité de ce projet vient en grande partie des banques d’échantillons que nous allons utiliser et à auxquelles nous avons accès. Un tel travail est rendu possible par la collaboration de chercheurs travaillant dans des disciplines très différentes (parasitologie  évolutive, primatologie,  virologie, entomologie) ainsi que par la collaboration étroite développée entre les chercheurs de l’IRD et leurs partenaires en Afrique Centrale (notamment CIRMF).

Références:

Cox-Singh J, Davis TME, Lee KS, Shamsul SSG, Matusop A, Ratnam S et al (2008). Plasmodium knowlesi malaria in humans is widely distributed and potentially life threatening. Clinical Infectious diseases 46(2): 165-171.

Jones KE, Patel NG, Levy MA, Storeygard A, Balk D, Gittleman JL et al (2008). Global trends in emerging infectious diseases. Nature 451(7181): 990-U994.

Wolfe ND, Escalante AA, Karesh WB, Kilbourn A, Spielman A, Lal AA (1998). Wild primate populations in emerging infectious disease research: The missing link? Emerging Infectious Diseases 4(2): 149-158.

Ollomo B, Durand P, Prugnolle F, Douzery E, Arnathau C et al. (2009) A new malaria agent in African hominids. PLoS Pathog 5(5): e1000446.

Prugnolle F, Durand P, Ollomo B, Duval L, Ariey F et al. (2011) A fresh look at the origin of Plasmodium falciparum, the most malignant malaria agent. PLoS Pathog: Feb 24.

Prugnolle F, Durand P, Neel C, Ollomo B, Ayala FJ et al. (2010) African great apes are natural hosts of multiple related malaria species, including Plasmodium falciparum. P Natl Acad Sci USA 107(4): 1458-1463.