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Diversité des agents pathogènes transmis par les tiques: opportunité d’un contrôle
multi-pathogènes via une vaccination anti-tiques
SPACE – Salon international de l’élevage - Rennes – 13 Septembre 2017
Sara Moutailler & Sarah Bonnet,
UMR BIPAR, ANSES, Laboratoire de Santé Animale de Maisons-Alfort, INRA, ENVA
Tiques : excellent vecteurs : - Différentes voies d’infection : salive, faeces, glandes coxales - Nombreux hôtes - Transportées sur de longues distances par leurs hôtes → émergence ou extension aires de répartition - Large répartition géographique
Tiques = vecteurs transmettant la plus grande variété d’agents pathogènes (bactéries, parasites et virus)
Source: Sarah Bonnet
Tiques et transmission des agents pathogènes
• Infections bactériennes humaines et animales - Borreliose (Maladie de Lyme) : Borrelia spp - Fièvre boutonneuse méditerranéenne: Rickettsia conorii - Tularémie : Francisella tularensis - Fièvre Q : Coxiella burnetti - Bartonellose : Bartonella henselae - Ehrlichiose: Ehrlichia chaffensis, E. canis
Coxiella burnettii (Source: vetnext)
Borrelia burgdorferi spirochètes (Source: CDC)
• Infections parasitaires humaines et animales - Babesiose : Babesia divergens, B. EU1, B. microti - Theileriose : Theileria equi, T. annulata, T. parva
Babesia divergens (Source: EUCALB)
• Arboviroses humaines et animales - Encéphalites : Tick-borne encephalitis, Louping ill, Powassan - Fièvres hémorragiques : CCHF, Omsk, Kyasanur
TBE virus (Source: Sciencephoto)
Tiques et transmission des agents pathogènes
Situation épidémiologique en France
B. garinii B. lusitaniae B. afzelii B. valaisiana B. miyamotoi (20%)
A. phagocytophilum ( 0,7%)
B. birtlesii (0,3%) Babesia sp. EU1
(1,3%)
F. tularensis (0,8%)
R. helvetica (4,4%)
No detection (72,5%)
Forêt de Sénart (near Paris)
Forêt de Princé (Western France)
D. marginatus = 9/9 R. slovaca
D. reticulatus = 9/9 R. raoulti
H. punctata = 6/7 R. aeschlimanii
D. marginatus = Site B = B. bigemina, B. divergens, and B. canis
D. reticulatus = Site B = B. bigemina and B. bovis
H. punctata = B bigemina (sites A–D), B. ovis (site C), B. bovis
(sites B, C, and E) and B. canis (site A).
T. lestoquardi in H. punctata collected from sites C, D, and E
45% de tiques infectées par un agent pathogène (120/267)
Le symbiote Midichloria mitochondri a été detecté dans 100% des tiques (267/267)
Borrelia: 22%
267 tiques collectées dans les Ardennes
(Moutailler et al., Plos Neg Trop Dis 2016 ; Raileanu et al., Front. Cel Inf Mic)
Symbiotes : M.mitochondri 100% Spiroplasma spp. 76% Acinetobacter spp. 65% Wolbachia 19%
Bartonella spp: 17% Rickettsia spp.: 16%
Co-infection dans les tiques
Co-infection between 2 species (9%) R. helvetica x A.phagocytophilum R. helvetica x B. afzelii R. helvetica x B. garinii R. helvetica x B. valaisiana R. helvetica x B. henselae B. garinii x B. afzelii B. garinii x B. valaisiana B. garinii x Babesia divergens B. garinii x B. henselae N. mikurensis x B. afzelii N. mikurensis x B. miyamotoi
Co-infection between 3 species (7%) R. helvetica x B. afzelii x B. burgdorferi R. helvetica x B. afzelii x B. garinii R. helvetica x B. valaisiana x B. burgdorferii B. garinii x B. afzelii x B. spielmani B. garinii x B. burgdorferi x B. henselae B. afzelii x B. miyamotoi x B. henselae
Co-infection between 4 species (2%) R. helvetica x B. afzelii x B. garinii x A. phagocytophilum B. afzelii x B. garinii x B. burgdorferi x B. henselae
Co-infection between 5 species (1%) R. helvetica x B. afzelii x B. garinii x B. valaisiana x B. burgdorferi
(Moutailler et al., Plos Neg Trop Dis 2016)
50% des tiques infectées sont co-infectées (entre 2 et 5 différentes espèces
d’agent pathogène)
Une tique individuelle peut héberger jusqu’à 8 micro-organismes (symbiotes et
agents pathogènes)
Co-infection dans les tiques
(Vayssier et al., PlosOne 2013 ; Vayssier et al., Future Microbiol 2015)
A / Séquençage haut débit - bactéries connues
B. henselae 33
A. phagocytophilum 5234 Cand.Neoehr.mikurensis 2010 E. canis 660
R. felis 180
R. canadensis 16
Coxiella 5050
Francisella 121
B. afzelii 1057
B. burgdorferi 475
B. garinii 723 B. miyamotoi 2499
B. grahamii 39
root 0 Rickettsia 21749
Anaplasma 65
Bartonella 213
Ehrlichia 1821
spotted fever group 0
R. helvetica 2411
Borrelia 5747
TBP known to be present in the studied region TBP identified in the studied region for the first time TBP known to be transmitted by other tick species Pathogens known to be transmitted by other vectors than ticks
Encore beaucoup à découvrir … bactéries
0
20
40
60
80
100
phylumclass order familygenus
Rodents
0
20
40
60
80
100
phylumclass order familygenus
Ticks
Percentage of identification at different taxonomic levels for bacteria.
B/ Séquençage haut débit – bactéries inconnues : 50 % des séquences correspondent à de probable nouveaux genres bactériens
A / Séquençage haut débit – parasites connues mais inattendus
Suspected genus Closest species Nb of Contigs % identity (e-value) Target gene Contig length Read number
Babesia spp. Babesia divergens 3 96-100% (2e-110-1e-55) 18S rRNA 101-318 97-3351
Babesia microti 5 97-100% (5e-70-1e-31) 18S rRNA 101-233 271-1896
Babesia sp. EU1 4 100% (4e-56-2e-79) 18S rRNA 129-224 76-918
Babesia major 1 97% (3e-93) 28S rRNA 270 2351
Theileria spp. Theileria parva 3 94-97% (4e-34-1e-39) 28S rRNA 139-188 149-237
Theileria taurotragi 1 97% (4e-87) 28S rRNA 197 1216
B/ Séquençage haut débit – Parasites inconnus : 70 % des séquences correspondent à de probable nouvelles espèces parasitaires
(Bonnet et al., Plos Neg Trop Dis 2014)
Encore beaucoup à découvrir … parasites
Virus
Autres familles virales
Virus connus
Nouveaux virus (seulement 40% d’homologie de séquence avec les virus connus)
Bilan :
→ Beaucoup d’agents pathogènes « connus » transmis par les tiques détectés
→ Beaucoup d’agents pathogènes « inconnus » également détectés
(Moutailler et al., New microbes and New Infections 2016)
→ 80 % des séquences correspondent à de probable nouveaux virus
Encore beaucoup à découvrir … virus
Contrôle des populations de tiques
Pas de lutte biologique ou génétique
Lutte écologique/sélection de races résistantes aux tiques
1 vaccin anti-tiques contre R. (Boophilus) microplus, commercialisé à Cuba, plus en Australie, cher, souche spécifique
Lutte chimique: épandage ou déparasitage des
hôtes=la plus utilisée, contamination des produits issus de l’élevage et de l’environnement, impact sur la faune non cible, sélection de souches résistantes
Il est urgent et nécessaire d’identifier de nouvelles méthodes de lutte
A l’heure actuelle: changement dans les répartitions
géographiques des tiques –émergences dans certaines
régions- liés aux changement sociaux économiques et
climatiques
Acquisition d’une résistance contre l’infestation
par des tiques
Stratégie vaccinale
La vaccination anti-tiques
L’intérêt d’une vaccination contre les tiques
Limiter l’utilisation des acaricides
Cibler simultanément l’ensemble des agents pathogènes transmis par les tiques
Permet d’envisager l’inclusion de plusieurs antigènes
Cibler les espèces animales domestiques (voire sauvages) permettrait en diminuant les populations de tiques de protéger indirectement l’homme
Manque de données génomiques sur les tiques (seul génome connu: I. scapularis)
Difficulté des modèles expérimentaux : élevage-infections expérimentales
Qui vacciner? Les animaux domestiques, les animaux sauvages (rongeurs par voie orale par exemple), les hommes?
Les difficultés
Stratégies de vaccination contre les tiques
Cibler des molécules essentielles à la biologie des tiques
diminuer la survie, l’oviposition, et donc les populations naturelles
perturber l’alimentation des tiques (digestion ou prise du repas sanguin) : diminution de l’oviposition, des populations + de la probabilité de transmission des agents pathogènes
Cibler des molécules essentielles à la transmission des agents pathogènes
Cibler des molécules « cachées » du système immunitaire de l’hôte (ex tube digestif-pas de pression sélective) ou injectées à l’hôte via la salive (rappels naturels)
Nécessité d’identifier de nouvelles cibles vaccinales, même pour R. microplus
Nécessité d’avoir une action rapide sur la prise du repas de sang ou directe sur la
transmission des agents pathogènes pour protéger les animaux vaccinés pour les
tiques polyxènes (inhibition du gorgement ou de la transmission)
.
anus
Hostskin
midgut
Bloodvessel
ovary
Salivaryglands
FromH.Mehlhorn
Mouthparts(hypostome+chelicerae)
male
Piqûre et transmission d’agents pathogènes
Micro-hématome
Alternativement : injection de salive et absorption de sang par le même canal
La salive : un fluide essentiel
• Cytolytique
• Vasodilatatrice
• Anticoagulante
• Anti-inflammatoire
• Immunosuppressive
La salive crée un environnement
favorable à la transmission et au
développement des agents dans l’hôte
La majorité des agents pathogènes sont
transmis via la salive
Mode d’action d’un vaccin dirigé contre des protéines salivaires des tiques
Salive
+
pathogène
Inhibition des actions
anticoagulante,
immunosuppressive,
anti-
inflammatoire…de la
salive et/ou inhibition
de la transmission
des pathogènes
Hôte vacciné
Rejet de la tique et/ou
inhibition de la transmission
Envisager une lutte intégrée combinant vaccination et lutte écologique qui
permettrait de limiter l’utilisation des acaricides
Identifier des antigènes communs à plusieurs espèces de tiques et des molécules
impliquées dans la transmission de plusieurs agents pathogènes (cf 64TRP, Subolesin)
Nécessité de bien connaître les cycles écologiques des tiques visées pour identifier les animaux à vacciner
conclusion
Nécessité d’identifier des antigènes protecteurs impliqués dans la viabilité/fécondité
des tiques, la prise du repas sanguin et/ou la compétence vectorielle : étudier les
interactions tiques-hôtes et tiques-agents pathogènes
Les tiques transmettent une grande variété d’agents pathogènes: intérêt de cibler le
vecteur plutôt que chacun de ces agents : la vaccination anti-tique