PRédire la niche écologique de souches Infectieuses de pathogènes humains comme un facteur déterminant dans l'éMErgence des maladies infectieuses – PRIME

Les maladies infectieuses émergentes/ré-émergentes (MIE), ainsi que les impacts socio-économiques qui leur sont associés, représentent un problème majeur de santé publique à l’échelle mondiale. La grande majorité des MIE affectant l’humain sont dominées par des zoonoses (62 à 72%), et la plupart d’entre elles sont causées par des pathogènes ayant comme origine la faune sauvage. Parmi les 250 MIE affectant l’humain la plupart sont directement associées à des régions de forêt tropicale, qui de part leur biodiversité et conditions climatiques représentent des réservoirs d’agents infectieux, surtout dans les écosystèmes d’eaux douces.
Alors que la plupart des études sur les MIE considèrent uniquement une seule espèce d’hôte, les pathogènes multi-hôtes naturellement présents dans l’environnement sont largement négligés. Plus de 60% des MIE zoonotiques sont caractérisées par des dynamiques de transmission multi-hôtes, tel que ces pathogènes généralistes (i.e. infectent et se reproduisent dans plusieurs hôtes) sont distribués dans l’écosystème au travers d’une diversité d’hôtes. Cette diversité d’hôtes est très dépendante du contexte local comme l’anthropisation d’un milieu mais aussi de contextes plus globaux comme les changements climatiques. Quelque soit l’origine de ces changements, ils ont un impact sur la transmission des pathogènes et ils modifient l’exposition des hôtes à ces pathogènes environnementaux. Pour autant, prendre en compte les routes de transmission des pathogènes généralistes sans prendre en compte le rôle de la faune comme réservoirs zoonotic à partir desquels les pathogènes peuvent émerger/re-émerger limite notre compréhension de l’émergence des maladies. La plupart des études se focalisent sur la détermination de la diversité génétique des pathogènes humains isolés à partir d’échantillons cliniques (souches infectieuses) mais il manque des informations sur la diversité, la distribution et la disponibilité des souches (infectieuses et non infectieuses) présentes dans l’environnement. En utilisant, Mycobacterium ulcerans (MU), l’agent responsable de l’ulcer de Buruli, nous cherchons à caractériser la distribution des souches infectieuses et non infectieuses de MU à travers des communautés d’hôtes en milieu d’eau douce dans l’espace et le temps. On se focalisera surtout sur une comparaison des niches écologiques des différentes souches cliniques avec celles trouvées uniquement dans l’environnement afin de confirmer les vraies routes de transmissions de l’infection, notamment en termes de la composition des communautés locales d’hôtes et structures de réseaux trophiques.
Cette approche écologique des MIEs est nécessaire pour déterminer les facteurs biotiques et environnementaux qui soutiennent la sélection et la transmission des souches infectieuses aux êtres humains. Ici nous proposons une nouvelle approche de l’étude des MIEs qui repose sur la structure multidisciplinaire de PRIME, associant l’écologie aquatique, la microbiologie, l’épidémiologie des maladies infectieuses, la génétique et la modélisation mathématique. Nous développerons des outils méthodologiques nouveaux, tel que la culture de MU à partir d’échantillons environnementaux, l’utilisations de Single-Nucleotide Polymorphisms et des approches en ADN environnementale basés sur le Whole-Genome-Sequencing pour étudier la diversité des souches in situ. Nous nous attendons à trouver une grande diversité de souches dans l’environnement mais seulement une minorité de ces souches pourraient être réellement pathogénique pour l’homme. Nous nous attendons aussi à trouver les souches infectieuses dans des niches écologiques différentes de celles des souches non-pathogéniques, associées par exemple à des espèces clés pouvant faciliter la transmission. Finalement, nous attendons que les dynamiques spatio-temporelles suivent les dynamiques de leur hôte et que le risque d’infection fluctue au cours de l’année selon des facteurs biotiques et abiotiques spécifiques.