Conséquences évolutives des ennemis naturels dans des invasions biologiques majeures : le rôle des parasites dans le succès de l’invasion de deux rongeurs commensaux – ENEMI

La première étape du projet consiste à décrire l’histoire de l’invasion de la souris domestique au Sénégal, par une approche de génétique des populations. Nous utilisons sur la souris des marqueurs microsatellites et des approches bayésiennes. La deuxième étape consiste en des analyses comparatives des communautés de parasites et de l’immunoécologie des rongeurs, dans des localités correspondant à différents stades d’une route d’invasion. L’échantillonnage comprendra pour chacune des 2 espèces invasives 4 localités anciennement envahies, 4 localités récemment envahies et 4 localités non envahies. Tous les rongeurs commensaux seront capturés, identifiés à l’espèce et soumis à des examens parasitologiques. Une large gamme de parasites sera identifiée avec des outils de détermination divers (morphologiques, sérologiques ou moléculaires) et l’aide de collaborateurs spécialistes. Nous développerons des méthodes de séquençage de nouvelle génération pour détecter et identifier certains parasites (helminthes, bactéries). Les profils immunitaires des rongeurs natifs et invasifs seront décrits par des approches d’immunologie fonctionnelle et d’expression génique. Nous testerons si la structure des communautés de rongeurs et de parasites, et les variations dans les profils immunitaires sont corrélée à l’histoire de l’invasion ou à des facteurs environnementaux qui pourraient influencer la dynamique d’invasion. Les analyses comparatives permettront de définir les parasites (helminthes, Plasmodium) utilisées pour les infestations expérimentales. La dernière étape sera dédiée aux tests expérimentaux, réalisés au Sénégal, de l’hypothèse apparaissant comme la plus susceptible d’expliquer les patrons observés in natura. Les expérimentations en animalerie viseront à évaluer les effets des parasites sur l’immunité et la valeur sélective des hôtes. Les expérimentations en milieu semi-contrôlé viseront à comparer la compétence en terme de transmission des rongeurs natifs et invasifs.

- Caractérisation de l’aire de répartition de la souris à l’échelle du Sénégal, jusqu’au front de colonisation - Reconstruction des routes d’invasion de la souris, via des approches ABC (Approximate Bayesian Computation) : les populations de souris du Sénégal sont issues de 2 introductions, l’une au Nord (région de St Louis) l’autre au Sud (Dakar), probablement à partir d’une même zone d’origine européenne, peut-être la Grande Bretagne.

Les connaissances et compétences développées sur le projet, concernant concernant les pathogènes étudiés à travers des enseignements, des formations techniques et des publications visant les universités et les autorités locales, la communauté médicale et les personnes impliquées dans les stratégies de prévention.

A venir

Le projet ENEMI vise à comprendre le rôle du parasitisme et des modifications immunologiques associées dans le succès de deux invasions majeures actuellement en cours au Sénégal. Ces invasions concernent deux réservoirs potentiels de maladies graves, le rat noir Rattus rattus et la souris domestique Mus musculus domesticus. Nous proposons d’intégrer les outils et les concepts de la génétique des populations, de l’écologie des communautés, de la parasitologie et de l’immunoécologie pour évaluer la contribution relative de trois hypothèses majeures centrées sur le rôle des parasites dans les invasions : la perte des ennemis naturels (« enemy release » [ER]), l’introduction de nouveaux parasites (« spill-over » [SO]) et l’acquisition / amplification de parasites natifs (« spill-back » [SB]). Ces trois hypothèses et leurs conséquences écologiques et évolutives n’ont jusqu’à présent jamais été considérées simultanément.
Ce projet repose sur l’étude initiale des routes d’invasions de R. rattus et M. m. domesticus au Sénégal depuis leur introduction. Il s’agira ensuite de développer des approches comparatives et expérimentales pour analyser les patrons d’infections et de profils immunitaires des rongeurs invasifs (2 espèces) et des natifs (4 espèces). Un large spectre de parasites sera étudié (entre autres, virus : virus de la vallée du Rift, Orthopox-, Hanta- et Arena-virus ; bacteries : Borrelia, Rickettsia, Leptospira, Anaplasma, Ehrlichia, Bartonella ; protozoaires : Trypanosoma, Leishmania, Toxoplasma, Plasmodium ; macroparasites : helminthes gastro-intestinaux).
Nous identifierons d’abord les routes d’invasions à l’échelle du Sénégal en combinant des données de génétique des populations (marqueurs microsatellites), des données historiques et des observations de terrain via des inférences bayésiennes. Cette première étape nous permettra de choisir des localités anciennement envahies, récemment envahies et non encore envahies du Sénégal, pour chacune des deux espèces invasives. Nous caractériserons ensuite dans chacune des ces localités la structure des communautés de rongeurs et de leurs parasites associés, ainsi que les profils immunitaires (réponses inflammatoires, cellulaires et humorales). Ces patrons seront interprétés au regard d’attendus explicites des trois hypothèses testées et permettront d’identifier les espèces de parasites ayant pu jouer un rôle dans les succès d’invasion. Nous validerons enfin ces résultats par des approches d’infestations expérimentales. En animalerie, nous analyserons les effets des parasites précédemment identifiés sur la valeur sélective et l’évolution des défenses immunitaires des rongeurs invasifs et natifs en lien avec le processus d’invasion biologique. En conditions semi-contrôlées (enclos expérimentaux), nous évaluerons aussi la compétence en terme de transmission des hôtes par rapport aux parasites étudiés.
Le projet ENEMI contribuera ainsi à améliorer de façon significative la compréhension du rôle du parasitisme, et en particulier des trois processus principalement évoqués dans la littérature (ER, SO, SB) dans les invasions biologiques. L’analyse conjointe de deux espèces invasives permettra d’éprouver la portée générale de nos résultats. Parallèlement, ce projet ENEMI aura des conséquences importantes en santé humaine. L'Afrique abritant probablement beaucoup de victimes de maladies zoonotiques mal diagnostiquées, ENEMI permettra d’établir pour la première fois une liste des maladies infectieuses présentes au Sénégal et liées aux rongeurs. Le projet pourra également être valorisé en termes de compréhension des modifications épidémiologiques liées aux invasions.