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La toxoplasmose en Amérique du Sud :
lien entre environnement, diversité génétique du parasite et pathogénicité
chez l’immunocompétent
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 2-4 octobre 2019
Aurélien MercierUMR INSERM 1094 Neuroépidémiologie Tropicale,
Limoges
• Seulement une espèce, mais …
- Diversité géographique : toutes les latitudes
- Diversité d’hôtes : tous les animaux à sang chaud
- Diversité biologique : pathogénicité chez la souris,
comportement en culture cellulaire
- Diversité des formes cliniques :
patient immunocompétent : asymptomatique aux cas graves exceptionnelles
patient immunodéprimé : 1/3 réactivation chez les patients sidéens
toxoplasmose congénitale : d’asymptomatique aux cas mortels
• Nicolle et Manceau 1908 Premier isolement en Afrique (Tunisie) chez Ctenodactylus gondii
• Apicomplexe appartenant à la famille des CoccidaeBenutzer
• Splendore 1908 Lapin en Amérique du Sud (Brésil)
Dumètre, 2005
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 20192
Toxoplasma gondii
Environnement
Fèces de félidés
Hôtes intermédiaires herbivores, omnivores,
carnivores, oiseaux,
humain
Hôtes définitifs
félidés
oocystes
kystes
oocystes
Fragmenté
Forte diversité
domestiques et péridomestiques
Diversité (espèces, comportements)
Continuité écologique3
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Caractérisation du cycle du toxoplasme selon l’environnementMilieu anthropisé / milieu sauvage
UC Davis
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Le toxoplasme un bon modèle de Santé Globale
4
Interpénétration des souches de T. gondii circulant dans ces 2 environnements
• Chaleur et humidité constante :
- température moyenne mensuelle > à 18°C
- hygrométrie élevée : 50 % à 100 %
- précipitations annuelles : de 1500 à 5000 mm
• Voisinage des environnements anthropisés et sauvages
• Sols ferrugineux avec la formation de cuirasse latéritique
→ ruissèlement des eaux Diffusion des oocystes
Survie des oocystes
5Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Zone tropicale humide et épidémiologie de T. gondii
6Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Juxtaposition des environnements anthropisés et sauvages en zone tropicale
O’Brien et al., 2008 Trends Genet
Europe : 4 Afrique : 10 Asie : 12 Amérique latine : 11 Amérique du nord : 5
39 espèces à l’échelle du globe :
7Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Hôtes définitifs: les félidéscas des félidés sauvages
Driscoll et al., 2009 Sci Am
A colonisé tous les continents depuis le croissant fertile
Implantation du chat domestique récente en zone Tropicale :Amérique du Sud et Afrique centrale
Stein, 2008 pandecats.com
?
8Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Hôtes définitifs: les félidésCas du chat domestique
Manifestations cliniques plus sévères décrites sous les tropiques:
• Chez des adultes immunocompétents :
- atteintes oculaires (Gilbert et al., 1999; Khan et al., 2006) :
- Europe : de 0.3 % à 1%
- Brésil : Nord : 2 % / Sud : 25 %
- Afrique : taux plus élevé de toxoplasmose oculaire chez les patients nés en
Afrique par rapport aux patients nés en Grande-Bretagne (incidence x100)
- atteintes multiviscérales (Carme et al., 2009; Nunura et al., 2010)
• Dans les toxoplasmoses congénitales (Demar et al., 2007; Gilbert et al., 2008)
Relation possible avec des génotypes différents de ceux qui circulent en Europe
9
Toxoplasmose oculaire
(Shobab, 2013 J Infect Dis)
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Aspects cliniques de la toxoplasmose en zone tropicale
Type I
Type II
Type III
• 3 lignées archétypales prédominantes : Types I, II, et III avec des pathogénicités différentes
(modèle murin)
• Isolats de Type II largement prédominants en Europe et en Amérique du Nord : 70-80 %
▪ Structure clonale des populations de T. gondii
• Études sur des populations d’isolats d’origines géographiques et d’hôtes plus variées
(animaux sauvages) : génotypes non archétypaux
- mixtes : mélanges d’allèles des Types I, II et III
- atypiques : allèles différents
▪ Structure génétique plus complexe
10Lorenzi et al., 2016 Nat Commun.
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Diversité génétique de T. gondii
11Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Distribution des haplogroupes de T. gondii
Shwab et al., 2014 Parasitology
Amérique du Sud
GA
B1-2
007-C
AP
-AE
G1
GA
B3-2
007-G
AL-D
OM
13
GA
B1-2
007-C
AP
-AE
G3
GA
B1-2
007-C
AP
-AE
G5
GA
B1-2
007-C
AP
-AE
G9
GA
B1-2
007-G
AL-D
OM
11
GA
B1-2
007-O
VI-
AR
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AB
4-2
007-G
AL-D
OM
1G
AB
1-2
007-G
AL-D
OM
5
GA
B5-2
007-G
AL-D
OM
7
GA
B1-2
007-C
AP
-AE
G6
GA
B1-2
007-F
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GA
B1-2
007-G
AL-D
OM
13
GA
B1-2
007-G
AL-D
OM
16
GA
B1-2
007-G
AL-D
OM
17
GAB
1-2
007-G
AL-D
OM
20
GAB
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07-G
AL-
DO
M9
GAB
1-20
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I3
GAB1-
2007
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GAB1-
2007
-OVI-AR
I7
GAB1-
2007
-CAP-A
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GAB1-
2007
-CAP-A
EG
4
GAB
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AP-A
EG2
GAB1-
2007
-CAP-A
EG7
GAB1-
2007
-CAP-A
EG8
GAB1-
2007
-GAL-
DOM
1
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007-GAL-D
OM
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AL-DOM
15
GAB1-2007-G
AL-DOM18
GAB1-2007-G
AL-DOM2
GAB1-2007-GAL-D
OM6
GAB1-2007-GAL-D
OM7
GAB1-2007-GAL-DOM8
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GAB1-2007-OVI-ARI2
GAB1-2007-OVI-ARI5
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PT-2005-SUS-SCR14
PT-2005-SUS-SCR2
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GAB1-2007-GAL-DOM12
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GAB3-2007-GAL-DOM12
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GAB5-2007-GAL-DOM6
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GAB5-2007-GAL-DOM2
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GAB3-2007-GAL-DOM5
GAB3-2007-GAL-DOM
7
GAB3-2007-G
AL-DOM
9
GAB3-2007-G
AL-DO
M14
GAB3-2007-G
AL-DOM
15
PT-2002-B
OS-TA
U1
FR2-2005-O
VI-A
RI5
FR2-2005-O
VI-A
RI6
FR1-2004-C
AP-C
AP2
FR
1-2005-CAP-C
AP2
FR
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AP4
FR
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OM
1
FR
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L-DO
M2
FR
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AL-D
OM
3
FR
1-2
007-G
AL-D
OM
4
FR
1-2
005-O
ND
-ZIB
6
FR
2-2
005-O
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FR
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003-M
YO
-CO
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PT
-2005-S
US
-SC
R4
FR
1-2
005-A
NS
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S1
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AP
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FR
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YO
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OM
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R2-2
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US
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R3
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AR
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AR
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R1-2
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AP
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FR
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005-O
VI-
AR
I3P
T-2
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US
-SC
R6
PT
-2005-S
US
-SC
R11
FR
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004-M
YO
-CO
Y5
FR
3-2
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OM
1
PT
-2005-S
US
-SC
R7
PT
-2005-S
US
-SC
R10
PT
-2005-S
US
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FR
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NA
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1
FR
2-2
005-G
AL-D
OM
1
FR
2-2
005-G
AL-D
OM
2
FR
2-2
005-G
AL-D
OM
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FR
2-2
005-G
AL-D
OM
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FR
2-2
005-G
AL-D
OM
5
FR
2-2
006-G
AL-D
OM
3
FR
2-2
006-G
AL-D
OM
4
FR
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FR
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06-G
AL-
DO
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2006
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DO
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-GAL-
DO
M8
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-GAL-
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FR2-
2006
-GAL-
DOM
10
FR2-
2006
-GAL-
DOM
11
FR2-
2006
-GAL-
DOM
12
FR2-20
06-G
AL-DOM
13
FR2-2006-G
AL-DO
M14
FR1-2005-V
UL-VUL1
PT-2005-S
US-SCR13
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UL2
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FR1-2005-SUS-SCR1
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FR1-2005-OND-ZIB7
FR1-2005-O
ND-ZIB8
FR1-2005-O
ND-ZIB
3
FR1-2003-S
US-S
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FR1-2003-M
YO
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Y2
FR1-2003-M
YO
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FR
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FR
1-2003-MYO
-CO
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FR
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UL-V
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004-V
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FR
1-2
003-S
US
-SC
R1
FR
1-2
007-O
VI-A
RI1
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
La Toxoplasmose en
Amérique du Sud
12Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
▪ Histoire évolutive depuis une origine en Colombie
▪ Hypothèse :
Une forme ancestrale de T. gondii,
aurait été introduite en Amérique du
Sud via les migrations des félidés il
y a environ 3 Ma.
TMRCA des lignées actuelles : 1,5 Ma
Collaborations :
- CNRS-UMR5558 (S. Devillard) - Universidade São Paulo (H. Pena)- USDA (JP. Dubey) - Imperial College London (T. Jombart)- IRD - ISEM (E. Paradis) - University of Tennessee (C. Su)
Bertranpetit et al., 2017 Inf Gen Evol
Bilan scientifique [2011-2016]
Thèse Emilie Bertranpetit
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Origine sud Américaine des lignées actuelle de T. gondii
13
Légendes:
souches issues de l’environnement sauvage
forêt perturbée et environnements anthropisés
souches issues de l’environnement anthropisé
forêts marécageuses d'eau douce
Cayenne
forêt tropicale humide
mangrove
forêt de basse altitude
( souches sauvages d’origine humaine)
0 1 km
Pathogénicité et Environnement
• Une centaine de cas décris en Guyane depuis 2002
• Chez l’immunocompétent, formes cliniques variées mais toujours : fièvre + asthénie + localisations viscérales multiples +/- forme disséminée
• Souches atypiques issues de formes sévère de toxoplasmose humaine d’origine sauvage
• En lien avec un cycle sauvage du parasite
• Formes plus graves en lien avec le génotype des souches
14Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Carme et al., 2009 Emerg Infect Dis.Nunura et al., 2010 Rev Inst Med Trop Sao Paulo.Cortés et Aguirre, 2018 Biomedica.Mercier et al., 2011 Inf Gen Evol.Demar et al., 2012 Clin Microbiol Infect.Khan et al., 2014 Plos NTD.Blaizot et al., 2019 Pediatr Infect Dis J.Lorenzi et al., 2016 Nat Commun.
La Toxoplasmose Amazonienne
SURINAME
BRÉSIL
Océan Atlantique
Cayenne
0 50 km
- 5°
GUYANE FRANÇAISE
Jaguar
Cariacou
Kourou
- population anthropisée Hs = 0,28- population sauvage Hs = 0,72
Sur 47 isolats retenus(29 anthropisés / 18 sauvages)
• Hs = 0,52
• 34 génotypes :
→ Lien avec les Caraïbes et l’Amérique du sud• Type III, Caribbean 1, Caribbean 2, Caribbean 3
Type III - population anthropisée : 16/29- population sauvage : 18/18
Mercier et al., 2011 Inf Gen Evol.
• Richesse allélique : - population anthropisée : 3,03 [1 – 6,56]- population sauvage : 6,73 [2 – 11]
Impact de l’anthropisation : - perte de diversité génétique- structuration des populations
La Toxoplasmose Amazonienne
Diversité des souches de T. gondii en Guyane Française
15Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
• Amazonian : HG 5, HG 10
Populations « génétiques » :
Sauvage
Anthropisée
Anthropisé
Sauvage
La Toxoplasmose Amazonienne
Structure génétique des populations
Interpénétration des populations environnementales sauvage et anthropiséeActualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Premières implantations françaises dans la zone
de Cayenne dès 1503
Mercier et al., 2011 Inf Gen Evol.
16
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
L’influence du milieu sauvage sur le milieu anthropisé
17
18Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Surprévalence de toxoplasmose oculaire (TO) en Amérique du Sud
Rétinochoroïdite toxoplasmique:
Costa et al., 2017
≈2% des personnes infectées par T. gondii aux Etats-Unis manifestent une toxoplasmose oculaire (Holland, 2003 Am J Ophthalmol.)
Stable dans le temps (~25 ans)
20 %province de Misiones, Argentine
10 %São Paulo, São
Paulo State, Brésil
17,7 %Erechim, Rio
Grande do Sul, Brésil
Glasner et al., 1992 Am J Ophthalmol.Holland, 2003 Am J Ophthalmol.De-la-Torre et al., 2007 Am J Ophthalmol.Rudzinski et al., 2016 Emerg Infect Dis.Commodaro et al., 2016 Emerg Infect Dis.
6 %Armenia, Colombie
19Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
toxoplasmose oculaire en Amérique du Sud
Facteurs génétiques du parasite ou de l'hôte et différences de taux d'exposition dans l’OT en Amérique du Sud
• Facteurs du parasites comme déterminants de la gravité de la maladie dans la TO en Amérique du Sud :
- les souches sud-américaines pourrait causer des TO plus graves (inhibition de l'effet protecteur de l'IFN-γ) (De-la-Torre et al., 2013 PLoS Negl Trop Dis.).
- différences dans la capacité des parasites à infecter les yeux sur la population générale en fonction de régions au Brésil (Commodaro et al., 2016 Emerg Infect Dis.).
• Facteurs de l'hôte :
- origine ethnique des populations (Rudzinski et al., 2016 Emerg Infect Dis.)
- système immunitaire (Naranjo-Galvis et al., 2018 Infect Immun. ; Jamieson et al., 2010 Genes Immun.).
Souche de Type I et génotype atypique (manque de donnée)
❑ Cas de la viande chevaline importée
depuis notamment l’Amérique du Sud
Aroussi et al., 2015 Parasite
20
Viande de cheval importée et toxoplasmose sévère
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Thèse Abdelkrim Aroussi
FranceAgriMer 2011
Europe
Importation de viandes chevalines
Continent
américain
Introduction de souches
atypiques hautement
virulentes
Pomares et al., 2011 Emerg Infect Dis.Aroussi et al., 2015 Parasite
21Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Viande de cheval importée et toxoplasmose sévère
Importation de souche en France depuis l’Amérique du Sud
Rapport CNR Toxoplasma 2018
Laboratório de Toxoplasmose, FIOCRUZMaria Regina REIS AMENDOEIRA
Remerciements
UMR Inserm 1094 Neurologie tropicale, LimogesMarie-Laure DARDÉDaniel AJZENBERGPierre-Marie PREUXFarid BOUMEDIENEGilles DREYFUSSJean-Benjamin MURAT
Institut Pasteur de la GuyaneAndré SPIEGEL
Benoît de THOISY
EA 3593 Épidémiologie des Parasitoses Tropicales, Cayenne
Bernard CARMEMagalie DEMAR
Denis BLANCHETStéphane SIMON
UMR MIVEGEC IRD 224-CNRS 5290Biodiversité des Systèmes Infectieux : du gène à l'écosystème Anne-Laure BAÑULSPatrick DURAND
Unité Fonctionnelle de Recherche Clinique et de BiostatistiqueHenri BONNABAU
UMR CNRS 5558Laboratoire de Biométrie et Biologie ÉvolutiveSébastien DEVILLARD
22
Paula BOLAISÉmilie BERTRANPETITLokman GALALMartine GATETRoselyne MOUZETNicolas PLAULT
Actualités du Pharo 2019 - Marseille, 4 octobre 2019
Université de ReimsIsabelle VILLENADominique AUBERTRégine GEERS
Faculdade de Medicina Veterinária e ZootecniaHilda PENA
Universidad Católica de las Misiones Marcelo RUDZINSKI