Du sang, de la sueur, des virus et des moustiques

mercredi 25 novembre 2020 - 10:00

Faire face à l’émergence de maladies infectieuses est un défi majeur de santé publique au XXIe siècle. Dix-sept pour cent des maladies infectieuses sont d’origine vectorielle, c’est-à-dire qu’elles sont causées par des agents infectieux transmis à l’Homme ou aux animaux par des vecteurs arthropodes tels que les culicoïdes, les phlébotomes, les tiques ou les moustiques (sur lesquels cet article sera focalisé).

Moustique tigre (Aedes-albopictus).

Depuis 50 ans, non seulement le nombre et la fréquence des épidémies dues aux maladies vectorielles augmentent mais elles touchent aussi des zones géographiques nouvelles, hors de la ceinture tropicale où elles circulent habituellement. L’augmentation des flux touristiques et économiques accélère la dissémination des Hommes/animaux, des agents infectieux et des vecteurs. Ces facteurs, associés à l’accroissement de la population mondiale, à l’évolution des pratiques agricoles, à l’urbanisation et au changement climatique favorisent l’essor des maladies vectorielles. Les maladies vectorielles sont généralement associées à une morbidité importante et l’Organisation Mondiale de la Santé estime qu’elles sont responsables de plus de 700000 décès chaque année.

L’identification d’une espèce de moustique comme vecteur

Le terme arbovirus (de l’anglais arthropod-borne virus) regroupe un ensemble hétérogène de virus dont le génome est généralement constitué d’une ou plusieurs molécules d’ARN (Acide RiboNucléique). Leur mode de réplication engendre de nombreuses mutations et permet aux arbovirus de s’adapter rapidement à de nouveaux environnements, facilitant leur circulation entre des hôtes vertébrés et des vecteurs arthropodes. On distingue une centaine d’arbovirus transmis à l’Homme, principalement par les moustiques appartenant aux genres Aedes, Culex et Anopheles. L’identification d’une espèce de moustique comme vecteur se base sur un faisceau d’indices comme l’attrait de cette espèce pour l’hôte mammifère concerné, sa présence dans les zones épidémiques avec la détection sur le terrain de moustiques infectés (la proportion varie de l’ordre de 1 % à 1 ‰) et la démonstration au laboratoire de sa compétence vectorielle, c’est-à-dire sa capacité à être infectée lors d’un repas de sang puis à transmettre le virus. Seuls les moustiques femelles prennent un repas de sang (qui contient les éléments nécessaires au développement de leurs œufs) et participent à la transmission virale. Depuis la première démonstration du rôle du moustique en tant que vecteur d’un virus animal de nombreux progrès ont été effectués mais beaucoup de questions demeurent.

L’acquisition du virus par un moustique « sain » a lieu lors d’un repas de sang sur un hôte virémique. Le virus franchit la barrière intestinale en infectant rapidement les entérocytes du moustique avant qu’une membrane péritrophique ne se forme autour du repas sanguin lors de la digestion. Après réplication, le virus sort des entérocytes pour se retrouver dans l’hémolymphe, un liquide souvent comparé au sang des mammifères. Le virus franchit ensuite la barrière salivaire en infectant les cellules des glandes salivaires pour pouvoir coloniser la salive du moustique. La salive, qui est injectée lors d’une piqure et empêche la coagulation sanguine, sert alors de véhicule au virus pour infecter l’hôte vertébré. Les déterminants biologiques de la compatibilité vecteur-virus sont encore mal compris. On sait que la transmission dépend en partie du génotype des deux partenaires mais parmi les gènes impliqués (vraisemblablement nombreux) seule une poignée ont été validés expérimentalement, principalement sur quelques couples vecteurs-virus modèles. Or les arbovirus infectent des hôtes et des vecteurs variés au sein d’écosystèmes hétérogènes.

De nombreux arbovirus circulent en forêt entre des moustiques selvatiques (adaptés à l‘écosystème forestier) et des animaux servant de réservoir au virus. Dans le cas du virus de la dengue (DENV) en Asie, des analyses phylogénétiques suggèrent que des souches circulant en forêt ont infecté l’Homme, probablement par l’intermédiaire de moustiques « passerelle » compétents capables de se nourrir à la fois sur les animaux sauvages et sur l’Homme. L’environnement selvatique rend impossible l’éradication des vecteurs et offre des réservoirs animaux au virus, augmentant le risque d’introduction dans la population humaine. La présence d’un moustique compétent et antropophile en zone urbaine peut permettre l’essor d’un cycle de transmission entre l’homme et le vecteur, jusqu’au stade endémique comme dans le Sud-Est asiatique avec le DENV dont le vecteur principal est le moustique Aedes aegypti.

Les infections « autochtones »

La présence d’un vecteur compétent est un facteur de risque et la situation en France métropolitaine l’illustre bien. La colonisation du territoire par le moustique tigre (Aedes albopictus), un vecteur originaire du Sud-Est asiatique, plutôt anthropophile et compétent pour de nombreux arbovirus, a commencé en 2004 et n’a cessé de progresser pour toucher aujourd’hui 58 départements. Depuis 2010, des infections « autochtones » (c’est-à-dire chez des personnes n’ayant pas voyagé dans des zones épidémiques) par le virus chikungunya (CHIKV) et, plus récemment, par le DENV sont régulièrement détectées et le moustique tigre est le principal vecteur suspecté, même si aucune épidémie d’ampleur n’est à déplorer en métropole pour le moment. Si la présence des trois partenaires (arbovirus, vecteur compétent et hôte sensible) est une condition nécessaire, l’émergence d’une arbovirose (maladie liée à un arbovirus) reste un phénomène complexe, multifactoriel et difficile à anticiper.

Virus ZikaLe virus Zika (ZIKV), transmis par les moustiques du genre Aedes, est associé à des avortements ou à des malformations chez le nouveau-né comme la microcéphalie. Découvert en 1947 en Ouganda, le ZIKV est resté confiné dans ce pays pendant plusieurs années avant de se propager dans plusieurs îles de l’Océan Pacifique et d’atteindre le continent américain (en particulier le Brésil en 2015). Des cas importés ont aussi été observés dans de nombreux pays européens comme la France au cours de l’hiver 2016 où fort heureusement le ZIKV n’a pas pu s’installer de façon durable, en partie à cause de la faible activité des moustiques à cette saison. Cela pose aussi la question du maintien d’un arbovirus dans un écosystème quand la transmission horizontale vertébré-arthropode est interrompue. Un élément de réponse provient de la capacité de certains arbovirus à être transmis verticalement, c’est-à-dire de moustiques femelles infectées à leur descendance via les œufs.

Le virus de la fièvre de la vallée du Rift (RVFV), transmis principalement par des moustiques du genre Aedes et Culex, est un virus zoonotique (c’est-à-dire infectant à la fois les Hommes et les animaux) circulant sur le continent africain. Les périodes de sécheresse peu favorables au développement des moustiques ne permettent pas de soutenir une transmission horizontale et il n’est pas rare d’observer des périodes inter-épizootiques de plusieurs années. Mais les œufs des moustiques (notamment du genre Aedes) peuvent résister à la dessiccation plusieurs mois puis éclore à la faveur d’un épisode pluvieux. La transmission verticale du RVFV peut donc participer à son maintien dans une région donnée bien que des études approfondies (sur le terrain et au laboratoire notamment) sont nécessaires pour comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu dans ce phénomène et mesurer son impact épidémiologique.

Nécessité d'une approche pluridisciplinaire

En parallèle de la compréhension des facteurs menant à l’émergence d’un arbovirus, la prise en compte de la dynamique de l’épidémie est essentielle. Des modèles mathématiques, basés sur des paramètres biologiques de l’hôte et du vecteur infectés permettent d’estimer le taux de reproduction (R0, qui représente ici le nombre de piqûres infectieuses provenant d’un individu contaminé). Dans ces modèles, le temps nécessaire au moustique pour devenir infectieux est un paramètre clef, plus ce temps est court et plus le moustique pourra transmettre le virus à un grand nombre d’individus. Parmi les autres facteurs pris en compte, la probabilité de survie du vecteur est également importante même s’il est généralement observé que les arbovirus présentent un faible coût à l’infection chez le moustique. L’identification de nouveaux paramètres ainsi que leur mesure expérimentale permettra d’affiner ces modèles afin notamment de proposer une lutte anti-vectorielle mieux adaptée.

La problématique posée par les arbovirus ne pourra être résolue qu’avec une approche pluridisciplinaire. Il nous faudra mieux prendre en compte la variabilité du terrain (des moustiques, des vecteurs, de l’environnement), faire progresser nos modèles de laboratoire, développer nos connaissances basiques des systèmes vectoriels variés et associer l’entomologie, la microbiologie, l’écologie, la génétique, la climatologie, la bio-informatique, les mathématiques et les sciences humaines et sociales pour espérer comprendre ce système complexe. L’assemblage des connaissances accumulées dans ces disciplines reste notre meilleure arme pour tenter de contenir l’émergence des arbovirus et de développer des outils qui viendront complémenter les approches actuelles, efficaces mais limitées, comme l’utilisation d’insecticides qui impacte négativement les écosystèmes et entraîne l’apparition de résistances chez les vecteurs, ou le développement de vaccins qui, quand cela est possible, n’est pas toujours accessible aux populations les plus touchées.

Maxime RATINIER est Maître de conférences à l'École Pratique des Hautes Études.
Unité de recherche : UMR 754 Infections Virales et Pathologie Comparée (IVPC).
Axes de recherche : Virologie.

Vincent RAQUIN Post-doctorant
Axe de recherche : entomologie médicale et interactions arbovirus-arthropodes.

À propos du numéro spécial COVID-19 d'Éphéméride, le magazine de l'EPHE

Explorant des domaines aussi variés que les sciences de la vie et de la terre, les sciences historiques et philologiques et les sciences religieuses, l’École Pratique des Hautes Études se devait d’appréhender sous tous ces angles l’événement majeur qui a frappé la planète en cette année 2020. Au plus haut niveau de la recherche et de l’enseignement, des enseignants-chercheurs de l’EPHE se sont mobilisés pour évoquer cette pandémie qui s’est invitée brutalement, a bouleversé notre quotidien et sans doute une part de notre devenir. Ce numéro spécial COVID-19 rassemble leurs contributions et témoignages.

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