« PROCESSUS INFECTIEUX EN MILIEU INSULAIRE TROPICAL »
U1187 INSERM
- Tutelles : Université de La Réunion, l’INSERM, le CNRS et l’ IRD.
- Partenaire : l’Institut Pasteur.
- Directeur : M. Patrick Mavingui, directeur de recherche au CNRS.
A. Le contexte
Les maladies infectieuses ont un impact dévastateur sur la santé humaine et animale surtout dans les pays en développement en zone tropicale. Par sa proximité avec la côte Est de l’Afrique qui constitue au niveau mondial un hotspot d’émergence de maladies infectieuses, la région Sud-Ouest de l’Océan Indien (SOOI) est particulièrement exposée aux maladies zoonotiques et vectorielles.
En plus de cette exposition, le caractère multi-insulaire du SOOI confère à l’investigation des émergences qui viendraient à y survenir un caractère particulier : taille réduite de la plupart des îles avec isolement relatif des écosystèmes, petit nombre de points d’introduction des agents infectieux qui contraignent les voies de circulation infectieuse, faune animale locale moins diversifiée. L’urbanisation et la démographie en pleine expansion entraînent la dégradation croissante des habitats naturels, conduisant à une réduction des effectifs et de la diversité biologique, ainsi qu’à une fragmentation et un isolement des populations de réservoirs animaux. La proximité entre populations de réservoirs et organismes non hôtes peut conduire au franchissement de barrière d’espèce et engendrer des émergences inédites (ébola, Sars-Co, etc.).
Jusqu’à très récemment, l’étude des maladies infectieuses reposait essentiellement sur une approche incomplète du pathosystème axée soit sur le pathogène et son vecteur, ou alternativement sur le pathogène et son hôte primaire (réservoir) ou secondaire (animal de rente, homme). Malgré les progrès réalisés dans la connaissance des mécanismes cellulaires intimes impliqués dans les relations hôtes-pathogènes, de nombreuses inconnues persistent, en particulier pour rendre compte de la diversité clinique des infections. Les formes asymptomatiques, graves voire mortelles et les formes à présentation atypique (Leptospirose, Chikungunya, Dengue, Zika), et pour certains cas chroniques (Chikungunya) reste largement sous explorées, et leurs mécanismes physiopathologiques mal compris. Ainsi, il importe de comprendre comment et à quels niveaux de l’interaction pathogènes-vecteurs-réservoirs-hôtes, les facteurs anthropiques en particulier les perturbations de l’environnement peuvent favoriser l’émergence, la dissémination des agents infectieux, et in fine le développement des pathologies graves chez l’homme et l’animal, associés dans une approche commune comme le recommande le concept « one health ».
Ainsi, en raison de sa localisation tropicale et de sa proximité avec la côte Est de l’Afrique, la région SOOI est exposée à diverses pathologies infectieuses vectorielles ou zoonotiques. La leptospirose y présente une des incidences les plus élevées au monde ; le Chikungunya y a émergé de façon massive en 2005/2006 dans son nouveau vecteur dominant, le moustique tigre Aedes albopictus ; la dengue y réaparait à intervalles réguliers et la fièvre de la Vallée du Rift concerne Madagascar et l’archipel des Comores à partir du Kenya et de la Tanzanie.
Une meilleure prévention de ces risques infectieux passe par la compréhension des facteurs écologiques et anthropiques qui participent au maintien endémique ou à l’émergence épidémique, l’identification des reservoirs sources, l’élucidation des mécanismes de transmission et de transgression de la barrière d’espèces et des facteurs qui interfèrent avec la fonction vectorielle des moustiques locaux, enfin le décryptage des mécanismes physiopathologiques de la relation hôte-pathogène qui pourraient rendre compte des formes graves et atypiques de ces maladies.
C’est dans une optique de recherche intégrée tirant bénéfice de sa localisation avancée en région d’émergence infectieuse qui lui donne accès à tous les éléments du cycle infectieux (réservoirs, pathogènes, vecteurs, patients) que l’UMR « Processus Infectieux en Milieu Insulaire Tropicale entreprend des investigations sur la dynamique des systèmes infectieux et de ses conséquences immuno-physiopathologiques.
B. Présentation des thématiques de l’UMR PIMIT
Le domaine scientifique de recherche de l’UMR PIMIT concerne la biologie et l’écologie des processus infectieux et se focalise sur l’investigation du déterminisme écosystémique de la transmission des maladies infectieuses et de leurs conséquences immuno-physiopathologiques chez l’homme et l’animal.
L’UMR PIMIT bénéfice de sa localisation avancée en région d’émergence infectieuse qui lui donne accès à tous les éléments du cycle infectieux (réservoirs, pathogènes, vecteurs, patients) et cible en tant que modèles d’étude, des pathologies infectieuses majeures endémiques dans le SOOI et l’exploration de réservoirs animaux de pathogènes à potentiel d’émergence épidémique.
Durant le quinquennat 2015-2019, l’UMR PIMIT est structurée en 2 équipes de recherche afin d’assurer une continuité dans les axes thématiques en cours tout en ouvrant de nouveaux champs d’investigation.
●Equipe Dynamique des Systèmes Infectieux Insulaires (acronyme DySIIs, responsable Patrick Mavingui, directeur de recherche CNRS)
En éco-épidémiologie de la santé et des maladies infectieuses, l’équipe DySIIs mène des recherches sur la circulation des agents infectieux dans les réservoirs et transmissibles à l’homme. En s’appuyant sur l’expertise agrégée par le CRVOI (Centre de Recherche et de Veille sur les maladies émergentes dans l’Océan Indien), l’équipe DySIIs s’intéresse particulièrement à l’étude de la transgression de la barrière d’espèce comme facteur d’émergence épidémique chez l’homme dans la région SOOI. Elle cible les animaux synanthropiques, chiroptères et Rattus sp., en tant que réservoirs et sources d’agents viraux émergents (paramyxovirus, coronavirus, lyssavirus) et bactériens endémiques (Leptospira) responsables d’une zoonose à forte prévalence régionale.
Les objectifs sont de caractériser les viromes et la prévalence des leptospires comme première approche pour typage du pool infectieux des réservoirs. L’étude des écosystèmes spécifiques naturels et anthropisés, hébergeant des cortèges d’espèces réservoirs permettra de définir des territoires infectiogènes et de comprendre les patrons de la dynamique de circulation de pathogènes et de transmission à l’homme. Le développement de modèles animaux complète la compréhension du cycle biologique et du pouvoir pathogène.
Le second thème de recherche concerne les maladies virales à transmission vectorielle (arboviroses). Parmi les multiples facteurs documentés dans l’explosion épidémique de l’arbovirose due au virus Chikungunya à La Réunion, une nouvelle espèce vectrice, Aedes albopictus, a été identifiée comme un facteur majeur dans la diffusion de la maladie. Ce moustique très invasif s’est révélé un vecteur efficace du virus. Des bactéries symbiotiques hébergées par les moustiques ont été montrées capables d’interférer avec leur biologie et compétence vectorielle vis-à-vis de certains arbovirus. DySIIs développera un programme d’étude sur les paramètres environnementaux et les mécanismes moléculaires de la persistance et de la transmission des arbovirus, notamment le CHIKV (alphavirus arthralgique) et la dengue (flavivirus hémorragique) en développant des modèles in vitro et in vivo qui soient informatifs sur la transmission de la maladie à l’homme. Sera étudié à cet effet la modulation de la compétence vectorielle par son holobionte (génome du vecteur en interaction avec son microbiome). Une meilleure compréhension des interactions multipartenaires entre le pathogène, le vecteur et son microbiote devrait aboutir à proposer de nouvelles pistes de prévention des arboviroses transmises à l’homme par les moustiques.
D’une manière globale, les informations issues des travaux de recherche permettront d’éclairer les autorités sanitaires sur la prégnance des risques encourus associés aux pathologies à transmission vectorielle, aux maladies à déterminisme environnemental et aux pathogènes à potentiel émergent hébergés par les réservoirs, tout en ouvrant le développement de méthodes de contrôle.
●Equipe Immunopathologie Infectieuse en zone Tropicale (acronyme I2T, responsable Philippe Desprès, directeur de recherche Institut Pasteur)
L’équipe I2T s’intéresse plus particulièrement d’une part aux membres du genre alphavirus (arbovirus) dont les virus arthralgiques Chikungunya (CHIK) et Ross River (RR) qui sont transmis à l’homme lors d’une piqûre par un moustique femelle hématophage et d’autre part, aux spirochètes dont Leptospira qui est l’agent étiologique de la leptospirose dont la transmission à l’homme est la conséquence de la pénétration active de la bactérie à travers le tissu cutané. Dans ces deux cas, le pathogène pénètre le corps humain à travers la peau. Aucun médicament ou vaccin n’étant commercialisé à ce jour, la prévention du contact du pathogène avec la peau reste encore la stratégie de protection la plus efficace à titre individuel.
A ce jour, les répulsifs topiques ou biocides sont très largement utilisés pour prévenir l’interaction des insectes piqueurs avec leurs cibles humaines. L’implication de l’immunité innée de la peau comme première ligne de défense contre l’infection par les virus CHIK et RR ou Leptospira est peu ou pas connue et les interactions possibles des répulsifs cutanés avec les mécanismes initiaux mis en jeu lors de pénétration du pathogène restent à être étudiés.
L’un des objectifs est de comprendre sur le plan immunopathologique, l’importance des cellules dermales y compris les cellules immunocompétentes d’une part dans l’efficacité de réplication des alphavirus arthalgiques (et ses conséquences comme les formes chroniques du Chikungunya) et dans la dissémination de Leptospira au site anatomique de pénétration du pathogène et d’autre part, dans la réponse locale aux répulsifs cutanés en ciblant l’immunité innée dirigée contre le pathogène infectant. Un des livrables attendu est une modélisation fine des interactions hôte-pathogène au stade initial de l’infection en y intégrant l’impact de co-facteurs environnementaux sur le processus infectieux au niveau cutané. Une telle étude originale ouvre des perspectives originales ciblant la caractérisation de nouveaux répulsifs cutanés obtenus à partir d’un catalogue de composés identifiés pour leurs effets virucides ou bactéricides dont beaucoup sont issus de la biodiversité tropicale insulaire.
Un effort particulier sera aussi observé pour le développement de nouveaux outils sérologiques plus sensibles et spécifiques basés sur des technologiques innovantes: ils devront permettre un meilleur diagnostic des maladies infectieuses tropicales dont les arboviroses et la leptospirose qui sévissent dans la ZOOI. Le volet de valorisation d’I2T sera développé prioritairement avec des partenaires régionaux comme l’Institut Pasteur de Madagascar.
Les investigations des équipes DySIIs et I2T de l’UMR PIMIT mobiliseront diverses méthodologies, notamment des approches transversales à renforcer ou à développer relevant de la génomique et la post-génomique, de l’imagerie cellulaire structurale et fonctionnelle, d’études cliniques et d’infections expérimentales sur modèle animal.
